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República Bolivariana de VenezuelaUniversidad Centroccidental “Lisandro Alvarado”
Decanato de Ciencias de la SaludDepartamento de Ciencias Funcionales
Sección de Fisiología
Fuerzas responsables del movimiento de agua a través de las membranas celulares
Prof. Joanna Santeliz, MD, [email protected]
Ósmosis (del griego osmos,”empujar”)
En 1748, Abbe Jean Antoine Nollet demostró que…
Ósmosis
Es un proceso de transporte pasivo de solvente (agua) através de una membrana selectivamente permeable parael soluto
Si a ambos lados de una membrana semipermeable secolocan dos soluciones con diferentes concentraciones desoluto, el agua se va a mover de la solución más diluida a lamás concentrada
Ósmosis
Propiedades Coligativas
Son aquellas propiedades físicas que presenta unasolución y que depende del número de partículasde soluto presentes en la solución (esindependiente del tipo de soluto)
Existen cuatro propiedades coligativas: Disminución de la presión de vapor
Descenso del punto de congelación
Aumento del punto de ebullición
Presión osmótica
Qué ocurre cuando agregamos azúcar a una taza de café caliente?
Ocurre un descenso de la presión de vapor
La presencia de un soluto no volátil disminuye la cantidad de solvente de la superficie…..menos solvente se evapora!
Qué ocurre cuando agregamos sal al hielo?
Ocurre un descenso en el punto de congelación
Qué ocurre cuando agregamos sala una olla con agua?
Ocurre un aumento en el punto de ebullición
La propiedad coligativa más fácil de medir es la disminución del punto de congelación ó
DESCENSO CRIOSCÓPICO
Descenso Crioscópico = Temperatura de congelación del
agua pura-
Temperatura de congelación de la
solución
Dc = Kc . Osmolalidad
Kc: constante de proporcionalidadOsmolalidad: número de partículas por kilogramo de solvente (osmol/Kg)
2da Ley de Raoult
Existe una PROPORCIONALIDAD entre el número de partículas de soluto y el descenso crioscópico
La determinación del descenso crioscópico se realiza a través de un osmómetro
Osmómetro de Dutrochet
Osmómetro de Pfeffer
Kc Agua = -1,86ºC/osmol
Dc = -1,86ºC por cada 1 osmol de soluto disuelto en agua
¿Qué es un osmol?
Un Osmol es la cantidad de cualquier soluto que agregado a 1 litro de agua hace descender el punto
de congelación de ésta en 1,86ºC
Conociendo el punto de congelación de cualquier solución será posible predecir la cantidad de partículas osmóticamente activas en la misma
Ejemplos1 mol de Na+ = 1 osmol Na+
1 mol de CaCl2 =
1 mol de glucosa =
osmol = mol x n
1 mol de NaCl = 2 osmoles de NaCl
Mol = PM (gramos) = 6,02 x 1023 partículas de soluto
n: número de partículas en las que se disocia el soluto
Determinación del número de osmoles
3 osmoles de CaCl2
1 osmol de glucosa
Osmolaridad◦ Es la cantidad de partículas osmóticamente activas
(osmoles) disueltas en un volumen total de 1 litrode solvente (osm/L)
Osmolalidad◦ Es la cantidad de osmoles disueltas en un kilogramo
de solvente (osm/Kg)
Osmolaridad - Osmolalidad
• El plasma de un paciente congela a una temperaturade -0,53 a -0,55oC
Dc = Kc . OsmolalidadDespejando:
Osmolalidad = Dc / Kc
Osmolalidad = -0,53 a -0,55 / -1,86 = 0,285 a 0,295
El plasma humano tiene una osmolalidad de 285-295 mOsm/Kg
Estimación de la osmolalidad sanguínea
Cálculo de la osmolalidad plasmática
Osmolalidad = 2(Na+) + Urea/5.6 + glucosa/18 (mg/dl)
La osmolalidad plasmática está determinada principalmente por el Na+
Diabetes MellitusDeshidratación
Osmolalidad = 2(Na+) + Urea + glucosa (todos en mmol/L)
Gap osmolar
◦ Es la diferencia entre la osmolalidad medida y laosmolalidad calculada
◦ Su valor normal está entre –15 a +10 mosm/Kg
◦ Su incremento indica la presencia de sustanciasosmóticamente activas en sangre
◦ Ej: metanol, diuréticos (manitol), etanol,cetoácidos, etc.
Paso de agua a través de una membranaCoeficiente de permeabilidad osmótica (P)
Determina el flujo de agua a través de distintasmembranas celulares a favor de un gradiente osmótico
Pagua cm/seg
Túbulo proximal (rata) 0,231
Túbulo colector (rata) 0,038
Mucosa gástrica (perro) 0,069
Intestino (rata) 0,011
Piel (sapo) 0,002
Presión Osmótica
La presión osmótica es equivalente a la fuerza que hay que aplicar para contrarrestar la presión de difusión del agua
Presión Osmótica
Cálculo de la Presión Osmótica
Π: presión osmótica en atmósferas
T: temperatura en ºK
R: constante molar de los gases (0,082 L.atm/ºK.mol)
π = R x T x OsmMLey de van’t Hoff
“La presión osmótica de un soluto en una solución es igual a la presión que un gas ejercería en un recipiente ocupando el mismo volumen de la solución en la misma temperatura”
Conc. 0,9 g/100ml 0,45 g/100ml
mM 155 77,5
OsmM 0,310 0,155
1 2
PM NaCl: 58 g/mol, T = 20ºC,
π = R x T x OsmM
π1 = (0,082 L.atm/osmol.ºK) x (293ºK) x (0,310 osmol/L) = 7,2 atmπ2 = (0,082 L.atm/osmol.ºK) x (293ºK) x (0,155 osmol/L) = 3,6 atm
Δπ = π1 – π2 = 7,2 – 3,6 = 3,6 atm
Cálculo de la Presión Osmótica
La tonicidad de una solución se define en base a la respuesta de las células inmersas en una solución
Tonicidad
Empleo de soluciones isotónicas: en los casos de intervenciones quirúrgicas, quemaduras, diarreas, vómitos repetidos, etc
La solución de NaCl al 0,9% o la de dextrosa al 5%son isosmóticas, así como también son isotónicas
No ocurre igual con la solución isosmótica de urea
Tonicidad
El caso de la Urea
PM Urea = 60 g/mol
- Se emplean 18 g/L de urea para obtener 300 mOsm/L de Urea =
osmolaridad del plasma
El Hecho
Al colocar glóbulos rojos en una solución de urea 300 mOsm/L ocurre hemólisis. Esto indica que la
solución no es isotónica
¿¿¿Por qué???
Membranas permeables, semipermeables, impermeables
Coeficiente de Reflexión (σ)
Coeficiente de reflexión (σ) de Staverman
π = R x T x Osmolaridad
Esta ecuación considera el caso de que todos los solutos son impermeables a la membrana
La permeabilidad relativa disminuye la presión osmótica por debajo del cálculo teórico
(σ) es el coeficiente de reflexión de Staverman σ = 1 indicará una membrana impermeable a cualquier
soluto σ = 0 indicará una membrana totalmente permeable a
cualquier soluto
πcorregida = R x T x Osmolaridad x σ
Cálculo de σ:
σ =πreal
πteórico
Valores de coeficiente de reflexiónde varios compuestos
Permeante Valor de
Acetamida 0.58Malonamida 0.83Urea 0.20Tiourea 0.85Etanodiol 0.63Glicerol 0.88NaCl 0.97
El coeficiente de reflexión para la urea es de σ = 0,20
La osmolaridad teórica es 300 mOsm/L pero laosmolaridad real es 60 mOsm/L
En este caso la solución de urea 18 g/L es isosmóticapero no es isotónica
El Caso de la Urea
El Hecho: al colocar glóbulos rojos en una solución de urea 300 mOsm/L ocurre hemólisis. Esto indica que la solución no es isotónica
π = (0,082 L.atm/osmol.ºK) x (293ºK) x (0,3 osmol/L) = 7,2 atmSin σ
Aplicación de σ
Urea = 18 g/L = 300 mM = 300 mOsmM
T = 20 °C = 293 °K
R = 0,082 L.atm/osmol.°K π = R x T x Osmolaridad
Con σ
σ urea = 0,2
π = (0,082 L.atm/osmol.ºK) x (293ºK) x (0,3 osmol/L) x (0,2) = 1,4 atm
Donde ocurre la ósmosis?
Filtración Fenómeno frecuente
Agua plasmática y solutos que llegan al intersticio através de canales en las paredes capilares (dependedel tamaño del soluto)
La fuerza impulsora es la presión arterial(hidrostática) y no la termodinamia
Este proceso puede ser denominado como Flujo desoluto por arrastre
Filtración