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Solución hipotónica

Definición de solución hipotónica

Una solución hipotónica es una solución que tiene una concentración de soluto más baja en comparación con otra solución. Una solución no puede ser hipotónica, isotónica o hipertónica sin una solución de comparación. Hipotónico es una descripción del contenido de soluto de una solución en relación con otra solución. Se utiliza en biología para ayudar a los científicos a describir las células. Conocer la osmolaridad (concentración de una solución en número de solutos por litro) de diferentes soluciones puede mostrar a los científicos de qué manera se formarán el gradiente de agua y los gradientes de soluto.

Debido a las propiedades de difusión, cada soluto en una solución tiene la tendencia a dispersarse entre sí hasta distribuirse uniformemente. En soluciones acuosas, esto se debe principalmente a las interacciones que tienen las moléculas de agua polares con los solutos. Los extremos opuestos de la molécula tienen diferentes cargas, que forman enlaces temporales, llamados enlaces de hidrógeno, con otras porciones cargadas de moléculas de soluto. Las moléculas de agua se agrupan alrededor de los solutos, las alejan de las concentraciones más altas de solutos y permiten que ingresen más moléculas de agua.

Por lo tanto, si va a verter una solución hipotónica en una solución hipertónica, la solución tendrá inicialmente áreas de alta y baja concentración pero alcanzará rápidamente el equilibrio. Si estas dos soluciones están separadas por una membrana que solo dejará pasar el agua, el agua saldrá de la solución hipotónica y pasará a la solución hipertónica, hasta que las dos sean isotónicas entre sí.

Las células son simplemente una solución rodeada por una bolsa semipermeable, la membrana plasmática. La membrana plasmática puede evitar que los solutos se difundan a través de la membrana celular, mientras que permite que el agua se difunda por ósmosis a través de la membrana hacia el citoplasma. La membrana está incrustada con proteínas especiales, llamadas proteínas de transporte de membrana que ayudan a transportar solutos específicos a través de la membrana. 

Otras proteínas, llamadas acuaporinas, mantienen abiertos los canales por los que solo puede pasar el agua. Todas las células deben regular su contenido de solutos para asegurarse de que no se sequen ni se llenen demasiado de agua. Una célula con un citosol.que es una solución hipotónica para el medio ambiente perderá agua hacia el medio ambiente más hipertónico que tiene más solutos. El agua, impulsada para igualar las dos soluciones, se extrae de la célula. Una célula cuyo citosol es una solución extremadamente hipotónica en comparación con su entorno se marchitará y se dice que está plasmolizada. Este es casi siempre un mal estado para las células, que necesitan agua para muchas reacciones químicas.

En la situación opuesta, el entorno puede ser una solución hipotónica en comparación con la célula. En este caso, el agua del medio ambiente tiende a difundirse en la célula. Si la solución hipotónica del ambiente es demasiado fuerte, la célula puede lisarse (abrirse). Las células tienen muchos mecanismos para controlar este flujo de agua. En las células de plantas, hongos y bacterias, se forma una pared celular alrededor de la célula, lo que evita que estalle. 

Esta pared celular está compuesta por varios polisacáridos, proteínas y otras moléculas. A medida que el agua llena la célula y empuja contra la pared celularla presión de turgenciaes creado. Esta presión ayuda a expulsar el agua de la célula, contrarrestando el flujo de agua hacia adentro. La siguiente imagen muestra una sola célula vegetal en diferentes entornos. La célula del extremo derecho representa una célula vegetal turgente en una solución hipotónica.

Presión de turgencia sobre las células vegetales

Ejemplos de solución hipotónica

Plantas y Hongos

Las plantas grandes y los hongos controlan el entorno alrededor de sus células, lo que ayuda a garantizar que el entorno sea siempre una solución hipotónica, en comparación con las células. Esto crea células turgentes. Las células turgentes empujan hacia afuera en sus paredes celulares, que se empujan unas contra otras creando una estructura rígida. Los organismos ciclan constantemente los solutos para mantener el contenido de sus células lleno de agua. Si alguna vez ha fertilizado demasiado su jardín, sabe que no es bueno para las plantas. Los solutos agregados en el suelo convierten la solución hipotónica alrededor de las raíces en una solución hipertónica. Por lo tanto, las raíces y toda la planta se drenan rápidamente de agua. Los organismos en esta condición morirán rápidamente porque no pueden completar las reacciones necesarias para mantener la vida.

Células animales

Las células animales no tienen pared celular. Por lo general, los animales dependen de su piel para separar el ambiente exterior de sus órganos internos. El líquido dentro de su cavidad corporal puede entonces ser regulado por una serie de membranas y proteínas. Por tanto, el líquido seguirá siendo una solución isotónica o ligeramente hipotónica en comparación con las células, manteniéndolas regordetas y saludables sin destruirlas. El proceso de mantener la concentración de soluto en un organismo se conoce como osmorregulación y ocurre en todos los animales. Muchos animales que viven en el océano tienen glándulas salinas.que expulsan el exceso de sal de su cuerpo. Los animales deben beber el agua salada para que el agua entre en sus cuerpos, pero las sales deben concentrarse y excretarse del cuerpo para mantenerla como una solución hipotónica.

  • Solución hipertónica: cuando una solución tiene más solutos por litro que otra solución.
  • Isotónico: cuando dos soluciones tienen la misma concentración e intercambian agua y solutos a la misma velocidad.
  • Osmorregulación: serie compleja de mecanismos celulares en los organismos que regula la cantidad de agua y la concentración del citosol de cada célula.
  • Aquaporina: proteína que permite el paso del agua a través de la membrana celular.
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