Difusión y ósmosis

Difusión y ósmosis son los dos mecanismos de transporte pasivo más importantes en las células. Una de las personas que investigó estos fenómenos fue el químico Thomas Graham

Difusión

El movimiento de moléculas desde un sitio de mayor concentración a uno de menor concentración, se conoce como difusión.

Difusión de tinta en agua

Tal vez haya visto el comportamiento de una gota de tinta en un vaso de agua. Inicialmente, la tinta está muy concentrada en la gota, pero con el tiempo, esta se va moviendo hasta teñir toda el agua.

La difusión se debe a que las moléculas están en constante movimiento. En consecuencia, donde están más agrupadas se presentan gran cantidad de colisiones entre ellas, llevándolas a la dispersión. Terminado el proceso, las moléculas están distribuidas en todo el medio lográndose así el equilibrio.

Las moléculas se difunden a través del aire y de los líquidos. El sentido del olfato, por ejemplo,  es posible gracias a este fenómeno.

Permeabilidad

Además del movimiento a través de líquidos y gases, las moléculas pueden moverse a través de sólidos, si estos tienen espacios suficientemente grandes para que las moléculas pasen. A este proceso se le llama permeabilidad. Las membranas celulares son permeables a cierto tipo de moléculas como, por ejemplo, el agua (H2O), el gas carbónico (CO2) y el oxígeno (O2).

Permeabilidad selectiva

Algunas veces, una barrera deja pasar cierto tipo de moléculas pero impide el paso de otras. Por ejemplo, una malla muy fina puesta en una ventana, puede permitir el paso de aire pero impedir el paso de los mosquitos. cuando esto ocurre, se dice que la barrera tiene permeabilidad selectiva, o que es semipermeable.

Difusión y ósmosis permeabilidad

ejemplo de permeabilidad selectiva

En la figura se muestra una bolsa con almidón dentro de un beaker (vaso de precipitado) con agua. Luego de un tiempo, se observa que el agua ha entrado en la bolsa, pero el almidón no ha salido de ella. En consecuencia, la bolsa es permeable al agua pero impermeable al almidón. La bolsa tiene permeabilidad selectiva.

las membranas celulares tienen permeabilidad selectiva. Es decir, que permiten el paso de unas moléculas pero impiden el de otras.

Ósmosis

La ósmosis es el paso de moléculas de agua a través de una membrana semipermeable. En la ósmosis, igual que en la difusión, las moléculas se mueven desde un sitio de mayor concentración, hacia uno de menor concentración. El proceso no requiere gasto de energía por parte de la célula, porque es resultado de la energía cinética o movimiento de las moléculas.

Presión osmótica

Mientras las moléculas de agua se mueven de un lado a otro de la membrana, van generando cambios de presión en los dos lados. A esta presión se le llama presión osmótica. Cuando la cantidad de moléculas de agua que entran, es igual a la cantidad que salen, se obtiene el equilibrio. En este momento, la presión es igual en ambos lados de la membrana y la concentración de moléculas a lado y lado, también lo es. El movimiento de moléculas no cesa con el equilibrio, sino que el movimiento en ambos sentidos es más o menos el mismo. Para saber hacia donde se mueven las moléculas de agua, es necesario comprender los siguientes conceptos:

Soluciones isotónicas:

Al comparar las soluciones al lado y lado de la membrana, se dice que son isotónicas cuando tienen la misma concentración. la célula está en equilibrio osmótico, que es lo normal en una célula sana.

Solución hipertónica:

Una solución es hipertónica, cuando tiene mayor concentración que otra con la cual se compara.

Solución hipotónica:

Una solución hipotónica es aquella que tiene menor concentración que otra con la que se compara.

en las células, las moléculas se mueven desde el lado hipertónico hacia el hipotónico.

La ósmosis y las células animales

En condiciones normales, las células se encuentran en medios isotónicos.

¿Qué le sucede a una célula en un medio hipotónico? ¿Qué le sucede en un medio hipertónico?

Cuando se colocan células en medios hipotónicos, las moléculas de agua tienden a entrar en la célula. Si esto no se controla, la célula puede llegar a llenarse hasta estallar. De otro lado, si se colocan las células en medios hipertónicos, el agua tiende a salir de la célula hasta deshidratarse y morir.

La ósmosis y las células vegetales

Las células vegetales presentan el mismo comportamiento de las células animales, ante los medios hipotónicos e hipertónicos. la diferencia radica en la presencias de la pared celular. en un medio hipotónico el agua entrará en la célula hasta que la membrana es sostenida por la pared celular, quien soporta la presión osmótica; y por lo tanto, no llega a estallarse. Esta presión, llamada presión de turgencia, es la que permite a las plantas mantener su forma. Por el contrario, en un medio hipertónico, el agua saldrá de la célula hasta provocar deshidratación y muerte. a esta pérdida de presión de turgencia se le llama plasmólisis.

Taller de lectura

  1. Complete la siguiente frase: Difusión y _______ son los dos __________ de transporte ______ más importantes en las _______
  2. ¿Qué es la difusión?
  3. ¿A qué se debe la difusión?
  4. Escriba la definición de permeabilidad
  5. ¿A qué tipo de sustancias son permeables las membranas celulares?
  6. ¿Qué es permeabilidad selectiva? Escriba 2 ejemplos.
  7. ¿Qué significa que una membrana sea semipermeable?
  8. Escriba la definición de ósmosis
  9. ¿Cuál es la diferencia entre difusión y ósmosis?
  10. ¿Por qué la célula no requiere gastar energía para procesos como difusión y ósmosis?
  11. ¿A qué se llama presión osmótica?
  12. Escriba las de definiciones de solución isotónica, hipotónica e hipertónica.
  13. ¿Qué le sucede a una célula animal en un medio hipotónico y en uno hipertónico?
  14. Escriba las definiciones de turgencia y plasmólisis
  15. ¿En qué se diferencia el comportamiento de una célula vegetal frente a una animal con respecto a las soluciones hipotónicas e hipertónicas?