关于等张溶液是否等渗的思考

张蓝天

在高中生物“渗透压”这一概念的教学时，不少教师都会引用生活实例即“静脉注射时用生理盐水作为母液……”。近期在阅读医学文章时，发现“给药需用严格的等张溶液”的说法，于是就有了关于等张溶液是否等渗的思考。

在教科书、期刊文章和网上资料的论述中，关于溶液等张与等渗的联系和区别，既有“等渗溶液不一定等张，等张溶液一定等渗”，也有“等渗溶液不一定等张，等张溶液亦不一定等渗”的观点。可见，对溶液等渗不一定等张，没有异议；而对溶液等张是否一定等渗，说法却不一致。对于这种不一致，金维芬的解释是儿科学与药剂学的计算依据不同所致，但是未说明计算依据有何差异。因此，关于溶液等张与等渗的关系，存在观念不清、阐释不明的情况。目前，等张溶液一定是等渗溶液的认识更占主流。那么，溶液等张一定等渗吗？

1等渗与等张概念的辨析

在化学上，等渗是指某一溶液与另一溶液的渗透摩尔浓度（渗透压）相等。当互为等渗的溶液被理想半透膜隔开时，无渗透现象，或者说无水的透膜净扩散。在生理学和医药学上，等渗的概念中规定了参比渗透压，即以正常人血浆渗透压为参照，任何溶液与血浆的渗透压相等即为等渗。用理想半透膜分隔这种等渗溶液与正常人血浆，不会发生水的跨膜净扩散。与正常人血浆相比，渗透压较低和较高的溶液，分别称为低渗和高渗溶液。等张是一个生物学概念，其基本内涵是细胞内外液体的渗透压相等。须要指出，如果细胞浸浴的溶液含有能通过细胞膜的溶质，等张是指这类溶质跨细胞膜扩散达到平衡状态时细胞内外液体的渗透压相等。当细胞浸浴在等张溶液中，平衡状态下没有水分子跨细胞膜的净扩散。按同样的平衡条件，细胞浸浴在低张溶液中，有水进入细胞的净扩散；细胞浸浴在高张溶液中，有水从细胞内出来的净扩散。在临床医学和药剂学中，溶液等张、低张和高张一般是针对正常人红细胞而言的。当红细胞浸浴在溶液中，达到平衡状态时，如无水的跨细胞膜净扩散，细胞体积和形状不变，此溶液是等张的；如有水向细胞内的净扩散，细胞胀大，甚至破裂，则溶液是低张的；有水向细胞外的净扩散，细胞变小、皱缩，则溶液是高张的。

2等渗与等张的区别

由上述可知，在溶液等渗和等张的概念中，溶液分隔膜是不同的。渗透压比较时，溶液分隔膜是理想半透膜。理想半透膜只允许溶剂水分子通过，而溶质分子或离子不能通过。然而，比较溶液张力时，分隔膜是细胞膜。细胞膜并非理想半透膜，除了允许水分子通过，也允许多种溶质颗粒通过。如果某溶液与正常人血浆互为等渗，且只含细胞膜非通透性溶质，正常人红细胞浸浴其中时，细胞体积和形状无变化，这一溶液是等张的。但是，同样是与正常人血浆互为等渗的溶液，如果含有能通过细胞膜的溶质，正常人红细胞浸浴其中时，细胞胀大，甚至破裂，此溶液却是低张的。显而易见，造成这种差异的原因是等渗溶液是否含有细胞膜通透性溶质。细胞膜通透性溶质能跨膜扩散，在膜内外两侧达到浓度平衡（相等）时，这部分溶质对跨膜水扩散不产生影响。此时，跨细胞膜水扩散的驱动力只来自细胞膜非通透性溶质在膜内外两侧的渗透摩尔浓度梯度。在含有细胞膜通透性溶质并与血浆互为等渗的溶液中，细胞膜非通透性溶质的渗透摩尔浓度必然比血浆的低，也比红细胞内液的低，导致水进入细胞内的净扩散，故这种等渗溶液是低张的。与正常人血浆相比，如果某溶液所含细胞膜非通透性溶质的渗透摩尔浓度更高，那无疑是高张溶液。

3总结

溶液等张、低张和高张取决于所含细胞膜非通透性溶质产生的渗透压，而与细胞膜通透性溶质产生的渗透压无关。不论溶液是否含有细胞膜通透性溶质，只要溶液与正常血浆中细胞膜非通透性溶质的渗透摩尔浓度相等，也就是与红细胞内细胞膜非通透性溶质的渗透摩尔浓度相等，溶液就是等张的。同理，某溶液与正常血浆的细胞膜非通透性溶质的渗透摩尔浓度相等，还含有细胞膜通透性溶质，那么此溶液是高渗的，也是等张的。当然，对于低渗溶液而言，无论其溶质组成如何，都不可能是等张的。所以，等张溶液不一定都是等渗的，也可以是高渗的。

最后，还须补充一点，以细胞浸浴在溶液中为前提，无论溶液渗透压的比较，或者溶液张力的比较，参比溶液都是细胞内液。当细胞浸浴在高渗且等張的溶液中，所含细胞膜通透性溶质扩散进入细胞内，达到平衡之前，浸浴液的渗透压比细胞内液的高；达到平衡时，即达到等张状态时，细胞内外液体是互为等渗的，但两者的渗透压均高于平衡之前细胞内液的渗透压。