Este post está dedicado a la primera pregunta que me han
hecho en mi consultorio científico. La petición viene de Pelayo Casares y
exactamente lo que me ha pedido es que explique este proceso maravilloso porque
a él le parece que es muy importante para entender los frágiles equilibrios en
los que está sustentada la vida. Y tiene razón.
La ósmosis es un proceso biológico que tiene mucho que ver
con la química y la física, pero también lo suficientemente sencillo como para
que no hagan falta conocimientos de ninguna de estas dos para entenderlos. Se
basa en la necesidad de equilibrio entre el medio externo e interno de la
célula, equilibrio necesario para mantener la vida.
Empecemos entendido lo que son las sales, moléculas que están compuestas de iones (átomos con carga
eléctrica). Por ejemplo, la sal común, la que usamos para cocinar, en realidad
es cloruro de sodio (NaCl), que está compuesta por dos iones, sodio (Na+) y
cloro (Cl-). Los símbolos + y – representan la carga que tienen esos iones
(carga positiva y negativa, como en las pilas). Como los polos opuestos se
atraen, el sodio y el cloruro tienden a juntarse y por eso el cloruro de sodio
forma una sal. Pues así con todas las sales: son uniones de iones positivos y
negativos, donde tiene que haber una neutralidad, es decir, tantos positivos
como negativos. Hay muchos tipos de sales, y lo que les pasa al disolverse en
agua es que cada ión se va por su lado, atraído por el agua, así que siguen
juntos pero separados por las moléculas de agua, llenándola de cargas positivas
y negativas (por eso el agua salada es más conductora de la electricidad, está “más
cargada”).
Ya he explicado que la célula tiene en su interior un medio
acuoso (plasma celular) que está compuesto por agua y diversas sales. Las sales
son muy importantes para mantener a la célula viva y trabajando, ya que
determinan la carga que hay dentro de la célula, el pH, los iones que pueden
ser usados para distintas reacciones, etc. Las células están unidas a otras
células, pero entre ellas también hay un componente acuoso que facilita que a
estas les llegue el alimento y el oxígeno desde los vasos sanguíneos. Pues aquí
es donde hace falta el equilibrio, entre el exterior y el interior de la
célula.
La ósmosis podría ser definida como el proceso que regula el
paso de agua y sustancias desde un medio acuoso a otro medio acuoso a través de
una membrana semipermeable. ¿Qué significa semipermeable? Pues, como su nombre
indica, que puede ser atravesada por unas sustancias pero por otras no. Este
proceso se realiza “a favor de gradiente”, es decir, de donde hay más a donde
hay menos, para igualar los dos lados. Así (dibujado con el Powerpoint, sigo
sin saber nada de Photoshop):
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| La ósmosis explicada a mi bola |
La imagen 1 representa a una membrana que separa dos medios
con distinta composición en las moléculas A y B. Si la membrana fuera
impermeable a todo, así se quedarían. Sin embargo, en la imagen 2 se ve cómo,
si esta membrana fuera permeable a todos los compuestos, A y B migrarían a
través de ella hasta que hubiera la misma cantidad a los dos lados. Como A está
en mayor cantidad a la izquierda, el gradiente va hacia la derecha, y al revés
con B. Por el contrario, en la imagen 3 tenemos una membrana semipermeable, que
sólo deja pasar A, mientras que B no puede traspasarla. Así que A va a favor de
gradiente y se va a la derecha a igualar las cantidades, pero B se queda
desigual. Y eso es la ósmosis: la capacidad de las membranas para dejar que
pasen a un lado y otro unas cosas u otras dependiendo de lo que haya en el
medio.
Vayamos a la célula. La membrana plasmática es semipermeable,
concretamente, no es permeable a los iones, ni a las moléculas grandes
(azúcares, proteínas…); pero sí al agua. Así que lo que va a pasar de un lado
al otro, para mantener el equilibrio, es el líquido elemento.
Imaginaos dos vasos de agua. En un vaso ponemos dos
cucharadas de sal y en otro sólo una. Lógicamente, en el primer vaso el agua
está más salada, y si queremos igualar la salinidad usando sólo agua, la única
opción es añadir a este vaso más agua hasta que el líquido sepan igual, ¿verdad?
Pues lo mismo hace la membrana celular, y lo hace dejando pasar sólo el agua
del lado menos salado (con más agua) al más salado (con menos agua). Veámoslo
en un dibujo:
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| La ósmosis, así con colorines. |
En la imagen 1, a la izquierda, hay 4 moléculas de agua para
4 de sal, es decir: 4/4=1. En cambio en la derecha, hay 4 de agua para 2 de
sal: 4/2=2. Hay más agua a la derecha que a la izquierda en relación a la cantidad de sal. Así que, en la imagen 2, el agua
va a pasar de la derecha a la izquierda para equilibrar esa diferencia, y
quedarían: a la izquierda, 5 moléculas de agua para 4 de sal (5/4=1,25); a la
derecha, 3 moléculas de agua para 2 de sal (3/2= 1,5). Como veis, la relación
de agua y sal, que se llama concentración, se están igualando. Ya no es el
doble en una y en otra, sino que son muy parecidas. En un medio con montones de
moléculas de agua y sales, esto sigue y sigue hasta que la concentración es
igual a los dos lados.
Y por eso no se debe beber nunca agua de mar (con mucha sal)
o agua destilada (agua a la que se le ha quitado toda la sal), porque a
nuestras células no les sienta nada bien el desequilibrio tan grande que se
produce entre el exterior y el interior de sus membranas:
- Con agua salada, las células notan que hace falta agua fuera de la célula, y empiezan a dejarla salir, por lo que la célula se deshidrata, se queda seca como una pasa y se muere.
- Con agua destilada, las células notan que su medio interno tiene mucha sal comparado con el externo, así que empiezan a meter agua a su interior, se hinchan y acaban estallando como un globo, y por supuesto, se mueren.
Así que ya os dais cuenta de lo importante que es la ósmosis
para estar vivos.
¿Os preguntáis qué pasa con las sales en sí mismas? ¿Cómo
pasan de dentro a fuera y viceversa en las células, si sus membranas son
impermeables a ellas? Simplemente contaros que hay unos poros en la membrana,
que son como agujeros, que la célula puede abrir o cerrar a voluntad
dependiendo de su necesidad para dejar pasar los iones a un lado o a otro. Pero
esto ya es otra historia.
Para saber más:
