3.3B: Osmosis

La ósmosis es el movimiento del agua a través de una membrana desde un área de baja concentración de soluto a un área de alta concentración de soluto.

Objetivos de aprendizaje

• Describir el proceso de ósmosis y explicar cómo el gradiente de concentración afecta la ósmosis

Puntos Clave

• La ósmosis ocurre de acuerdo con el gradiente de concentración de agua a través de la membrana, el cual es inversamente proporcional a la concentración de solutos.
• La ósmosis ocurre hasta que el gradiente de concentración del agua llega a cero o hasta que la presión hidrostática del agua equilibre la presión osmótica.
• La ósmosis ocurre cuando hay un gradiente de concentración de un soluto dentro de una solución, pero la membrana no permite la difusión del soluto.

Términos Clave

• soluto: Cualquier sustancia que se disuelve en un disolvente líquido para crear una solución
• ósmosis: El movimiento neto de moléculas de solvente de una región de alto potencial solvente a una región de menor potencial solvente a través de una membrana parcialmente permeable
• Membrana semipermeable: Un tipo de membrana biológica que permitirá que ciertas moléculas o iones pasen a través de ella por difusión y ocasionalmente por difusión facilitada especializada

Osmosis y Membranas Semipermeables

La ósmosis es el movimiento del agua a través de una membrana semipermeable de acuerdo con el gradiente de concentración del agua a través de la membrana, que es inversamente proporcional a la concentración de solutos. Las membranas semipermeables, también denominadas membranas selectivamente permeables o membranas parcialmente permeables, permiten que ciertas moléculas o iones pasen por difusión.

Mientras que la difusión transporta materiales a través de las membranas y dentro de las células, la ósmosis transporta solo agua a través de una membrana. La membrana semipermeable limita la difusión de solutos en el agua. No en vano, las proteínas de acuaporina que facilitan el movimiento del agua juegan un papel importante en la ósmosis, más prominentemente en los glóbulos rojos y las membranas de los túbulos renales.

Mecanismo de Osmosis

La ósmosis es un caso especial de difusión. El agua, al igual que otras sustancias, pasa de un área de alta concentración a una de baja concentración. Una pregunta obvia es ¿qué hace que el agua se mueva en absoluto? Imagine un vaso de precipitados con una membrana semipermeable separando los dos lados o mitades. A ambos lados de la membrana el nivel del agua es el mismo, pero hay diferentes concentraciones de una sustancia disuelta, o soluto, que no puede atravesar la membrana (de lo contrario las concentraciones en cada lado serían equilibradas por el soluto que cruza la membrana). Si el volumen de la solución en ambos lados de la membrana es el mismo pero las concentraciones de soluto son diferentes, entonces hay diferentes cantidades de agua, el disolvente, a cada lado de la membrana. Si hay más soluto en una zona, entonces hay menos agua; si hay menos soluto en una zona, entonces debe haber más agua.

Para ilustrar esto, imagina dos vasos llenos de agua. Uno tiene una sola cucharadita de azúcar, mientras que el segundo contiene un cuarto de taza de azúcar. Si el volumen total de las soluciones en ambas tazas es el mismo, ¿qué taza contiene más agua? Debido a que la gran cantidad de azúcar en la segunda taza ocupa mucho más espacio que la cucharadita de azúcar en la primera taza, la primera taza tiene más agua en ella.

Osmosis: En ósmosis, el agua siempre se mueve de un área de mayor concentración de agua a una de menor concentración. En el diagrama mostrado, el soluto no puede pasar a través de la membrana selectivamente permeable, pero el agua sí.

Volviendo al ejemplo del vaso de precipitados, recordemos que tiene una mezcla de solutos a cada lado de la membrana. Un principio de difusión es que las moléculas se mueven alrededor y se esparcirán uniformemente por todo el medio si pueden. Sin embargo, sólo el material capaz de pasar a través de la membrana se difundirá a través de ella. En este ejemplo, el soluto no puede difundirse a través de la membrana, pero el agua sí. El agua tiene un gradiente de concentración en este sistema. Así, el agua se difundirá por su gradiente de concentración, cruzando la membrana hacia el lado donde está menos concentrada. Esta difusión del agua a través de la membrana —osmosis— continuará hasta que el gradiente de concentración del agua llegue a cero o hasta que la presión hidrostática del agua equilibre la presión osmótica. En el ejemplo del vaso de precipitados, esto significa que el nivel de fluido en el lado con una mayor concentración de soluto subirá.