Osmosis y dialisis

En la década de 1860, el físico y químico escocés Thomas Graham estudió el comportamiento de las sustancias disueltas al atravesar una membrana de pergamino y llegó a diferenciar dos grupos: el de las sustancias que se difundían a través de ella, a las que llamó cristaloides y entre las que se contaban los azúcares y las sales, y las que no se difundían a través del pergamino, a las que llamó coloides por contarse entre ellos la cola. Se iniciaban así los trabajos sobre ósmosis y diálisis que constituyen la base de la difusión de los líquidos a través de membranas.
La ósmosis es el fenómeno físico consistente en el paso espontáneo de un líquido a través de una membrana de separación entre dos soluciones. Es un caso de difusión unilateral que se produce a través de dicha membrana o pared semipermeable. El paso de la solución más diluida a la más concentrada tiende a equilibrar las dos concentraciones y cesa al alcanzarse el equilibrio. Por su parte la diálisis es un medio de purificación de sustancias que se fundamenta en la propiedad de ciertos cuerpos de atravesar más fácilmente que otros las membranas.
Presión osmótica
El fenómeno de la ósmosis se explica si se tiene en cuenta que la membrana semipermeable sólo deja pasar a través de sus poros moléculas de un volumen determinado, por lo que permite el paso de las moléculas de agua u otro disolvente, pero no deja pasar las del soluto, de mayor volumen.

Las moléculas de agua pueden pasar a través de la membrana en ambos sentidos, pero es mayor el número de moléculas de disolvente que van hacia la disolución, compuesta por agua y solutos y, por tanto, más concentrada. El paso de moléculas sólo se puede impedir ejerciendo una presión desde el exterior por el lado del líquido más concentrado, denominada presión osmótica. La presión osmótica corresponde en consecuencia a la mínima presión necesaria para impedir el paso del disolvente puro hacia la disolución a través de la membrana semipermeable. Las membranas pueden ser naturales, como las paredes celulares, o artificiales, del tipo de pergamino.
Ósmosis biológica
Las células vegetales y animales actúan como verdaderos osmómetros naturales. La membrana plasmática de una célula es semipermeable frente a muchas moléculas, entre ellas las sales minerales. Por consiguiente, las células se hinchan al ganar agua si están en una solución hipotónica o de menor presión osmótica a la suya propia; disminuyen de volumen en soluciones hipertónicas o de mayor presión osmótica; y se mantiene inalterada su forma en soluciones isotónicas o de igual presión. Las células suelen ser hipertónicas respecto al medio en el que viven, aunque el fenómeno es en la mayoría de los casos dinámico por lo que pasan de un estado a otro en función de las condiciones ambientales.

Cada célula puede modificar su propia tensión osmótica al variar la concentración del medio en el que habita o cuando se registran alteraciones en factores que influyen en la permeabilidad celular, tales como luz, composición química del medio, traumatismos, etc. En tal contexto, los mamíferos y la mayoría de los vertebrados son homeosmóticos, es decir, mantienen constante la presión osmótica de su medio interno.
Diálisis terapéutica
En función de la variabilidad del comportamiento de las partículas al atravesar membranas, ha podido establecerse un método de diálisis que tiene por objeto separar unas sustancias de otras y que presenta una notable aplicación terapéutica. Las principales indicaciones para la instauración de un tratamiento mediante diálisis son los fallos del mecanismo de desintoxicación de la sangre en el riñón y, más específicamente, la eliminación de compuestos nitrogenados como la urea o la creatinina.
El procedimiento, que se designa en general como hemodiálisis, se aplica a los pacientes de insuficiencia renal aguda o crónica. Habitualmente los tratamientos de hemodiálisis se establecen durante períodos de cuatro a seis horas tres veces a la semana hasta que se recupera la función renal, en los casos agudos, y durante toda la vida del enfermo o hasta que es posible realizar un transplante, en los cuadros crónicos. El mecanismo que se emplea es el dializador, que actúa como un riñón artificial.

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