La ósmosis es el paso de agua a través de una membrana que deja cruzar el agua pero frena lo que lleva disuelto. El agua va hacia el lado donde hay más sustancias disueltas, y por eso una planta mustia se pone firme al regarla.
La ósmosis es el movimiento de agua, sin gasto de energía, a través de una barrera que frena lo disuelto y hacia el lado donde hay más sustancias disueltas.
Esquema · proceso
Una maceta de albahaca olvidada varios días en la ventana tiene las hojas caídas y blandas. Se riega y las hojas vuelven a ponerse tiesas. Entre una escena y otra ha cambiado la cantidad de agua que hay dentro de sus células. Esa agua ha entrado por ósmosis.
Cualquier sustancia disuelta tiende a repartirse desde donde abunda hacia donde escasea. Un sobre de té en una taza de agua lo muestra bien. El color sale del sobre y acaba tiñendo toda la taza sin que nadie remueva. Ese reparto se llama difusión y sigue hasta que la sustancia queda igual de concentrada en todas partes.
Cada célula está envuelta en una capa fina, la membrana, que deja pasar unas sustancias y frena otras. El agua la atraviesa. Los azúcares y otras sustancias disueltas no la cruzan por su cuenta. A una barrera así se la llama membrana semipermeable, y a lo que está disuelto en el agua, soluto.
Con esa barrera en medio, el soluto no puede repartirse y lo único que se mueve es el agua. Donde hay más soluto hay, en proporción, menos agua. El agua hace lo mismo que el té y pasa hacia donde hay menos agua, que es el lado con más soluto. Ese movimiento es la ósmosis. Es una difusión en la que solo viaja el agua.
El interior de una célula vegetal tiene siempre algo más de soluto que lo que la rodea. En cuanto hay agua alrededor, como en la maceta recién regada, el agua entra. El agua pasa sola, sin que la planta gaste energía en ello.
La célula de la albahaca no se llena sin límite. Por fuera de la membrana tiene una segunda envoltura, rígida, la pared, y la membrana solo puede hincharse hasta tocarla. El agua que ha entrado empuja contra esa pared, y ese empuje es la presión de turgencia, que mantiene tiesa la hoja. Llega un momento en que la presión del agua acumulada frena la entrada de más agua, y la célula deja de llenarse.
Con la tierra seca, el exterior pasa a tener más soluto que el interior de las células. El agua sale de ellas, la presión cae y la hoja se queda lacia. Con agua, la planta vuelve a ponerse firme.
El líquido de fuera recibe un nombre según cuánto soluto tiene comparado con el interior de la célula. Si tiene menos soluto que ella es hipotónico, y el agua entra. Si tiene más es hipertónico, y el agua sale. Si tiene el mismo es isotónico, y la célula conserva su tamaño.
Para la albahaca, la tierra regada es un medio hipotónico. La tierra seca es uno hipertónico.
Esquema · bifurcación
Glóbulos rojos en tres líquidos. Los glóbulos rojos de la sangre muestran qué le ocurre a una célula animal según el líquido que la rodea. En un líquido hipotónico, como el agua del grifo, se hinchan y revientan cuando la membrana no aguanta más. En uno hipertónico, como el agua de mar, pierden agua y se arrugan, y solo en uno isotónico mantienen su forma.
Bacterias y hongos. La pared rígida no es exclusiva de las plantas. También la tienen los hongos y las bacterias, y les sirve para lo mismo que a la albahaca. La membrana se expande hasta el límite de la pared y la célula resiste el exceso de agua sin reventar.
Proteínas que dan paso al agua. El agua cruza la membrana por sí sola, pero algunas células cuentan con ayuda. En los conductos del riñón y en los glóbulos rojos hay unas proteínas de la membrana que facilitan el paso del agua. La dirección la sigue marcando la diferencia de soluto entre los dos lados.
Comparación
| Aspecto | Célula vegetal (albahaca) | Célula animal (glóbulo rojo) |
|---|---|---|
| En líquido hipotónico | Se hincha hasta la pared y gana presión de turgencia | Se hincha y puede reventar al no tener pared |
| En líquido hipertónico | Pierde agua, la presión cae y la hoja se marchita | Pierde agua y se encoge arrugada |
| En líquido isotónico | Mantiene su tamaño sin cambios | Mantiene su tamaño sin cambios |
| Estructura protectora | Pared rígida que limita cuánto se hincha la membrana | No tiene pared, solo la membrana |
«En la ósmosis se mueve la sustancia disuelta.» Lo que se mueve es el agua. El soluto se queda en su lado porque no puede cruzar la membrana. Si pudiera cruzarla, se repartiría él mismo por difusión.
«Cuando la célula está en equilibrio, el agua se detiene.» En un líquido isotónico el agua sigue entrando y saliendo de la célula. Entra tanta como sale, y por eso el tamaño no cambia.
«La célula absorbe el agua con esfuerzo.» La ósmosis no le cuesta energía a la célula. El agua se mueve sola mientras haya más soluto en un lado que en otro, y eso ocurre sin parar en los seres vivos.
Una planta mustia se riega y se pone firme. ¿Qué ha cruzado la membrana de sus células y en qué dirección?
Ha cruzado agua, de fuera hacia dentro. El interior de la célula tiene más soluto que el agua de alrededor, y el agua va hacia el lado con más soluto.
¿Por qué un glóbulo rojo revienta en agua del grifo y una célula de albahaca no?
En los dos casos entra agua, porque el agua de fuera tiene menos soluto que la célula. La célula vegetal tiene una pared rígida que limita cuánto se hincha la membrana. El glóbulo rojo revienta cuando se hincha más de lo que su membrana aguanta.
Si el soluto atravesara la membrana igual de bien que el agua, ¿seguiría habiendo ósmosis?
No. La ósmosis necesita un soluto que no pueda cruzar. Si cruzara, se repartiría por difusión hasta igualarse en los dos lados y el agua no tendría hacia dónde ir.
Una célula animal está en un líquido isotónico y no cambia de tamaño. ¿Significa eso que el agua está quieta?
No. El agua sigue cruzando la membrana en los dos sentidos, pero entra la misma cantidad que sale.
¿Puede un mismo líquido ser hipertónico para una célula e hipotónico para otra?
Sí. Esos nombres se ponen comparando el líquido con el interior de cada célula. Un líquido tiene más soluto que una célula poco cargada y menos que otra muy cargada.
Universitario · En inglés
Dennis E. Vance, D.E. Vance y otros
Elsevier Science, 2002
Edición actualizada que recoge los avances en bioquímica de lípidos desde 1985. Ofrece un resumen claro y actual de temas diversos del campo, a medio camino entre los manuales básicos y los artículos especializados. Sirve como texto avanzado para estudiantes y como referencia para quienes investigan lípidos,…
Universitario · En inglés
Ülo Langel
Springer, 2022
Manual universitario sobre péptidos de penetración celular, su papel en el transporte biológico y su uso como vectores en el transporte de fármacos.
Universitario · En inglés
Guofeng You
Wiley & Sons, Limited, John, 2022
Manual universitario sobre proteínas transportadoras de membrana y su papel en el transporte biológico y la farmacocinética de fármacos.
Universitario · En inglés
Jonathon Howard
Sinauer Associates, 2001
Explica los fundamentos físicos de la mecánica molecular aplicada a proteínas y citoesqueleto: fuerza, elasticidad y amortiguamiento a escala molecular. Se organiza en tres partes dedicadas a partículas pequeñas, filamentos del citoesqueleto y proteínas motoras, estructuradas por principios comunes en vez de por tipos…
Recurso educativo · Introducción
biointeractive.org
Recurso educativo del Howard Hughes Medical Institute con materiales y actividades sobre transporte celular a través de membranas, pensados para la enseñanza de biología.
Base de datos · Universitario
opm.phar.umich.edu
Base de datos de estructuras de proteínas de membrana con su orientación y posicionamiento calculados respecto a la bicapa lipídica, mantenida por la Universidad de Michigan.
