Isotooniline lahus on vedel lahus, mis on osmootse rõhu suhtes stabiilne. Osmoiline rõhk on põhimõtteliselt rõhk, mida välised jõud või elemendid avaldavad rakuseintele. Isotoonilises lahuses on osmootne rõhk ühtlane, mis tähendab, et rakud ei tõmbu kokku ega tõmbu tagasi, vaid hõljuvad vabalt loomulikus olekus. Seda tüüpi vedelikel on mitmeid olulisi kasutusalasid. Need pole mitte ainult olulised keemiliste katsete ja teadlaste jaoks, vaid neid kasutatakse sageli ka sellistes asjades nagu veenisisesed vedelikutilgud meditsiiniasutustes ning on populaarsed ka spordijookides ja muudes sportlikes rehüdratsioonilahendustes. Kui vedelikel on sama põhikoostis kui inimverel või higil, võivad nad nende vedelikega suhteliselt sujuvalt suhelda või neid asendada. Need ei põhjusta kehas keemilisi muutusi ja kipuvad olema väga kiire toimega.
Põhitoonilisuse mõistmine
Keemias on toonilisus mõiste, mis hõlmab teatud vedelike survet rakkudele. Enamik rakke koosneb rakuseinas sisalduvast vedelikust, mida nimetatakse membraaniks. See membraan hoiab üldiselt raku sisu sees, hoides samal ajal elemente väliskeskkonnast väljas, kuid see ei tähenda, et sisu on keskkonna poolt muutumatu.
Kui kaks erineva kontsentratsiooni või toonilisusega vesilahust eraldatakse poolläbilaskva membraaniga, näiteks rakuseinaga, migreerub vesi tavaliselt vähem kontsentreeritud või hüpotoonilise poolelt kontsentreeritumale või hüpertoonilisemale poolele, püüdes mõlemad pooled tasakaalu. Seda protsessi nimetatakse osmoosiks. Mida suurem on kahe lahuse kontsentratsioonide erinevus, seda suurem on osmootne rõhk ja seda kiirem on selle tulemusena osmootne ülekanne.
Mõju elusrakkudele
Kui elusrakk, olgu see inimene, loom või taim, asetatakse puhta veega tassi, põhjustab osmootne rõhk peaaegu alati vee räni tassist rakku, põhjustades raku paisumist ja võib-olla ka rebenemist. Ja vastupidi, kui rakk asetatakse veenõusse, mis sisaldab lahustunud ainet rakust suuremas kontsentratsioonis, voolab vesi rakust välja lahusesse, põhjustades raku kokkutõmbumise ja surma. Kui rakk asetatakse isotoonilise lahuse tassi, ei toimu vee puhast liikumist. Elusrakkudes on märkimisväärne lahustunud ainete kontsentratsioon ja nad on väliskeskkonna suhtes väga tundlikud.
Osmoosi olemus on see, et lahustunud aine identiteet ei oma tähtsust. Seega on soolad, suhkrud ja muud lahustuvad ühendid kõik tõhusad osmootse rõhu reguleerimisel. Kõiki neid saab kasutada isotooniliste vedelike ja lahuste valmistamiseks.
Vedeliku tilkade tähtsus
Isotooniliste vedelike ja lahuste üks olulisemaid kasutusalasid on meditsiinis ning meditsiiniteadlased kulutavad sageli palju aega erinevate kehaprotsessidega seotud toonilisuse uurimisele ja mõistmisele. Üldiselt kasvavad rakud ainult isotoonilistes lahustes ja kõik intravenoosselt manustatavad ravimid tuleb kohandada nii, et need oleksid inimverega tõhusalt isotoonilised. Standardne mõõteaine on naatriumkloriid; 0.9% naatriumkloriidi lahust peetakse verega isotooniliseks, kuigi tegelikult on selle osmootne rõhk pisut kõrgem.
Seda lahust kasutatakse sageli IV tilgutite ja mõnikord isegi süstide ja vaktsineerimiste tugevdamiseks ja stabiliseerimiseks. Erinevate ravimite ja ravimeetodite valmistamine naatriumkloriidis võib samuti aidata neil ühtlasemalt hajuda ja säilitada ühtlasema konsistentsi.
Spordijoogi valikud
Spordijoogid, mis on peamiselt elektrolüütide ja suhkrutega täiustatud joogid, mis asendavad raske treeningu käigus higistamist, on tavaliselt kas isotoonilised, hüpertoonilised või hüpotoonilised, olenevalt tootja valemist. Neid aineid sisaldavaid isotoonilisi lahuseid peetakse üldiselt parimateks neile, kes tegelevad normaalse sportliku tegevusega, samas kui hüpertoonilised versioonid on suunatud rohkem energia andmisele püsivate ja suure vastupidavusega sündmuste ajal. Hüpotoonilised spordijoogid on seevastu üldiselt parimad sportlastele, kes vajavad vedelikku ilma lisatud süsivesikute lisaenergiata.