OSMOSIS

OSMOSIS Y VOLUMEN CELULAR
El movimiento del agua desde y hacia la célula

Analiza el siguiente esquema, junto con un compañero o compañera, y respondan en sus cuadernos las preguntas planteadas.

ACTIVIDAD 1

Analiza el siguiente esquema, y responde las preguntas planteadas:

1. ¿En qué compartimento se encuentran más concentrados los iones, en el A o en el B?

2. ¿En cuál de los compartimentos hay más agua?

3. ¿Qué sustancia se movió luego de transcurrido un tiempo, el agua o los iones?, ¿por qué?

4. ¿Desde y hacia cuál de los compartimentos se movieron las partículas de la sustancia que señalaron en la pregunta anterior? Fundamenta.

5. ¿Qué tipo de transporte es la osmosis: pasivo o activo?

A partir de la actividad 1, pudiste darte cuenta de que el movimiento del agua por osmosis desde la región B (baja concentración de solutos) a la región A (alta concentración de solutos).  Donde el soluto se encuentra menos concentrado hacia donde está más concentrado, de modo de igualar las concentraciones del soluto en ambos lados de la membrana.

Supongamos que estos dos compartimientos A y B, los cuales están separados por una membrana semipermeable. 

El compartimiento  A presenta un exceso de un soluto no difusible en relación al compartimiento B. En otros términos, la concentración total de solutos u osmolaridad es mayor en A que en B.

La Osmosis  se define como el flujo de agua  o difusión pasiva de agua .  Caracterizada por el paso del agua, disolvente, a través de la membrana semipermeable, desde la solución más diluida a la más concentrada , es decir,  desde el compartimiento de menor al de mayor osmolaridad, en este caso el flujo será desde B hacia A. 

 LA PRESIÓN OSMÓTICA es aquella presión que es necesaria para obtener el flujo a través de la membrana semipermeable ( presión aplicable en un comportamiento A, tal que anule el flujo osmótico desde B a A ). Al considerar como semipermeable a la membrana plasmática, las células de los organismos pluricelulares deben permanecer en equilibrio osmótico con los líquidos  tisulares que los bañan.  

Una pregunta razonable que surge es ¿hasta cuándo continuará el flujo osmótico?, dado que el movimiento de agua resulta ser pasivo, este flujo osmótico se anulará cuando la  osmolaridad  del comportamiento A se iguale con la de B.

Si se considera la osmosis en una célula, el resultado se reflejará en cambios en el volumen celular tonicidad .

Cuando una célula está en un medio ISOTÓNICO (es aquél en el cual la concentración de soluto esta en equilibrio  fuera y dentro de la célula) el volumen celular será constante, dado que el flujo neto de agua a través de la membrana será nulo. Ello se debe a que la solución isotónica (relativo a soluciones que ejercen presiones osmóticas iguales) es además isoosmolar ( una solución en la misma osmolaridad como teniendo una solución en comparación, que contiene el mismo número de partículas disueltas por unidad de volumen de la solución ) con el citoplasma.

 Ejemplo: En hematología, se dice de las soluciones que tienen la misma concentración de sales que el suero de la sangre  son isotónicas. Por tanto, tienen la misma presión osmótica que la sangre y no producen deformación de los glóbulos rojos.

     Si una disolución presenta una baja concentración de soluto con respecto al solvente, se dice que es hipotónica (menor a la del medio intracelular) (Hipo = poco).

·        Mientras que aquella donde el soluto se encuentra más concentrado se denomina hipertónica (Mayor a la del medio intracelular)  (Hiper = mucho).

·        Entonces, el agua se mueve desde una disolución hipotónica hacia una hipertónica. ¿Hasta cuándo? Hasta que ambos lados tengan la misma concentración de soluto, es decir, sean isotónicos (igual a la del medio intracelular) (Iso = igual).</

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 En el esquema de la actividad 1 ¿cuál de los compartimentos tenía una disolución hipotónica?, ¿cuál contenía una disolución hipertónica?

MECANÍSMO DE TRANSPORTE DE AGUA

Por mucho tiempo se pensó que la principal vía de entrada y salida de agua, desde y hacia la célula, se realizaba a través de la bicapa de fosfolípidos. Si bien el agua utiliza este medio de transporte, no es el principal, ya que se ha descubierto uno que es específico para este vital compuesto.

ACTIVIDAD 2

Analiza el siguiente esquema y responde las preguntas que se plantean

1. ¿Cuál de los dos lados es hipotónico, A o B?, ¿por qué?

2. ¿Cuál de ellos es hipertónico?, ¿por qué?

3. ¿El agua se mueve desde el medio hipotónico al hipertónico, o al revés? Explica.

4. ¿Cuál es el sentido del movimiento del agua, a favor o en contra de su gradiente de concentración?

5. ¿En qué momento se detendrá el movimiento del agua?

6. ¿Qué estructura de la membrana plasmática utiliza el agua para movilizarse?

7. Con respecto a tus respuestas anteriores, ¿cuál es el tipo de transporte mediante el cual el agua se mueve a través de la membrana?

El principal mecanismo de transporte del agua a través de la membrana plasmática es mediante proteínas de canal, que reciben el nombre de aquaporinas.

Estos canales son verdaderos poros que transportan el agua desde un medio hipotónico hacia otro hipertónico, hasta alcanzar el estado de isotonicidad (equilibrio). Podemos concluir, entonces, que la osmosis corresponde a una difusión facilitada mediada por un canal, es decir, es un transporte pasivo.

a membrana celular es muy permeable al agua. El paso se llama osmosis.

OSMOSIS EN CÉLULAS VEGETALES

Frente a los cambios de concentración de solutos en el medio que las rodea, las células vegetales movilizan agua desde o hacia ellas, provocando una serie de cambios celulares.

ACTIVIDAD 3

Analiza la imagen que aparece a continuación y, a partir de ella, contesta en tu cuaderno las preguntas que se plantean.

1. ¿Cómo era el medio extracelular en el que se encontraba la célula en A: hiper o hipotónico?, ¿por qué?

2. ¿Cómo era el medio extracelular en el que se encontraba la célula en B: hiper o hipotónico? Explica.

3. ¿Hacia qué medio (intracelular o extracelular) se movilizó el agua en las células vegetales en A y B?

4. ¿Qué ocurre con el volumen celular en ambos casos?

5. ¿Qué ocurrió con la membrana plasmática de las células en A y B?, ¿a qué se debe esto?

El cambio más evidente que se observa en la osmosis, en células vegetales, es el del volumen celular.

Cuando las células vegetales se encuentran en un medio hipertónico, pierden agua de su citoplasma, lo que determina la disminución de su volumen. Bajo el microscopio se observa que la vacuola central, encargada principalmente de la reserva de agua, se contrae debido a la pérdida de agua, y que la membrana plasmática se retrae, alejándose de la pared celular. Este fenómeno se denomina plasmólisis. Contrariamente, cuando las células vegetales se encuentran en un medio hipotónico, el agua ingresa al citoplasma, aumentando el volumen de la vacuola central y acercando la membrana plasmática a la pared celular. Este fenómeno se denomina turgencia.

OSMOSIS EN CÉLULAS ANIMALES

Las células animales también experimentan una serie de cambios cuando se someten a diferentes condiciones de contenido hídrico. Los cambios de volumen, producto de esto, son evidentes y fáciles de reconocer.

ACTIVIDAD 4

Analiza las imágenes, y después contesta en tu cuaderno las preguntas que se solicitan

1. ¿Cómo era el medio extracelular del glóbulo rojo en A: hipertónico o hipotónico?

2. ¿El medio extracelular del glóbulo rojo en B es hiper o hipotónico?

3. ¿Qué ocurrió con el volumen del glóbulo rojo en cada caso? Explica.

4. ¿Hacia qué medio (intracelular o extracelular) se movilizó el agua en ambos casos?, ¿por qué?

Cando una célula se encuentra en un medio hipertónico, se produce la salida de agua desde esta, por osmosis. En el caso de los glóbulos rojos, este fenómeno se denomina crenación.

¿Qué ocurre si la célula está en un medio hipotónico? En este caso, el agua entra hacia la célula, produciendo el aumento de volumen de esta. En algunos casos, la célula puede “reventarse”, fenómeno conocido como citólisis.

Hay enfermedades que están asociadas a problemas en la osmosis de las células, que explican por qué se sienten síntomas como deshidratación, deficiencia en el transporte de oxígeno, poliuria (exceso de orina excretada), polidipsia (sed excesiva), entre otros.

LA DIABETES INSÍPIDA

Por ejemplo, es una patología asociada a la deficiencia parcial o total de vasopresina, llamada también hormona antidiurética (HAD), o a la resistencia frente a su efecto. La hormona antidiurética, producida y secretada por la hipófisis, viaja hasta los riñones para “dar la orden” de que se reabsorba agua y que esta se conserve en el cuerpo. Esto ocurre porque la HAD estimula la producción de aquaporinas.

 En el caso de las personas que padecen diabetes insípida hipofisaria, que no secretan suficiente HAD, el agua no se reabsorbe, debido a lo cual producen grandes volúmenes de orina diluida. Entonces, en presencia de HAD se forma orina concentrada y, en su ausencia, diluida. 

CONCLUSIÓN

La OSMOSIS es otro proceso de transporte pasivo, mediante el cual, un disolvente – el agua en el caso de los sistemas biológicos – pasa selectivamente a través de una membrana semi – permeable ya que permite el paso del agua por difusión pero no la de iones y otros materiales.

Si la concentración de agua es mayor (o lo que es lo mismo la concentración de solutos menor) de un lado de la membrana es mayor que la del otro lado, existe una tendencia a que el agua pase al lado donde su concentración es menor.

El movimiento del agua a través de una membrana semi – permeable genera una presión hidróstática llamada presión osmótica.

La PRESIÓN OSMÓTICA es la presión necesaria para prevenir el movimiento neto del agua a través de una membrana semi – permeable que separa dos soluciones de diferentes concentraciones.

La ósmosis puede entenderse muy bien considerando el efecto de las diferentes concentraciones de agua sobre la forma de las células. Para mantener la forma de una célula, por ejemplo un glóbulo rojo, ésta debe estar rodeada de una solución isotónica, lo que quiere decir que la concentración de agua de esta solución es la misma que la interior de la célula. En condiciones normales, el suero.

a membrana celular es muy permeable al agua. El paso se llama osmosis

NOTA: Osmosis: Difusión de líquidos de diferente concentración a través de una membrana o tabique, es un fenómeno doble de endosismosis y examosis.

La OSMOSIS es otro proceso de transporte pasivo, mediante el cual, un disolvente – el agua en el caso de los sistemas biológicos – pasa selectivamente a través de una membrana semi – permeable ya que permite el paso del agua por difusión pero no la de iones y otros materiales.

Si la concentración de agua es mayor (o lo que es lo mismo la concentración de solutos menor) de un lado de la membrana es mayor que la del otro lado, existe una tendencia a que el agua pase al lado donde su concentración es menor.

El movimiento del agua a través de una membrana semi – permeable genera una presión hidróstática llamada presión osmótica.

La PRESIÓN OSMÓTICA es la presión necesaria para prevenir el movimiento neto del agua a través de una membrana semi – permeable que separa dos soluciones de diferentes concentraciones.

EL PROCESO DE LA OSMOSIS

Se define ósmosis como una difusión pasiva, caracterizada por el paso del agua, disolvente, a través de la membrana semipermeable, desde la solución más diluida a la más concentrada.

Y entendemos por presión osmótica, a aquella que seria necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana semipermeable. Al considerar como semipermeable a la membrana plasmática, las células de los organismos pluricelulares deben permanecer en equilibrio osmótico con los líquidos tisulares que los bañan.

Si los líquidos extracelulares aumentan su concentración de solutos, se haría hipertónica respecto a las células, como consecuencia se originan pérdida de agua y deshidratación (plasmólisis)

De igual forma, si los líquidos extracelulares se diluyen, se hacen hipotónicos respecto a las células. El agua tiende a pasar al protoplasma y las células se hinchan y se vuelven turgentes, pudiendo estallar (en el caso de células vegetales la pared de celulosa lo impediría), por un proceso de turgescencia.

La condición para que la célula no cambie de volumen es que la presión en el interior sea igual a la del exterior.

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