Definición de osmosis
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 la que están más concentrados; este movimiento, que ocurre 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, imaginamos tener 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 soluto). En el compartimiento 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, es más concentrada). Esta diferencia crea un gradiente de concentración para la glucosa en los lados de la membrana y, como este azúcar no puede cruzarla, el equilibrio se alcanza con el paso del agua desde el compartimiento A (donde la glucosa está más diluida) hacia el compartimiento B (donde es más abundante). Si lo prefiere, también puede decir que el agua pasa por ósmosis desde la solución en la que está más concentrada (A) a la que está en menor medida (B).
Siguiendo este flujo, el nivel de agua en B aumenta y disminuye en A, creando una cierta diferencia en el nivel entre los dos. Este fenómeno termina cuando las dos soluciones alcanzan la misma concentración, manteniéndola constante.
Soluciones hipotónicas, isotónicas e hipertónicas.
Al tomar dos soluciones con una concentración molar diferente (diferente número de partículas disueltas en ellas), la solución con una concentración molar más baja e hipertónica es la más concentrada. Dos soluciones son en cambio 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 de la solución hipotónica a la hipertónica. Hablamos de condiciones estándar porque, al jugar con las leyes de la física, es posible volcar el concepto de ósmosis y favorecer el paso del disolvente de la concentración más diluida a la más concentrada (ósmosis inversa).
Presión osmótica y ósmosis inversa.
En lo que se ha expresado hasta ahora, el flujo neto del solvente, generado por ósmosis, continúa hasta que las dos soluciones han alcanzado la misma concentración. Bueno, este movimiento puede contrarrestarse, detenerse o incluso revertirse aplicando presión en el compartimento con la mayor concentración.
En el ejemplo anterior, es suficiente colocar un pistón en el compartimiento B (que recordamos tener una mayor concentración) y empujarlo hacia abajo con cierta fuerza, para favorecer el paso del agua hacia A; En este caso hablamos de ósmosis inversa.
La presión osmótica es la presión que se opone exactamente al paso del solvente a través de la membrana semipermeable; como consecuencia es la presión necesaria para combatir la ósmosis.
Como se mencionó hasta ahora, dos soluciones isotónicas cuentan con la misma presión osmótica; para subrayar, por lo tanto, que la presión osmótica depende exclusivamente del número de partículas presentes en la solución y no de su naturaleza.
Osmosis y cuerpo humano.
Las membranas plasmáticas que rodean las células del cuerpo humano, de hecho, son membranas semipermeables, que permiten el paso directo, por ósmosis, de moléculas pequeñas (como el agua y la urea), pero no aquellas con mayor peso molecular (como proteínas, aminoácidos y azúcares). Los equilibrios osmóticos en los fluidos corporales son, por lo tanto, esenciales 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, esto, por ósmosis, sufre una hinchazón (dada por la entrada de agua), que incluso puede hacer que explote. Por el contrario, si se sumerge en una solución hipertónica, la célula sufre, debido al paso del agua hacia el exterior, una deshidratación severa que causa que se arrugue. Afortunadamente, en el organismo humano las células se sumergen en soluciones isotónicas con respecto a su entorno interno, y existen varios sistemas para mantener estos líquidos en un equilibrio osmótico.
Presión osmótica y conservación de alimentos.
Pensamos por un momento en una mermelada casera ... el azúcar se agrega en abundancia no solo para mejorar su sabor, sino también y sobre todo para aumentar su vida útil. Sin embargo, el azúcar es un elemento importante para la vida de muchos microorganismos involucrados en la degradación del producto. Esta aparente contradicción es desmontada por el concepto mismo de ósmosis.
