OSMOSIS Y HOMEOSTASIS DE LIQUIDOS

Osmosis

Las membranas tienen permeabilidad selectiva (semipermeables), lo que significa que permiten que algunas moléculas, pero no todas, las traviesen. Las membranas de los tejidos presentan una permeabilidad diferente para cada soluto en particular. Esta especifidad de los tejidos es fundamental para su funcionamiento, como se ve por la variación de la permeabilidad de los solutos celulares a través de la nefrona renal. Hay factores a cada lado de la membrana que se oponen o facilitan la salida del agua y los solutosde los compartimientos. Estos factores son:

-La concentración de cada soluto. Una concentración más alta de un soluto en un lado de la membrana favorecerá el movimiento de ese soluto por difusión hacia el otro lado.
-La concentración total de solutos. Una osmolaridad mayor en un lado proporciona un presión osmótica que <tira> del agua hacia ese espacio (difusión del agua).
-Concentración de proteínas. Como la membrana es impermeable a las proteínas, la concentración de estas establece una presión osmótica que <tira> del agua hacia el espacio de mayor concentración.
-La presión hidrostática, ya que es la fuerza que <empuja> el agua fuera de un espacio, por ejemplo, de los capilares al LIS(cuando la presión hidrostática en el capilar es mayor que la presión hidrostática en el LIS).


Si la membrana es permeable a un soluto, la difusión de ese  soluto se producirá a favor de  gradiente de concentración hacia donde la concentración  es menor. No obstante, si la membrana no es permeable al soluto, el disolvente (en este caso, el agua) será <atraído> a través dela membrana hacia el comportamiento con la mayor concentración de solutos, hasta que la concentración de estos alcance el equilibrio a ambos lados de la membrana. El movimiento de agua a través de la membrana por difusión se denomina osmosis y la permeabilidad de la membrana determina si se produce por la difusión de solutos o por osmosis (movimiento del agua). La concentración de un soluto no permeable determinara cuánta agua de desplazar a través de la membrana para conseguir el equilibrio osmolar entre el LEC Y EL LIC.

Como la osmolaridad de una solución describe la concentración de partículas disueltas, una solución puede considerarse hipoosmótica, isoosmotica o hiperosmoticacon respecto a otra. El movimiento de líquido entre dos soluciones isoosmoticas a través de una membrana dependerá de si los solutos son permeables. Cuando se infunde al plasma (LEC) sacarosa, un monosacárido impermeable para las células, permanecerá en el compartimiento del LEC. Así pues, una solución de sacarosa de 300 mOsm/l será isotónica con respecto a las células con una osmolaridad normal de 300 mOsm/l, con lo que no habrá movimiento de líquido. Una solución de sacarosa de más de 300 mOsm/l es hipertónica respecto a la osmolaridad celular normal. A diferencia de los solutos impermeables, uno permeable, como la urea, difundirá libremente al interior de las células hasta que alcance el equilibrio. De este modo, una solución de urea de 300 mOsm/l será hipotónica, incluso aunque la solución sea isoosmotica. Cuando una solución como esta se infunde en el LEC, provocara expansión del comportamiento del LIC.

La osmosis se produce cuando hay una diferencia de presión osmótica. La presión osmótica equivale a la presión hidrostática necesaria para evitar el movimiento de líquido por osmosis a través dela membrana semipermeable. La idea se puede representar usando un tubo en forma de U con distintas concentraciones de soluto aun lado y otro de una membrana semipermeable (es decir, permeable al agua pero impermeable al soluto).

Debido a la desigual concentración de soluto, el líquido se desplaza hacia el lado que presenta mayor concentración de solutos (lado derecho del tubo) en contra de la presión hidrostática que se opone a ella , hasta que se iguale la presión hidrostática generada con la presión osmótica. En el ejemplo, en el equilibrio, la concentración del soluto es casi igual y el nivel de agua es desigual, el desplazamiento del agua se debe a la presión osmótica.

En el plasma, la presencia de proteínas también causa una presión oncótica importante que se opone a la presión hidrostática (filtración hacia el exterior del comportamiento) y se considera la presión osmótica efectiva del capilar.

Transporte a través de membranas

La bicapa lipídica de la membrana actúa como una barrera que separa dos medios acuosos: el medio donde vive la célula y el medio interno celular.

​Las células requieren nutrimentos del exterior, deben eliminar sustancias de desecho procedentes del metabolismo y mantener su medio interno estable. La membrana manifiesta una permeabilidad selectiva, ya que permite el paso de pequeñas moléculas, siempre que sean lipófilas, pero regula el paso de moléculas no lipófilas.

El paso a través de la membrana posee dos modalidades, una pasiva, sin gasto de energía, y otra activa, con consumo de energía.

​​Transporte pasivo

​Es un proceso de difusión de sustancias a través de la membrana. Se produce siempre a favor del gradiente, es decir, del ambiente donde hay más hacia el medio donde hay menos.Este transporte se efectúa por difusión simple.

Difusión simple

Es el paso de pequeñas moléculas a favor del gradiente; se puede producir a través de la bicapa lipídica o a través de canales proteicos.

1. Difusión simple a través de la bicapa. De este modo entran moléculas lipídicas como las hormonas esteroides, anestésicos como el éter y fármacos liposolubles, así como sustancias apolares como el oxígeno y el nitrógeno atmosférico. También algunas moléculas polares muy pequeñas, como el agua, el CO2, el etanol y el glicerol, atraviesan la membrana por difusión simple. La difusión del agua recibe el nombre de ósmosis.

​2. Difusión simple a través de canales. Se realiza mediante las denominadas proteínas de canal. Así entran iones como el Na+, K+, Ca2+, Cl—. Las proteínas de canal son proteínas que forman un orificio o canal interno, cuya apertura está regulada, por ejemplo por ligandos, como ocurre con los neurotransmisores o las hormonas, que se unen a una determinada región, o el receptor de la proteína de canal, que sufre una transformación estructural que induce la apertura del canal. 
 
3. Difusión facilitada. Permite el transporte de pequeñas moléculas polares, como los aminoácidos, monosacáridos, etc., que al no poder atravesar la bicapa lipídica, requieren que proteínas transmembrana faciliten su paso. Estas proteínas reciben el nombre de proteínas transportadoras o permeasas, las cuales, al unirse a la molécula que tienen que transportar sufren un cambio tal en su estructura que arrastra a dicha molécula hacia el interior de la célula.

​Transporte activo

​En este proceso también actúan proteínas de membrana, pero éstas requieren energía, en forma de ATP, para transportar las moléculas al otro lado de la membrana. Tienen lugar cuando el transporte se realiza en contra del gradiente electroquímico.

Son ejemplos de transporte activo la bomba de Na+/K+ y la bomba de Ca2+.La bomba de Na+/K+ requiere una proteína transmembrana que expele Na+ hacia el exterior de la membrana y conduce K+ hacia el interior. Esta proteína actúa contra el gradiente gracias a su actividad como ATP—asa, ya que rompe el ATP para obtener la energía necesaria para el transporte. Mediante este mecanismo, se envían tres Na+ hacia el exterior y se incorporan dos K+ en el interior, con la hidrólisis acoplada de ATP.

El transporte activo de Na+ y K+ tiene una gran importancia fisiológica. De hecho, todas las células animales gastan más del 30% del ATP que producen (y las células nerviosas más del 70%) para movilizar estos iones.