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Los diversos fluidos con los que interactúan las células son cambiantes en cuanto a su composición y porcentaje de solutos disueltos en ellos, estas características pueden alterar de manera significativa la funcionalidad y la estructura celular de cada una de ellas. En el caso de la solución hipotónica, al igual que sucede con las hipertónicas, son soluciones que inducen al intercambio de solventes entre la región intracelular y extracelular.
El equilibrio osmótico es un factor clave para que los organismos vivos puedan mantener en primera instancia la integridad celular y la funcionalidad de todos los sistemas metabólicos y fisiológicos. A continuación revisaremos de manera detallada qué es una solución hipotónica y cómo interactúa e influye en la presión osmótica de las células.
¿Qué es una solución hipotónica?
Cuando se comparan dos soluciones que están separadas por una barrera semipermeable, se puede establecer una diferencia en la concentración de los solutos que condiciona la actividad de la otra. En el caso de las soluciones hipotónicas, se establece que son aquellas que poseen una concentración de solutos menor que otra solución de referencia.
Etimológicamente, la palabra hipotónica proviene del griego y se compone por el prefijo hipo que se entiende como ¨por debajo de¨ y tonos que hace referencia a la tensión o presión. Por lo tanto, se dice que es una solución de baja presión. Para los términos biológicos, una solución hipotónica se refiera a que posee una concentración de solutos menor que la del plasma sanguíneo.
¿Cómo funciona?
La baja concentración de solutos que tienen los fluidos hipotónicos interviene activamente en el equilibrio osmótico de los cuerpos celulares. La ubicación de esta solución puede ser tanto al interior como en el exterior de las células, por lo que el efecto puede cambiar dependiendo de esta condición.
Lo que si es cierto, es que el solvente, que en muchos casos es agua, siempre intentará desplazarse hasta la zona de mayor concentración de solutos, de manera que pueda equilibrarse la presión osmótica. Este desplazamiento se realiza mediante la interacción de las soluciones a través de una membrana semipermeable, que en las células es la membrana plasmática quien cumple dicho papel. Dependiendo si la solución hipotónica está en el interior celular o fuera de ella, se pueden describir dos efectos principales.
Plasmólisis: en este caso el líquido de menor concentración está al interior celular, es decir, el fluido intracelular es hipotónico y el extracelular es hipertónico. Cuando esto sucede, las células sufren un proceso de deshidratación, ya que el agua del interior sale a través de la membrana plasmática para intentar equilibrar el medio hipertónico externo. Durante este proceso la integridad celular se ve comprometida, como en el caso de la célula vegetal, donde la membrana se despega de la pared celular de manera irreversible.
Citólisis: también conocida con el nombre de turgescencia, es el proceso inverso de la plasmólisis. La solución hipotónica está en el exterior, mientras que el interior celular es hipertónico, cuando estas condiciones se presenta el agua entra a las células para tratar de igualar ambas soluciones.
Este hecho provoca que las células se hinchen y en el caso de protozoos y células animales exploten, ya que son incapaces de resistir la presión, pero las células vegetales y bacterias se protegen de este fenómeno por la acción de la pared celular. La rigidez de la pared hace que la presión a las que son sometidas no la deformen hasta un punto extremo, y previene la entrada excesiva de agua.
¿Qué soluciones son hipotónicas?
Esta interrogante se resuelve fácilmente y se puede visualizar de dos maneras, la primera de ellas desde un punto comparativo entre dos soluciones químicas a diferente concentración que se enfrentan mediante una membrana semipermeable. Simplemente, la solución que esté más diluida será la hipotónica, por lo tanto, en el experimento este fluido pasará a través de la membrana hasta la solución más concentrada para diluirla y encontrar el equilibrio.
La segunda opción es en el ámbito biológico, en la cual se considera que cualquier solución que tenga menor concentración y osmolaridad que el plasma sanguíneo se considera hipotónica. Para mayor compresión veamos los siguientes ejemplos:
Solución salina al 0.45 %: es una mezcla de agua con cloruro de sodio a muy baja concentración. Generalmente, todas las soluciones de este tipo que están por debajo del rango de 0.9% se considera hipotónica. Son especiales cuando se necesita rehidratar una célula que ha sido sometida a presión hipertónica.
Solución dextrosa al 0.3 %: solución contentiva de glucosa disuelta en agua, que apenas alcanza los 3 g por litro de solución. Como en el caso anterior, es ideal para rehidratar células con un pequeño aporte energético.
¿Para qué se utilizan las soluciones hipotónicas?
Este tipo de fluidos son parte importante tanto en la medicina como en la vida natural. Como se mencionaron en los ejemplos anteriores, las soluciones hipotónicas pueden ser utilizadas para restablecer los valores de hidratación de las células, en caso de que estas se encuentren deshidratadas por efecto de soluciones hipertónicas.
Otro factor importante de las soluciones hipotónicas es el uso que le dan las plantas, las células vegetales son especialistas para absorber el agua y con esta acción obtener la fuerza necesaria para mantener su estructura y funcionalidad. Esta presión o fuerza se conoce con el nombre de turgencia, las soluciones hipotónicas al entrar al interior celular expanden las células y las mantiene rígidas.
La turgencia creada por la entrada de las soluciones hipotónicas, también se aprovecha para propiciar el crecimiento de los órganos y la planta en general. Cuando esta turgencia se pierde por acción de soluciones hipertónicas en el ambiente o por sequías, las células se debilitan y provocan el marchitamiento de las plantas. Es por esta razón que se debe tener cuidado al momento de preparar los fertilizantes de manera de no alterar el medio y provocar un efecto no deseado.
Referencias
– Duke, T.; Mathur, A.; Kukuruzovic, R., McGuigan, M. (2003). Soluciones salinas hipotónicas versus isotónicas para el tratamiento de las infecciones agudas. Cochrane Database of Systematic Reviews. https://www.cochranelibrary.com/cdsr/doi/10.1002/14651858.CD004169.pub2/related-content/es
– Sócrates, P. & Romero, X. (2002). Elaboración de un manual de métodos alternos para la preparación de soluciones parenterales de gran volumen de uso hospitalario. Trabajo de Grado, Universidad de El Salvador. https://ri.ues.edu.sv/id/eprint/5718/
– Vila, H. (2011). Regulación de la hidratación y la turgencia foliares por mecanismos evitadores del estrés, y resistencia a déficit hídrico en vid. Modelo vs. experimentos. Tesis de Grado, Universidad Nacional de Cuyo, Mendoza, Argentina. https://bdigital.uncu.edu.ar/objetos_digitales/4367/vila-regulacionhidratacion.pdf
