Propiedades Físicas del Agua y Mecanismos de Transporte Celular: Osmosis, Diálisis y Difusión
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Propiedades Fundamentales del Agua
El agua, a temperatura ambiente, es líquida. Este comportamiento físico se debe a que en la molécula de agua los dos electrones de los dos hidrógenos están desplazados hacia el átomo de oxígeno. Por ello, en la molécula aparece un polo negativo (donde hay mayor densidad electrónica) y un polo positivo (donde, al haber menor densidad electrónica, predominan las cargas positivas de los átomos de hidrógeno). Las moléculas de agua son, por tanto, dipolos. Entre los dipolos del agua se establecen fuerzas de atracción llamadas puentes de hidrógeno.
Fenómenos de Transporte a Través de Membranas
Osmosis y Soluciones
Los procesos biológicos dependientes de la concentración de soluto en agua se denominan osmóticos. Estos tienen lugar cuando existen dos disoluciones de diferente concentración separadas por una membrana semipermeable que no deja pasar el soluto, pero sí el disolvente.
Se observa, entonces, el paso de disolvente (agua en los medios celulares) desde la disolución más diluida (hipotónica) hacia la más concentrada (hipertónica) a través de la membrana. Para evitar el paso de agua sería necesario aplicar una presión, denominada presión osmótica, tanto más intensa cuanto mayor fuera la diferencia de concentración entre ambas disoluciones.
Si la concentración del medio intracelular es mayor que la del medio externo, la entrada excesiva del agua producirá un hinchamiento, conocido como turgencia celular, que puede provocar la rotura de la membrana y la muerte de la célula. Si, por el contrario, la concentración en el medio interno es menor que en el medio externo, la célula pierde agua y disminuye su volumen, proceso que recibe el nombre de plasmólisis y puede ocasionar la muerte celular.
Diálisis
En este caso, además del disolvente, pueden atravesar la membrana moléculas de bajo peso molecular, las cuales pasan desde la solución más concentrada a la más diluida. Este es el fundamento de la hemodiálisis, que intenta sustituir la filtración renal deteriorada.
Difusión
La difusión es el fenómeno por el cual las moléculas disueltas tienden a distribuirse uniformemente en el seno del agua. Puede ocurrir también a través de una membrana si esta es lo suficientemente permeable.