Dispersión coloidal

Dispersiones coloidales

Hasta ahora hemos vistos las biomoléculas por separado, pero en los seres vivos, no se encuentran por separado sino que el agua, las sales minerales y el resto de macromoléculas forman una dispersión coloidal en la que el agua actúa como disolvente y el resto de compuesto como solutos si su tamaño es pequeño o coloides si su tamaño es más grande.

Estas mezclas son muy heterogéneas, en composición, estructura y propiedades y varían en función de la posición dentro (citoplasma) y fuera de la célula (sangre, linfa…)

Una dispersión coloidal puede tener dos estados (sol y gel) que se van alternando en función de la concentración de solutos y coloides y también de la temperatura, el pH, la presión… Aunque a veces la transformación de sol a gel es irreversible.

Estado de sol: aspecto líquido ya que hay mucho más disolvente que solutos y el estado físico es más fluido.

Estado de gel: aspecto semisólido o gelatinoso, ya que hay menos disolvente que solutos, esta más concentrada, y el estado físico es más viscoso.

El citoplasma celular es una dispersión  coloidal que pasa de un estado a otro en diferentes zonas de la célula. Aunque el estado sol es el más característico algunos medios se encuentran en estado de gel: las gomas de algunos vegetales, la mucosidad de los caracoles,  el humor vítreo del ojo,…

Propiedades de las dispersiones coloidales

Para entender cómo funciona el citoplasma es necesario conocer las propiedades fundamentales de las dispersiones coloidales: difusión, ósmosis y diálisis.

Difusión

Es el reparto homogéneo de las partículas de soluto en un disolvente de tal forma que en cualquier punto de la disolución se alcanza la misma concentración.. Esta distribución uniforme se debe a que las moléculas del soluto se comportan, en cierto modo, como las de un gas encerrado en un recipiente desplazándose en todas las direcciones.

La difusión puede ocurrir también a través de una membrana si es permeable a las moléculas de un determinado soluto. Así se realizan los intercambios de algunos nutrientes o de los gases entre la célula y el medio externo.

Ósmosis

Es el proceso por el que se produce el paso del disolvente a través de una membrana semipermeable entre dos disoluciones de diferente concentración desde la disolución más diluida hacia la más concentrada, hasta que las dos concentraciones se igualan.

Es decir, si a ambos lados de una membrana semipermeable, se ponen dos disoluciones de diferente concentración, el agua pasa desde la más diluida a la más concentrada.

Dependiendo de la concentración de solutos del medio se habla de :

– Medio hipotónico: medio acuoso que posee una baja concentración de solutos respecto a otro.

– Medio isotónico: medio acuoso que posee la mima concentración de solutos respecto a otro.

– Medio hipertónico: medio acuoso que posee una alta concentración de solutos respecto a otro.

Presión osmótica

La membrana plasmática se considera semipermeable porque permite el paso del agua pero no de los solutos. Cuando el  agua pasa de los medios hipotónicos a los hipertónicos, ejerce una presión sobre la membrana llamada presión osmótica. Dependiendo de la concentración del medio interno que baña a una célula, se pueden producir 3 efectos:

  • Cuando el medio extracelular es isotónico, es decir la concentración de solutos del interior de la célula y del exterior son iguales, no se produce ósmosis. El agua sigue traspasando la membrana, pero en equilibrio (sale la misma cantidad que entra.
  • Cuando el medio extracelular es hipotónico, entra agua al interior celular, aumentando el volumen y la presión osmótica. Esto produce un hinchamiento de la célula que puede:
    • pararse por la presencia de pared celular en las células vegetales o b
      acterianas, en un fenómeno conocido como turgescencia.
    • provocar la ruptura de la membrana plasmática en células animales, y por tanto, la muerte celular,en un fenómeno conocido como lisis y hemólisis en los eritrocitos.
  • Cuando el medio extracelular es hipertónico, el agua sale de la célula, disminuyendo el volumen y la presión osmótica. Esto produce una deshidratación en la célula que puede;
    • morir en un proceso denominado plasmólisis, conocido como crenación en los eritrocitos.

Diálisis

En la diálisis la membrana semipermeable además de dejar pasar el agua también permite el paso de moléculas con pequeño peso molecular desde la disolución más concentrada a la más diluida.

Este fenómeno sucede de manera natural en las nefronas del riñón, donde se separan las proteínas del plasma sanguíneo, que quedan retenidas, mientras el agua y los iones minerales son filtrados a la orina.

La aplicación clínica más conocida es la hemodiálisis, en la que pacientes con insuficiencia renal son sometidos a una filtración artificial y gracias a estas membranas de celofán o nitrato de celulosa les pequeñas sustancias de deshecho del catabolismo atraviesan la membrana (urea, ácido úrico, creatinina, etc.)y son desechadas mientras que las células sanguíneas y las macromoléculas permanecen en el torrente sanguíneo.

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