Definición de ósmosis
La ósmosis es el paso espontáneo de un disolvente (que en los sistemas biológicos suele ser agua), desde la solución en la que los solutos están más diluidos a aquella en la que están más concentrados; este movimiento, que se produce a través de una membrana semipermeable, continúa hasta que se alcanza una situación de equilibrio, en la que ambas soluciones ganan y mantienen la misma concentración.
Ejemplo practico
Para aclarar mejor el concepto de ósmosis, imaginemos que tenemos un recipiente dividido en dos compartimentos de igual volumen (A y B) por una membrana semipermeable (es decir, permeable solo al solvente - en este caso agua - y no al en el compartimento A hay una solución acuosa en la que se ha disuelto una cucharada de glucosa, mientras que en la parte B tenemos una solución acuosa de igual volumen en la que se han disuelto tres cucharadas de glucosa (por lo tanto, está más concentrada). La diferencia crea un gradiente de concentración de glucosa en los lados de la membrana y, dado que este azúcar no puede atravesarlo, el equilibrio se alcanza con el paso del agua desde el compartimento A (donde la glucosa está más diluida) hacia el compartimento B (donde es más abundante ). Si lo prefiere, también se puede decir que el agua pasa por ósmosis desde la solución en la que está más concentrada (A) a aquella en la que está menos concentrada (B).
Después de este flujo, el nivel del agua en B aumenta y disminuye en A, creando una cierta diferencia de nivel entre los dos. Este fenómeno finaliza cuando las dos soluciones alcanzan la misma concentración, manteniéndola constante.
Soluciones hipotónicas, isotónicas e hipertónicas
Tomando dos soluciones con diferente concentración molar (diferente número de partículas disueltas en ellas), la solución con menor concentración molar se define como hipotónica y la más concentrada es hipertónica. En cambio, dos soluciones son isotónicas (o equimolares) cuando tienen la misma concentración.
En el ejemplo que acabamos de hacer, la solución B es hipertónica (por lo tanto, contiene más solutos) que la otra (definida como hipotónica); por lo tanto, en condiciones normales, el solvente se mueve por ósmosis desde la solución hipotónica a la hipertónica. Hablamos de condiciones estándar porque, jugando con las leyes de la física, es posible volcar el concepto mismo de ósmosis y favorecer el paso del disolvente de la concentración más diluida a la más concentrada (ósmosis inversa).
Presión osmótica y ósmosis inversa.
Como se ha expresado hasta ahora, el flujo neto de disolvente, generado por ósmosis, continúa hasta que las dos soluciones alcanzan la misma concentración.Bueno, este movimiento se puede contrarrestar, detener o incluso revertir aplicando presión al compartimento con la concentración más alta.
En el ejemplo anterior basta con colocar un pistón en el compartimento B (que recordamos que tiene una mayor concentración), y empujarlo hacia abajo con cierta fuerza, para favorecer el paso del agua hacia A; en este caso hablamos de marcha atrás. ósmosis.
La presión osmótica es la presión que se opone exactamente al paso del disolvente a través de la membrana semipermeable; en consecuencia, es la presión necesaria para contrarrestar la ósmosis.
Por lo dicho hasta ahora, dos soluciones isotónicas tienen la misma presión osmótica; conviene destacar, por tanto, que la presión osmótica depende exclusivamente del número de partículas presentes en la solución y no de su naturaleza.
La ósmosis y el cuerpo humano
Las membranas plasmáticas que envuelven las células del cuerpo humano, de hecho, son membranas semipermeables, que permiten el paso directo, por ósmosis, de moléculas pequeñas (como agua y urea), pero no de aquellas de mayor peso molecular ( como proteínas, aminoácidos y azúcares). Por tanto, los equilibrios osmóticos en los fluidos corporales son fundamentales para garantizar a las células un entorno óptimo en el que vivir.
Si tomamos una célula como un glóbulo rojo y la sumergimos en una solución hipotónica, esta -por ósmosis- sufre una hinchazón (provocada por la entrada de agua), que puede incluso hacerla explotar. Por el contrario, si se sumerge en un Solución hipertónica la célula sufre, debido al paso del agua hacia el exterior, una deshidratación severa que hace que se arrugue. Afortunadamente, en el organismo humano las células están inmersas en soluciones isotónicas con respecto a su entorno interno, y existen varios sistemas para mantener estos líquidos en equilibrio osmótico.
Presión osmótica y almacenamiento de alimentos.
Pensemos por un momento en una mermelada casera ... se añade azúcar en abundancia no solo para mejorar su sabor, sino también y sobre todo para aumentar su vida útil. Aún así, el azúcar es un elemento importante para la vida de muchos microorganismos involucrados en la degradación del producto. Esta aparente contradicción es desmantelada por el propio concepto de ósmosis.
