Membrana Celular y Transporte Sesión III

El potencial hídrico es un concepto que nos ayuda a comprender y describir el movimiento del agua en las plantas, los organismos y sus entornos circundantes. Es una medida de la energía potencial almacenada en las moléculas de agua. Indica la dirección y velocidad del movimiento del agua. El potencial hídrico se denota con el símbolo griego psi Ψ.

Hay tres factores principales que contribuyen a la determinación del potencial hídrico. Lo primero es el potencial de soluto. El potencial soluto se refiere al efecto de los solutos disueltos en el movimiento del agua. Para comprender el potencial soluto, necesitamos revisar el proceso de ósmosis. Como sabemos, la ósmosis es el movimiento de las moléculas de agua a través de una membrana semipermeable desde un área de menor concentración de soluto a un área de mayor concentración de soluto. El agua se mueve desde un área de mayor potencial hídrico a un área de menor potencial hídrico.

Cuando los solutos, como sales, azúcares o iones, se disuelven en agua, ocupan espacio e interactúan con las moléculas de agua. Estas moléculas de soluto atraen moléculas de agua a través de enlaces de hidrógeno. Esto reduce la energía potencial de las moléculas de agua y disminuye el potencial hídrico general. Entonces, las soluciones que tienen baja concentración de sales tienen alto potencial hídrico. Y las soluciones que tienen alta concentración de sales tienen bajo potencial hídrico.

El potencial de soluto se representa mediante el símbolo Ψs. Se expresa en unidades de presión, como pascales. El potencial de soluto y el potencial de agua están inversamente relacionados entre sí. A medida que aumenta la concentración de solutos en una solución, aumenta el potencial de soluto. Como resultado, el potencial hídrico disminuye.

Tomemos un ejemplo para entender el potencial hídrico. Cuando las frutas o verduras se conservan en una alta concentración de solutos, como soluciones de sugar o sal, se afecta el potencial hídrico dentro de las células alimentarias. La alta concentración de soluto en la solución conservante crea un potencial hídrico menor en comparación con el potencial hídrico dentro de las células de las frutas o verduras. Como resultado, el agua de las células de los alimentos se mueve hacia afuera a través de ósmosis, buscando igualar el potencial hídrico entre las células de los alimentos y la solución conservante. Este movimiento de agua hacia afuera ayuda a deshidratar los alimentos, lo que inhibe el crecimiento de microorganismos. Conserva los alimentos durante más tiempo.

El potencial de presión es otro componente importante del potencial hídrico. Se refiere a la presión física que ejerce el agua sobre su entorno. El potencial de presión se denota por Ψp. El potencial de presión puede ser positivo o negativo, dependiendo de las condiciones. El potencial de presión positiva ocurre cuando el agua está bajo presión, como en una célula vegetal que ha absorbido agua y se ha expandido. La célula se vuelve turgente.

Un ejemplo común de potencial de presión positiva es la presión de turgencia en las células vegetales. Cuando las células vegetales absorben agua por ósmosis, la pared celular resiste la expansión de la célula. Como resultado se crea presión interna. Esta presión interna se conoce como presión de turgencia. La presión de turgencia es esencial para mantener la rigidez y la forma de los tejidos vegetales. Les permite mantenerse erguidos y sostener la estructura general de la planta.

Por otro lado, el potencial de presión negativa se produce cuando el agua está bajo tensión o es tirada. Este potencial de presión negativa a menudo se denomina tensión o succión. Como resultado, la célula se encoge. Cuando una célula vegetal se coloca en una solución que tiene una alta concentración de solutos, el agua sale de la célula. Como resultado, se crea un potencial de presión negativa dentro de la célula.

Una solución hipertónica es una solución que tiene una mayor concentración de solutos en comparación con otra solución. En otras palabras, tiene un potencial hídrico menor en comparación con la otra solución. Cuando una célula que tiene menor concentración de solutos se coloca en una solución hipertónica, la célula pierde agua y se encoge. Esto se debe a que el potencial hídrico es mayor dentro de la célula en comparación con la solución en la que se encuentra. Como resultado, el agua se mueve desde un potencial hídrico más alto dentro de la célula a un potencial hídrico más bajo fuera de la célula.

La plasmólisis es un fenómeno que ocurre cuando una célula vegetal se coloca en una solución hipertónica, lo que hace que el agua salga de la célula. Como resultado, la membrana celular se separa de la pared celular y el citoplasma se encoge y se separa de la pared celular. Cuando una célula vegetal está en una solución hipertónica, la mayor concentración de solutos en la solución crea un potencial de agua menor fuera de la célula en comparación con el interior. A medida que el agua sale de la célula para igualar la concentración de solutos, el protoplasto se contrae y se separa de la pared celular. Este proceso se conoce como plasmólisis.

Una solución hipotónica es una solución que tiene una menor concentración de solutos en comparación con otra solución. En otras palabras, tiene un potencial hídrico mayor en comparación con la otra solución. Cuando una célula se coloca en una solución hipotónica, la célula absorbe agua y se vuelve turgente. Esto se debe a que el potencial hídrico es mayor fuera de la célula que dentro de ella. Como resultado, el agua se mueve desde un potencial hídrico más alto, fuera de la célula, a un potencial hídrico más bajo, dentro de la célula.

Las soluciones hipotónicas tienen diversas implicaciones biológicas. En los sistemas biológicos, las soluciones hipotónicas pueden afectar el comportamiento y la función de las células. Por ejemplo, si las células de nuestro cuerpo están expuestas a una solución hipotónica, el agua entrará en las células, provocando que se hinchen. En las células vegetales, una solución hipotónica en el suelo puede facilitar la absorción de agua por las raíces. Esto asegura una hidratación adecuada y mantiene la turgencia celular.

Una solución isotónica se refiere a una solución que tiene la misma concentración de solutos que otra solución o una solución de referencia. Cuando una célula se coloca en una solución isotónica, no hay ganancia ni pérdida neta de agua. La célula mantiene su forma y volumen normales. Esto se debe a que la concentración de solutos es la misma dentro y fuera de la célula. En otras palabras, el potencial de agua dentro de la célula es igual al potencial de agua fuera de la célula. La célula se vuelve flácida.

Hay otro término que podemos usar para describir el movimiento del agua dentro y fuera de una célula. Como sabemos, el agua se mueve desde el interior de la célula hacia el exterior cuando se coloca en una solución hipertónica. Este movimiento de agua desde el interior de la célula hacia el exterior se llama exósmosis. ¿Puedes saber si la concentración de solutos es alta o baja dentro de la célula en comparación con el exterior durante la exósmosis?.

El movimiento del agua desde el exterior de la célula hacia el interior se llama endosmosis. Esto ocurre cuando la célula se coloca en una solución hipotónica. ¿Puedes saber si la concentración de solutos es alta o baja dentro de la célula en comparación con el exterior durante la endosmosis?.