100多年前就有生物学家对渗透压作了系统的研究。生物的细胞膜具有奇妙的半透膜特性，中学的生物课就有这样的实验，将植物浸泡在纯水中会发生“浮肿”，浸泡在浓的盐溶液中则很快枯萎，而在介乎中间浓度的溶液则基本能保持原状。这个实验最早是荷兰植物学家德弗里在1884年做的，他当时已想到，最后一种情况是由于细胞膜内外的溶液具有大致相同的渗透压，他还发现由不同盐制备出的相等渗透压的溶液具有相同的冰点。
生命现象与细胞膜内外渗透压的平衡密切相关。植物细胞是靠细胞液的渗透压将根部的水分从根部输送到茎部和叶子；鱼的腮具有半透性，由于海鱼和淡水鱼的腮渗透功能不同，其体液的渗透压也不同，因此海鱼不能在淡水中养殖。将红细胞放到0.068 mol/L的NaCl溶液中，在显微镜下可以看到红细胞逐渐膨胀，最后破裂。医学上称这种现象为溶血。这是因为红细胞内液的渗透压大于0.068mol/L的NaCl溶液渗透压，因此水分子就要向红细胞内渗透，使红细胞膨胀以致破裂。如将红细胞放到0.256mol/L的NaCl溶液中，在显微镜下可以看到红细胞逐渐皱缩，这种现象称为胞浆分离，因为这时红细胞内液的渗透压小于0.256mol/L的NaCl溶液的渗透压，因此水分子由红细胞内向外渗透，使红细胞皱缩。如将红细胞放到生理盐水中，在显微镜下看到红细胞维持原状，这是因为红细胞与生理盐水渗透压相等,细胞内外达到渗透平衡的缘故。
红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态图
渗透压相等的两种溶液称为等渗溶液。渗透压不同的两种溶液，把渗透压相对高的溶液叫做高渗溶液，把渗透压相对低的溶液叫做低渗溶液。对同一类型的溶质来说，浓溶液的渗透压比较大，稀溶液的渗透压比较小。因此，在发生渗透作用时，水会从低渗溶液（即稀溶液）进入高渗溶液（即浓溶液），直至两溶液的渗透压达到衡为止。在医疗实践中，溶液的等渗、低渗或高渗是以血浆总渗透压为标准。即溶液的渗透压与血浆总渗透压相等的溶液为等渗溶液。溶液的渗透压低于血浆总渗透压的溶液为低渗溶液。溶液的渗透压高于血浆总渗透压的溶液为高渗溶液。
在医疗工作中，不仅大量补液时要注意溶液的渗透压，就是小剂量注射时，也要考虑注射液的渗透压。临床上也有用高渗溶液的，如渗透压比血浆高10倍的2.78mol/L葡萄糖溶液。因对急需增加血液中葡萄糖的患者，如用等渗溶液，注射液体积太大，所需注射时间太长，反而不易收效。但是，用高渗溶液作静脉注射时，用量不能太大，注射速度不可太快，否则易造成局部高渗引起红细胞皱缩。当高渗溶液缓缓注入体内时，可被大量体液稀释成等渗溶液。对于剂量较小浓度较稀的溶液，大多是将剂量较小的药物溶于水中，并添加氯化钠、葡萄糖等调制成等溶液，亦可直接将药物溶于生理盐水或0.278mol/ L葡萄糖溶液中使用，以免引起红细胞破裂。
临床上常用的等渗溶液有：
1、生理盐水(0.154mol/L或9.0g/L的NaCl溶液)
2、0.278mol/L或50.0g/L的葡萄糖溶液
3、0.149mol/L或12.5g/L的碳酸氢钠溶液
临床上常用的高渗溶液有：
1、0.513mol/L 的NaCL溶液
2、 0.278mol/L葡萄糖氯化钠溶液（是生理盐水中含0.278mol/L葡萄糖）,其中生理盐水维持渗透压,葡萄糖则供给热量和水.
3、2.78mol/L葡萄糖溶液。
血浆中含有低分子的晶体物质（如氯化钠、葡萄糖和碳酸氢钠等）和高分子的胶体物质（如血红蛋白、血脂等）。血浆中的渗透压是这两类物质所产生渗透压的总和。其中由低分子晶体物质产生的渗透压叫做晶体渗透压；由高分子胶体物质产生的渗透压叫做胶体渗透压。血浆中低分子晶体物质的质量浓度约为 7.5g /L，高分子胶体物质的质量浓度约为70 g /L，虽然高分子胶体物质的含量高,它们的相对分子质量却很大，单位体积血浆中的粒子数很少，而低分子晶体物质在血浆中含量虽然很低，但由于相对分子质量很小，多数又可离解成离子，因此粒子数较多。所以，血浆总渗透压绝大部分是由低分子的晶体物质产生的（约占99.5%），胶体渗透压只占极少一部分。
人体内半透膜的通透性不同，晶体渗透压和胶体渗透压在维持体内水盐平衡功能上也不相同。胶体渗透压虽然很小，但在体内起着重要的调节作用。
细胞膜是体内的一种半透膜，它将细胞内和细胞外液隔开，并只让水分子自由透过膜内外，不仅不允许蛋白质等高分子胶体通过，连K+、Na+等小分子晶体也不易自由通过。因此，水在细胞内外的流通，就要受到盐所产生的晶体渗透压的影响。晶体渗透压对维持细胞内外水分的相对平衡起着重要作用。临床上常用晶体物质的溶液来纠正某些疾病所引起的水盐失调。例如，人体由于某种原因而缺水时，细胞外液中盐的浓度将相对升高，晶体渗透压增大，于是使细胞内液的水分通过细胞膜向细胞外液渗透，造成细胞内液失水。如果大量饮水或者输入过多的葡萄糖溶液，则使细胞外液盐浓度降低，晶体渗透压减小，细胞外液中的水分向细胞内液中渗透，严重时可产生水中毒。高温作业之所以饮用盐汽水，就是为了保持细胞外液晶体渗透压的恒定。
毛细血管壁也是体内的一种半透膜，它与细胞膜不同，它间隔着血浆和组织间液，可以让低分子如水、葡萄糖、尿素、氢基酸及各种离子自由透过，而不允许高分子蛋白质通过。所以，晶体渗透压对维持血液与组织间液之间的水盐平衡不起作用。如果由于某种原因造成血浆中蛋白质减少时，血浆的胶体渗透压就会降低，血浆中的水就通过毛细血管壁进入组织间液，致使血容量降低而组织液增多，这是形成水肿的原因之一。临床上对大面积烧伤，或者由于失血而造成血容量降低的患者进行补液时，除补以生理盐水外，同时还需要输入血浆或右旋糖酐等代血浆，以恢复血浆的胶体渗透压和增加血容量。
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