3.3C: Tonicidad
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OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Definir la tonicidad y describir su relevancia para la ósmosis
CLAVES PARA LLEVAR
Puntos Clave
- La osmolaridad describe la concentración total de soluto de una solución; las soluciones con una baja concentración de soluto tienen una osmolaridad baja, mientras que las que tienen una alta osmolaridad tienen una alta concentración de soluto.
- El agua se mueve desde el lado de la membrana con menor osmolaridad (y más agua) hacia el lado con mayor osmolaridad (y menos agua).
- En una solución hipotónica, el fluido extracelular tiene una osmolaridad menor que el fluido dentro de la célula; el agua ingresa a la célula.
- En una solución hipertónica, el fluido extracelular tiene una osmolaridad mayor que el líquido dentro de la célula; el agua sale de la célula.
- En una solución isotónica, el fluido extracelular tiene la misma osmolaridad que la célula; no habrá movimiento neto de agua dentro o fuera de la célula.
Términos Clave
- osmolaridad: La concentración osmótica de una solución, normalmente expresada como osmoles de soluto por litro de solución.
- hipotónico: Tener una presión osmótica menor que otra; una célula en este ambiente hace que el agua entre en la célula, provocando que se hinche.
- hipertónico: tener una presión osmótica mayor que otra
- isotónico: tener la misma presión osmótica
EJEMPLOS
La tonicidad es la razón por la que los peces de agua salada no pueden vivir en agua dulce y viceversa. Las células de un pez de agua salada han evolucionado para tener una concentración de solutos muy alta para igualar la alta osmolaridad del agua salada en la que viven. Si colocas un pez de agua salada en agua dulce, que tiene una osmolaridad baja, el agua en el ambiente fluirá hacia las celdas de los peces, eventualmente haciendo que revienten y matando a los peces.
La tonicidad describe cómo una solución extracelular puede cambiar el volumen de una célula al afectar la ósmosis. La tonicidad de una solución a menudo se correlaciona directamente con la osmolaridad de la solución. La osmolaridad describe la concentración total de soluto de la solución. Una solución con baja osmolaridad tiene un mayor número de moléculas de agua en relación con el número de partículas de soluto; una solución con alta osmolaridad tiene menos moléculas de agua con respecto a las partículas de soluto. En una situación en la que soluciones de dos osmolaridades diferentes están separadas por una membrana permeable al agua, aunque no al soluto, el agua se moverá desde el lado de la membrana con menor osmolaridad (y más agua) hacia el lado con mayor osmolaridad (y menos agua). Este efecto tiene sentido si recuerdas que el soluto no puede moverse a través de la membrana y, por lo tanto, el único componente del sistema que puede moverse, el agua, se mueve a lo largo de su propio gradiente de concentración. Una distinción importante que concierne a los sistemas vivos es que la osmolaridad mide el número de partículas (que pueden ser moléculas) en una solución. Por lo tanto, una solución que esté turbia con células puede tener una osmolaridad menor que una solución que sea transparente si la segunda solución contiene más moléculas disueltas que células.
Soluciones hipotónicas
Tres términos —hipotónico, isotónico e hipertónico— se utilizan para relacionar la osmolaridad de una célula con la osmolaridad del líquido extracelular que contiene las células. En una situación hipotónica, el fluido extracelular tiene menor osmolaridad que el líquido dentro de la célula, y el agua ingresa a la célula. (En los sistemas vivos, el punto de referencia es siempre el citoplasma, por lo que el prefijo hipo- significa que el fluido extracelular tiene una menor concentración de solutos, o una osmolaridad menor, que el citoplasma celular.) También significa que el fluido extracelular tiene una mayor concentración de agua en la solución que hace la celda. En esta situación, el agua seguirá su gradiente de concentración y entrará en la celda, haciendo que la célula se expanda.
Cambios en la forma celular debido a solutos disueltos: La presión osmótica cambia la forma de los glóbulos rojos en soluciones hipertónicas, isotónicas e hipotónicas.
Soluciones Hipertónicas
En cuanto a una solución hipertónica, el prefijo hiper- se refiere al fluido extracelular que tiene una osmolaridad mayor que el citoplasma de la célula; por lo tanto, el fluido contiene menos agua que la célula. Debido a que la celda tiene una concentración relativamente mayor de agua, el agua saldrá de la celda y la celda se encogerá.
Soluciones isotónicas
En una solución isotónica, el fluido extracelular tiene la misma osmolaridad que la célula. Si la osmolaridad de la célula coincide con la del fluido extracelular, no habrá movimiento neto de agua dentro o fuera de la célula, aunque el agua seguirá entrando y saliendo.
Las células sanguíneas y las células vegetales en soluciones hipertónicas, isotónicas e hipotónicas adquieren aspectos característicos. Las células en una solución isotónica conservan su forma. Las células en una solución hipotónica se hinchan a medida que el agua ingresa a la célula, y pueden estallar si el gradiente de concentración es lo suficientemente grande entre el interior y el exterior de la célula. Las células en una solución hipertónica se contraen a medida que el agua sale de la célula y se encoge.