Ósmosis: cómo se mueve el agua en la célula

Comprende el comportamiento del agua en la célula en función del gradiente de concentración dado por medios isotónicos, hipotónicos e hipertónicos.

De acuerdo a los medios salinos en los cuales se encuentren inmersas las células se determinará el flujo de sustancias entre el interior y/o exterior de las células, lo que es conocido como gradiente de concentración. Este gradiente habla del movimiento de partículas disueltas en el entorno acuoso celular, independiente de su naturaleza química orgánica o inorgánica. Sin embargo, cuando se movilizan estas partículas (solutos) a favor y/o en contra de un gradiente de concentración se produce también un desplazamiento de moléculas de agua en respuesta natural al ingreso y/o egreso de solutos desde y hacia la célula. El movimiento que presentan las partículas de agua a través de una membrana semipermeable (como lo es la membrana plasmática) determinará flujos de agua, lo que es conocido como ósmosis. La ósmosis opera de manera natural; en la medida que ingresan solutos a la célula a favor de un gradiente de concentración, estando inmersa en un medio hipertónico (rico en solutos), la respuesta natural de la célula será perder agua (se parte de la premisa de que los solutos que ingresan “desplazan” mecánicamente a las partículas de agua hacia el exterior de la célula). Este fenómeno biológico es de especial relevancia al considerar estados fisiológicos como la deshidratación, donde el entorno celular de un organismo podría volverse hipertónico (como es el caso de individuos con trastorno fisiológicos que no permiten el correcto procesamiento de solutos en la sangre, como la diabetes o la insuficiencia renal). Uno de los síntomas de las personas que sufren algún tipo de diabetes es la sensación constante de sed, la cual se manifiesta para dar solución al exceso de solutos (glucosa) presente en la sangre y que podría, eventualmente provocar deshidratación. La glucosa no es capaz de entrar a la célula a través de mecanismos pasivos de transporte sino que requiere la acción de intermediarios como la insulina, hormona endocrina, pero de todas maneras contribuye al fenómeno de hipertonicidad sanguínea y a una desregulación del equilibrio osmótico que suele imperar en el organismo. Se considera que, en estados de salud óptima, los fluidos de un organismo oscilan en equilibrio osmótico, lo que significa que la cantidad de agua que sale desde las células es la misma que la que entra, a través de una membrana semipermeable. Cuando ocurre esto se dice que las células están insertas en un medio isotónico, y los médicos aceptan que en general, la sangre, principal fluido humano, posee un rango de concentración de sales isotónico, sin embargo, las fluctuaciones dadas por el metabolismo, la ingesta de sales y otros factores constantemente ponen en marcha el fenómeno osmótico, el cual, al no requerir energía para su ejecución (es considerado un mecanismo de transporte pasivo) opera de manera constante y como respuesta natural a las variaciones de concentración de solutos en el medio extracelular. Cuando existe un exceso de agua en el entorno celular, la respuesta natural de los solutos presentes en el interior celular será movilizar estos hacia el exterior, provocando el ingreso de agua a la célula que podría terminar con su explosión producto de un aumento desmesurado del volumen celular (lisis). Cuando esto ocurre se habla de un medio hipotónico. Para que ocurra ósmosis se debe considerar siempre:

• La existencia de una membrana semipermeable, que permita la movilización de solutos desde el medio intra al extracelular, y viceversa.
• Solutos disueltos en el medio intra y extracelular, que permitan la movilidad indirecta de las partículas de agua a través de sus mecanismos de transporte.
• Diferencias de concentración entre un medio y otro, para generar un gradiente de concentración de agua que faculte el movimiento de estas partículas entre ambos medios.