Osmosis.

Ósmosis

Con mucho, La sustancia más abundante que difunde a través de la membrana celular es el agua. Cada segundo difunde normalmente una cantidad suficiente de agua en ambas direcciones a través de la membrana del eritrocito igual a aproximadamente cien veces el volumen de la propia célula. Sin embargo, normalmente la cantidad que difunde en ambas direcciones está equilibrada de manera tan precisa que se produce un movimiento neto cero de agua. Por tanto, el volumen celular permanece constante. Sin embargo, en ciertas condiciones se puede producir una diferencia de concentración del agua a través de la membrana, al igual que se pueden producir diferencias de concentración de otras sustancias. Cuando ocurre esto se produce movimiento neto de agua a través de la membrana celular, haciendo que la célula se hinche o que se contraiga, dependiendo de la dirección del movimiento del agua. Este proceso de movimiento neto del agua que se debe a la producción de una diferencia de la concentración del agua, se denomina Ósmosis.

Para dar un ejemplo de ósmosis debemos asumir las condiciones que se muestra en la figura siguiente, en la que hay agua pura a un lado de la membrana celular y una solución de cloruro sódico en el otro lado. Las moleculas de agua atraviesan la membrana celular con facilidad, mientras que los iones de sodio y cloruro pasan solo con dificultad. Por tanto la solución de cloruro sódico es realmente una mezcla de moléculas de agua difusibles y de iones de sodio y cloruro no difusible, y se dice que la membrana es permeable de manera selectiva al agua, pero mucho menos a los iones de sodio y cloruro. Sin embargo, la presencia del sodio y del cloruro a desplazado parte de las moléculas de agua del lado de la membrana en el que están presentes estos iones y, por tanto, ha reducido la concentración de moléculas de agua a una concentración menor que la del agua pura.

En consecuencia, en el ejemplo de la figura, mas moléculas de agua chocan contra los canales del lado izquierdo, en el que hay agua pura, en el lado derecho, en el que se ha reducido la concentración de agua. Asi, pues un movimiento neto de agua desde la izquierda hasta la derecha, es decir se produce osmosis desde el agua pura hacia la solución de cloruro sódico.

Presión Osmótica

La cantidad exacta de presión necesaria para detener la osmosis se denomina presión osmótica de la solución. La presión osmótica que ejercen las partículas de una solución, ya sean moléculas o iones están determinados por el número de partículas por unidad de volumen de liquido, no por la masa de la partículas. La razón de esto es que todas las partículas de una solución, independientemente de su masa, ejercen, en promedio, la misma cantidad de presión contra la membrana. Es decir, las partículas grandes, que tienen una masa (M) mayor que las partículas pequeñas, se mueven a velocidades (V) mas lentas. Las partículas pequeñas se mueven a mayores velocidades, de modo que sus energías cinéticas medias (C), están determinadas por la ecuación:

c=mv2/2

Son las mismas para las partículas pequeñas que para las grandes. En consecuencia el factor que determina la presión osmótica de una solución es la concentración de la solución en función del número de partículas (Que es lo mismo que la concentración molar si es una molécula no disociada), no es función de la masa del soluto.

Osmolaridad

Es la concentración osmolar expresa en los moles por litros por solución el lugar de osmoles por Kg de agua. Aunque en sentido estricto son los osmoles por Kg de agua (Osmolalidad) los que determinan la presión osmótica, para las soluciones diluidas como las que se encuentran en el cuerpo. Las diferencias cuantitativas entre la osmolaridad y la osmolalidad son menores del 1%.

Difusión simple

Significa que el movimiento cinético de las moléculas o de los iones se produce a través de una abertura de la membrana o a través de espacios intermoleculares sin ninguna interacción con las proteínas transportadoras de la membrana. La velocidad de difusión viene determinada por la cantidad de sustancia disponible, la velocidad del movimiento cinético y el número y tamaño de las aberturas de la membrana a través de las cuales se pueden mover las moléculas o los iones.

Se puede producir difusión simple a través de la membrana celular por dos rutas:

A través de los intersticios de la bicapa lipídica si la sustancia que difunde es liposoluble.

A través de los canales acuosos que penetran en todo el grosor de la bicapa, a través de las grandes proteínas transportadoras.

Difusión de sustancias liposolubles a través de la bicapa lipídica

Uno de los factores más importantes que determinan la rapidez con la que una sustancia difunde a través de la bicapa lipídica es la liposolubilidad de la sustancia. Por ejemplo, la liposolubilidad del oxigeno, del nitrógeno, del anhídrido carbónico y de los alcoholes es elevada, de modo que todas estas sustancias pueden disolverse directamente en la bicapa lipidica y pueden difundir a través de la membrana celular de la misma manera que se produce difusión de solutos en agua en una solución acuosa. Por razones evidentes, la velocidad de difusión de cada una de estas sustancias a través de la membrana es directamente proporcional a su liposolubilidad. De esta manera se puede transportar cantidades especialmente grande de oxigeno. Por tanto, se puede liberar oxigeno en interior de la célula casi como si no existiera la membrana celular.

Difusión de agua y otras moléculas insolubles en lípidos a través de canales proteicos

Aunque el agua es muy insoluble en los lípidos de la membrana, pasa rápidamente a través de los canales de las moléculas proteicas que penetran en todo el espesor de la membrana. La rapidez con la que las moléculas de agua se pueden mover a través de la mayor parte de las membranas celulares es sorprendente.

Otras moléculas insolubles en lípidos pueden atravesar los canales de los poros proteicos de la misma manera que las moléculas de agua si son hidrosolubles y de un tamaño lo suficientemente pequeño. Sin embargo a medida que

...