Qué es la solución hipotónica

Las células animales y vegetales están rodeadas por una membrana. Esta membrana es selectivamente permeable, lo que significa que algunas sustancias químicas (como el agua y el oxígeno) pueden moverse libremente a través de la membrana, mientras que otras sustancias químicas (a menudo grandes, como las proteínas y el ADN) son bloqueadas por la membrana.

El interior de una célula es principalmente agua, y en cualquier líquido o gas las moléculas se mueven al azar. Este rebote significa que las moléculas tienden a dispersarse (un ejemplo sencillo es el olor del perfume que se extiende por una habitación).

La difusión significa que las moléculas se extienden gradualmente desde zonas de alta concentración (el frasco de perfume) a zonas de menor concentración (la habitación). Otro ejemplo de difusión es la tinta que se difunde gradualmente a través de un vaso de agua. La velocidad de difusión depende de la temperatura: a medida que la temperatura aumenta, la difusión se acelera (la tinta se extiende más rápido a través del agua caliente que del agua fría).

Algunas sustancias químicas, sobre todo las que tienen carga eléctrica, como los iones de sodio (Na+) o de cloruro (Cl-), no pueden difundirse a través de la membrana. En su lugar, se mueven a través de canales de proteínas (como pequeños agujeros en la membrana). Esto se llama difusión facilitada. Al igual que la difusión normal, no se requiere energía externa para ello.

Solución isotónica

Hipertónica, hipotónica, isotónica: el mundo de las bebidas deportivas puede ser confuso. La variedad de líquidos que puedes meter en tu botella se parece más a los poderes de un superhéroe que a una simple bebida diseñada para hidratar, reponer electrolitos y darte energía sobre la marcha.

La tonicidad de una bebida es importante cuando te ejercitas, ya que afecta a la cantidad de hidratos de carbono, electrolitos y líquidos que entran en el torrente sanguíneo y a la rapidez con la que puedes absorberlos para aumentar tu rendimiento.

Hipotónica significa que tiene una menor concentración de solutos que otra solución. Por ejemplo, las bebidas hipotónicas tienen una concentración de hidratos de carbono (<5%) y sal inferior a la de la sangre. Esto significa que se absorben en el torrente sanguíneo a un ritmo más rápido para una rápida hidratación y liberación de electrolitos.

Cuando se toma una bebida hipotónica, la solución se desplaza por ósmosis a través de las paredes del intestino y hacia los vasos sanguíneos. Esto significa una rápida rehidratación, ya que la bebida se absorbe rápidamente a través del revestimiento intestinal y repone rápidamente los líquidos perdidos. El riesgo de hinchazón, calambres y el temido malestar gastrointestinal que pueden provocar otras bebidas energéticas es mucho menor.

Solución salina hipotónica

Se estudiaron los cambios de volumen celular inducidos por soluciones hipotónicas de electrolitos y sacarosa en células epiteliales de hámster chino. Los efectos en las soluciones con osmolidades entre 32 y 315 mosM/L y agua destilada se analizaron mediante microscopía confocal de campo brillante y de fluorescencia. Los cambios del volumen celular, acompañados por el desprendimiento de las células, la formación de manchas y la aparición de células casi esféricas similares a vesículas (“cell-vesicles”), mostraron diferencias significativas en las respuestas a largo plazo de las células en las soluciones electrolíticas en comparación con las soluciones que contienen sacarosa. Se aplica un modelo teórico basado en las diferentes permeabilidades de los iones y las moléculas de sacarosa y en la acción de las bombas Na+/K+-ATPasa. Este modelo es coherente con el comportamiento temporal observado del volumen de las células y la aparición de roturas de membrana inducidas por la tensión, y explica las respuestas de larga duración más bajas de las células en las soluciones de sacarosa.

Las variaciones en el volumen de las células tienen que ser mínimas para mantener la integridad estructural y funcional de la célula (McManus et al., 1995; Lang et al., 1998; Strange, 2004; Hohmann, 2015). Esto es de especial importancia para las células animales que tienen, en comparación con los organismos con paredes celulares rígidas más o menos elaboradas (por ejemplo, bacterias, hongos y plantas), una rigidez mecánica de la membrana significativamente menor y, por tanto, una menor resistencia a la acumulación de presión osmótica intracelular.

ملاحظات

Las células de los peces, como todas las células, tienen membranas semipermeables. Con el tiempo, la concentración de “cosas” a ambos lados de ellas se igualará. Un pez que vive en agua salada tendrá agua algo salada en su interior. Si lo ponemos en agua dulce, el agua dulce entrará en el pez por ósmosis, haciendo que sus células se hinchen, y el pez morirá. ¿Qué le ocurrirá a un pez de agua dulce en el océano?

Imagina que tienes una taza que tiene \ (100 \: \text{mL}\) de agua, y añades \ (15 \: \text{g}\) de azúcar de mesa al agua. El azúcar se disuelve y la mezcla que hay ahora en el vaso está formada por un soluto (el azúcar) que se disuelve en el disolvente (el agua). La mezcla de un soluto en un disolvente se llama solución.

Imagina ahora que tienes una segunda taza con \ (100 \: \text{mL}\) de agua, y añades \ (45 \: \text{g}\) de azúcar de mesa al agua. Al igual que en el primer vaso, el azúcar es el soluto y el agua es el disolvente. Pero ahora tienes dos mezclas de diferentes concentraciones de soluto. Al comparar dos soluciones de concentración desigual de soluto, la solución con mayor concentración de soluto es hipertónica, y la solución con menor concentración de soluto es hipotónica. Las soluciones con igual concentración de soluto son isotónicas. La primera solución de azúcar es hipotónica con respecto a la segunda solución. La segunda solución de azúcar es hipertónica con respecto a la primera.