Seminario Práctica 3. Tonicidad Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Facultad de Ciencias Químicas Lic. Químico Farmacobiólogo Equipo 2: Juárez Laureano Marco Emanuel Derio Popoca Karla Yunuen González Daniel Victoria Alejandra Velázquez Flores Elsa Elienai

MEMBRANAS CELULARES CARACTERISTICAS Las membranas celulares son barreras selectivas que separan las células y forman compartimentos intracelulares. Entre sus funciones están: Permitir la entrada o salida de moléculas de la célula Generar señales para modificar el metabolismo. Adherir células para formar tejidos.

Composición de Membrana Doble capa de fosfolípidos, proteínas y carbohidratos: Fosfolípidos: Barrera hidrofóbica entre los compartimentos acuosos de la célula. Proteínas: Permiten paso de moléculas hidrofílicas a través de la membrana y determinan funciones específicas de la membrana, incluyen bombas, canales, receptores, moléculas de adhesión, transductores de energía y enzimas. Carbohidratos: Comunicación intercelular y adhesión. Colesterol: Determina la fluidez de la membrana

TRANSPORTE El acceso de las sustancias depende de: La permeabilidad selectiva: para mantener la homeostasis de la célula. El tamaño de las moléculas. La carga eléctrica: no polares o hidrofóbicas (pasan por la capa de lípidos), las polares o hidrofílicas (pasan por los canales). Gradiente de concentración La solubilidad.

DIFUSIÓN Es el movimiento de moléculas de una región de alta concentración a otra de menor concentración producido por la energía cinética de las moléculas. No requiere gasto de energía (movimiento pasivo). Movimiento activo requiere gasto de ATP.

ÓSMOSIS El componente principal de la célula es el agua, que actúa como solvente de solutos orgánicos e inorgánicos. El movimiento de agua a través de una membrana selectivamente permeable se llama ósmosis (difusión de agua) y sucede siempre del área de mayor concentración de agua (con menor concentración de soluto) al área de menor concentración de agua (con mayor concentración de soluto).

OSMOLARIDAD Y TONICIDAD Como las membranas biológicas no son membranas semipermeables sino que poseen una permeabilidad selectiva para los distintos solutos, el comportamiento osmótico de una célula es complejo y se define el término tonicidad para describir el comportamiento de una solución en contacto con células (generalmente se considera la membrana plasmática del glóbulo rojo). La osmolaridad mide el gradiente efectivo para el agua asumiendo que el soluto osmótico no atraviesa la membrana. Es simplemente una cuenta del número de partículas disueltas. La tonicidad es un término funcional que describe la tendencia de una solución para provocar la expansión o contracción del volumen intracelular. Dos soluciones son isoosmóticas cuando tienen el mismo número de partículas disueltas, independientemente del agua que pueda pasar a través de una membrana que las separe. Dos soluciones son isotónicas cuando no producen movimiento de agua a través de la membrana, independientemente del número de partículas que tengan disueltas.

Tonicidad Se puede definir como la capacidad de una solución extracelular de mover el agua hacia dentro o hacia afuera de una célula por ósmosis. La tonicidad de una solución está relacionada con su osmolaridad, que es la concentración total de todos los solutos en la solución. Una solución con osmolaridad baja tiene pocas partículas de soluto por litro de disolución. Una solución con osmolaridad alta, tiene muchas partículas de soluto por litro de disolución.

TONICIDAD EN LOS SISTEMAS VIVOS Si una célula se coloca en una solución hipertónica, el agua saldrá de la célula (la célula se encoge). Si una célula se encuentra en un ambiente isotónico, las concentraciones relativas de soluto y agua son iguales de ambos lados de la membrana. (No hay cambios en el tamaño de la célula) Al colocar una célula en un ambiente hipotónico, entrará agua en la célula. Una solución hipotónica para una célula puede ser isotónica o aún hipertónica para otra célula, dependiendo de las permeabilidades de las membranas plasmáticas respectivas.

SOLUCIONES Cuando la célula contiene una concentración de solutos mayor que su ambiente externo, se dice que la célula está en una solución hipotónica, y como consecuencia, el agua entra a la célula causando que se expanda. Si la concentración de solutos es mayor fuera de la célula, se dice que la célula está en una solución hipertónica; la célula pierde agua y se encoge. Si las concentraciones de soluto son iguales en ambos lados de la membrana, se dice que la célula está en una solución isotónica, donde el movimiento neto es cero

PRESIÓN OSMÓTICA Se entiende por presión osmótica la presión que sería necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana semipermeable. Cuando una célula se sumerge en un líquido con diferente concentración a la de su interior, la presión osmótica puede ocasionar plasmólisis o turgencia.

ECUACIÓN DE VAN’T HOFF Y PRESIÓN OSMÓTICA Según la interpretación de van't Hoff, toda solución con solutos disueltos ejerce una presión osmótica sobre una membrana semipermeable, igual a la presión que ejercería en un mismo volumen una misma cantidad de moléculas en estado gaseoso, sin importar el tipo de sustancias. A partir de esta idea y de la fórmula de gases ideales, van't Hoff propuso la primera fórmula que define a la presión osmótica cuantitativamente: Donde Π (la letra griega pi) es la presión osmótica, i es el factor van't Hoff, Msoluto es la concentración molar (molaridad) de soluto disuelto, R la constante universal de gases ideales, y T la temperatura. Msoluto: La presión osmótica es directamente proporcional a la concentración de soluto disuelto (independientemente del tipo de soluto). Temperatura: La magnitud de la presión osmótica es directamente proporcional a la temperatura (a mayor temperatura, mayor energía térmica y por lo tanto, cinética, absorben las moléculas). Factor de Van’t Hoff i: grado de disociación que tienen las moléculas de soluto. Indica en cuántas partes se separa un determinado tipo de molécula.

REFERENCIAS Raisman, J. and González, A. (2013). La membrana celular. [en línea] HIPERTEXTOS DEL ÁREA DE LA BIOLOGÍA. Disponible en: http://www.biologia.edu.ar/cel_euca/la_membrana_celular.htm [Consultado 13 Feb. 2019]. Aljanati, D., Wolovelsky, E., & Tambussi, C. (2004). Biologia 3: Los códigos de la vida. Buenos Aires, Ar: Ediciones Colihue. Silverthorn, D. U. (2008). Fisiología humana: Un enfoque integrado. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana.