Solução Hipertónica Definição
Uma solução hipertónica contém uma maior concentração de solutos em comparação com outra solução. A solução oposta com uma menor concentração é conhecida como solução hipotónica. Os cientistas devem descrever o conteúdo celular em comparação com o ambiente. Se uma célula é colocada em uma solução hipertônica, a célula é considerada hipotônica.
Hypertonic Solution Overview
Se o citosol da célula é uma solução hipertônica, significa que o ambiente é hipotônico, ou mais fracamente concentrado. Isto é de grande importância porque os solutos e a água tendem a fluir ou a se difundir ao longo de seus gradientes. Duas soluções misturadas acabarão por se tornar uma única solução. Se as soluções forem separadas por uma membrana permeável que só permite a passagem de água, as soluções tornar-se-ão isotónicas à medida que a água se move entre as duas soluções. As soluções isotônicas têm concentrações iguais, embora possam ter volumes diferentes.
Este movimento de íons e água é extremamente importante para as células. As células usam gradientes de íons para uma série de propósitos. Por exemplo, as células vegetais usam uma solução hipertónica dentro do seu vacúolo central para ajudar a atrair água para o vacúolo. Isto expande a câmara e permite que as plantas criem uma pressão turgorosa nas suas células. As células animais, especialmente as células nervosas, dependem de uma solução hipertônica e dos íons nela contidos para criar um potencial de ação ou sinal nervoso. A atividade elétrica destas células depende das cargas positivas e negativas dos íons na solução hipertônica.
Solução Hipertônica Exemplos
Rim humano
Para regular a quantidade de água no corpo, o cérebro humano possui proteínas especiais chamadas osmoreceptores, que podem medir a osmolaridade do ambiente que envolve a célula. Se o ambiente se torna uma solução altamente hipertônica, é porque não há água suficiente no sangue para diluir os solutos. O hipotálamo libera hormônios enquanto aumenta a permeabilidade das membranas no rim. O rim reabsorve a água que teria sido excretada e adiciona-a de volta à corrente sanguínea. O sangue torna-se mais isotônico comparado com as células, e os processos normais podem continuar.
Sea Turtle Osmoregulation
Comparada com água doce, a água salgada é uma solução hipertônica. Isto significa que para que as células funcionem, elas devem conter um citosol que é uma solução mais hipertônica que a água salgada. As tartarugas marinhas, por exemplo, vivem em uma solução muito mais hipertônica em comparação com as tartarugas de água doce. Se você colocar uma tartaruga de água doce na água do mar, a água do mar hipertônica desidrata a tartaruga. Em vez de ser hidratada pela água, a água do oceano densa de soluto puxará a água do corpo para equilibrar a diferença de osmolaridade.
Para superar este obstáculo, as tartarugas marinhas e outros animais marinhos desenvolveram caminhos únicos para remover o excesso de sais. Os sais movem-se do tracto digestivo para a corrente sanguínea. Quando chegam à glândula salina, eles são removidos. Isto cria um ambiente interno que é mais elevado nos solutos, mas que não perde o excesso de água para o ambiente.
Plantas em Solução Hipertónica
Em geral, as plantas preferem viver em ambientes hipotónicos. Em um ambiente hipotônico, a água inunda facilmente as células das plantas e elas podem permanecer túrgidas, ou rígidas, devido às pressões exercidas nas paredes das suas células pelo influxo de água. As plantas utilizam este potencial hídrico para dar estrutura ao seu corpo e mover a água das raízes para a parte superior da planta. No entanto, muitas plantas adaptaram-se a viver em ambientes hipertónicos. Os pântanos junto ao mar, os manguezais e outras águas salobras contêm um teor de sal muito mais elevado do que a água doce. O solo fica saturado com estes sais, criando uma concentração muito maior de soluto no solo.
A maioria das plantas enrugar-se-ia se fossem transplantadas para este habitat, mas um grupo especial de plantas conhecidas como Halophytes evoluiu para ultrapassar este obstáculo. Ao aumentar a osmolaridade de suas raízes, as plantas são capazes de mudar de um ambiente hipotônico dentro da célula em comparação com o ambiente, para uma solução hipertônica no citosol. Isto diminui o potencial de água das células radiculares e permite a entrada de água nas células. As células ou armazenam o excesso de sais nas raízes ou transportam os sais para as folhas, onde podem ser excretados das glândulas.
Uma célula em solução hipertónica
A membrana plasmática que envolve as células é uma membrana permeável especial que separa o conteúdo da célula do ambiente. A membrana plasmática é embutida com proteínas especiais de transporte de membrana que ajudam a transportar os solutos através. Também possui canais especiais de proteínas chamadas aquaporinas que permitem que a água flua livremente através da membrana. A célula deve usar energia para mover activamente os solutos para dentro e para fora da célula. Demasiados solutos e o citosol tornar-se-á uma solução hipertónica em comparação com o ambiente. Células sem paredes celulares podem rebentar nesta condição.
Muitos poucos solutos no ambiente se tornarão a solução hipertónica. Neste caso, acontecerá o contrário, à medida que a água sair da célula. A água move-se contra o gradiente de concentração dos solutos, deslocando-se de áreas de baixa concentração de soluto para áreas de alta concentração de soluto. Em outro sentido, a água move-se com o gradiente de concentração da água, de áreas de alta concentração de água para áreas de baixa concentração de água.
Os organismos que regulam a osmolaridade das suas células são conhecidos como osmoreguladores. Normalmente, as células tentam manter o citoplasma como uma solução hipertónica em comparação com o ambiente. Embora isto coloque certos problemas estruturais, permite que a água flua livremente através da célula e participe em muitas das reacções necessárias. Se as células fossem hipotônicas, elas acabariam perdendo a maior parte de sua água para o meio ambiente. Outros organismos, os osmoconformadores, têm a mesma osmolaridade que o ambiente, embora os solutos exatos possam ser diferentes. Isto assegura que eles não perdem nem ganham muita água.