안녕하세요.
동물세포 속에 존재하는 적혈구는 세포막으로 둘러싸여 있기 때문에 물은 비교적 자유롭게 통과하나 이온이나 단백질은 거의 통과하지 못합니다. 따라서 적혈구의 부피 변화는 용매인 물에 의해 결정되는 것인데요, 이때 이동은 농도 차이에 의해 생기는 삼투에 따릅니다. 저장액인 증류수에 적혈구를 넣을 경우 내부에 용질이 많은 상태이므로 외부의 물이 더 빠르게 세포 안으로 들어오며 적혈구는 점점 팽창하다가 터지는데, 이를 용혈이라고 합니다. 반면에 고장액의 경우에는 외부 용액에 더 많은 용질이 존재하다보니 적혈구 내부의 물이 빠르게 밖으로 빠져나가면서, 적혈구가 점차 쪼그라들게 됩니다. 마지막으로 등장액의 경우에는 세포 내부와 외부의 용질 농도가 거의 같기 때문에, 물이 양방향으로 이동하더라도 그 속도가 동일하다보니 순이동이 0이 되고, 적혈구의 부피는 일정하게 유지되는 것입니다. 이 상태를 삼투 평형이라고 하며, 열역학적으로는 양쪽의 물의 화학 퍼텐셜이 같아진 상태라고 보시면 됩니다.
앞사 말한 이 삼투 원리가 정맥 주사액의 농도를 혈액과 맞춰야 하는 이유와 연관이 있는데요, 만약 주사액이 증류수처럼 저장액이었다고 한다면 혈액 속 적혈구로 물이 급격히 유입되어 용혈이 일어나서 생명에 치명적일 수 있습니다. 반대로 고장액을 주입하면 적혈구가 수축하여 정상적인 산소 운반 기능을 수행하지 못하게 되므로 주사액은 반드시 혈장과 거의 동일한 삼투압을 가지도록 조절해야 하는 것입니다. 감사합니다.