OSMOSE

OSMOSE

E-mail: ernidiomigliorini@gmail.com

Conceito: É um fenômeno físico-químico que faz referência à passagem do solvente, mas não do soluto, entre duas soluções de diferente concentração separadas por uma membrana semipermeável. A osmose é um processo biológico importante na fisiologia celular dos seres vivos. Uma membrana semipermeável é uma membrana que contém poros de tamanho molecular. O tamanho dos poros é minúsculo, pelo que deixam passar as moléculas pequenas, mas não as grandes.

Características: A osmose não é influenciada pela natureza do soluto, mas pelo número de partículas. Quando duas soluções contêm a mesma quantidade de partículas por unidade de volume, mesmo que não sejam do mesmo tipo, exercem a mesma pressão osmótica e são isotônicas.

Quando se comparam soluções de concentrações diferentes, a que possui mais soluto e, portanto, maior pressão osmótica é chamada hipertônica, e a de menor concentração de soluto e menor pressão osmótica é hipotônica.

A osmose não é influenciada pela natureza do soluto, mas pelo número de partículas. Quando duas soluções contêm a mesma quantidade de partículas por unidade de volume, mesmo que não sejam do mesmo tipo, exercem a mesma pressão osmótica e são isotônicas. Caso sejam separadas por uma membrana, haverá fluxo de água nos dois sentidos de modo proporcional.

A osmose ocorre de um local onde o solvente tem um alto potencial químico para um local com solvente de baixo potencial químico. O potencial químico aumenta com a temperatura e com a pressão, diminuindo com a concentração do soluto.

A osmose é o movimento de moléculas de um solvente através de uma membrana seletivamente permeável, de uma área com alta concentração de moléculas de solvente para uma área de baixa concentração.

Tipos de Osmose:

->Exosmose - o fluxo de água é feito do interior para o exterior;

->Endosmose - o fluxo de água é feito do exterior para o interior. Endosmose é o movimento resultante das forças de capilaridade no suporte. Ocorre quando o suporte é colocado em contato com o tampão. A solução é aspirada pelas extremidades do suporte e no centro deste haverá o equilíbrio. Após ligar o aparelho, a Endosmose aumenta devido à evaporação do solvente e é, portanto, mais intensa nas extremidades do suporte.

->Eletrosmose - é o movimento de corrente líquida derivada do fato de serem os suportes eletronegativos em relação à água e, esta se torna eletro positiva em relação aos suportes. Quando se aplica o campo elétrico, o suporte sendo fixo e a água móvel, haverá uma migração para o polo negativo. A Eletrosmose é constante em toda extensão da fita e unidirecional.

Pressão Osmótica: A pressão osmótica é a pressão que deve ser exercida sobre a solução para evitar a entrada do solvente. Quanto maior a pressão osmótica maior será a tendência do solvente para entrar na solução.

A pressão osmótica pode ser medida aplicando-se uma pressão externa que bloqueie a osmose.

Osmose da Água: A osmose é o movimento de água através de uma membrana semipermeável ocasionado por diferenças na pressão osmótica. A água se movimenta livremente através da membrana, sempre do local de menor concentração de soluto para o de maior concentração. A pressão com a qual a água é forçada a atravessar a membrana é conhecida por pressão osmótica. Caso duas soluções, com a mesma quantidade de partículas, sejam separadas por uma membrana, haverá fluxo de água nos dois sentidos de modo proporcional.

Separadas por uma membrana, há maior fluxo de água da solução hipotônica para a hipertônica, até que as duas soluções se tornem isotônicas.

Osmose é a passagem do solvente (água pura) pela membrana semipermeável. A passagem ocorre da solução mais diluída para a mais concentrada.

O fluxo de água é mais intenso no sentido da solução. Quando os fluxos se igualarem não haverá alterações nos níveis dos líquidos.

Osmose Biológica: Nos sistemas vivos o principal solvente é a água. A membrana plasmática é mais permeável à água que a maioria das outras moléculas pequenas, íons e macromoléculas. Essa permeabilidade ocorre devido a difusão simples da água que ocorre através da membrana plasmática e a presença de canais protéicos (aquaporinas) na membrana. A osmose pode provocar alterações de volume celular. Uma hemácia humana é isotônica em relação a uma solução de cloreto de sódio a 0,9% (“solução fisiológica”). Caso seja colocada em um meio com maior concentração, perde água e murcha. Se estiver em um meio mais diluído (hipotônico), absorve água por osmose e aumenta de volume, podendo romper (hemólise).

Se um paramécio (gênero
de protozoários, ciliados, da ordem Peniculida,)  é colocado em um meio hipotônico, absorve água por osmose. O excesso de água é eliminado pelo aumento de freqüência dos batimentos do vacúolo pulsátil (ou contrátil).

As membranas plasmáticas são mais permeáveis à água que a maioria das outras moléculas pequenas, íons e macromoléculas, por que os canais protéicos (aquaporinas) na membrana seletivamente permitem a passagem de água.

Soluções com osmolaridade igual à do citosol de uma célula são ditas isotônicas em relação àquela célula. Circundada por uma solução isotônica,uma célula nunca ganha ou perde água. Em soluções hipertônicas (com maior osmolaridade que o citosol), a célula encolhe assim que a água se transfere para fora. Em soluções hipotônicas (com menos osmolaridade que o citosol), a célula incha assim que a água entra. Nos seus ambientes naturais, as células contêm maior concentração de biomoléculas e íons que nas suas vizinhanças, e a pressão osmótica tende a enviar a água para dentro das células. Se não estiver de alguma forma contrabalançada, essa invasão de água, para dentro das células pode distender a membrana plasmática e causar o rompimento da célula (osmólise). Este tipo de transporte não apresenta gastos de energia por parte da célula, por isso é considerado um tipo de transporte passivo. Esse processo está relacionado com a pressão de vapor dos líquidos envolvidos que é regulada pela quantidade de soluto no solvente. Assim, a osmose pode ajudar a controlar a gradiente de concentração de sais nas células.

Os conteúdos celulares estão sob Pressão de Parede, que aumenta a energia livre da célula. O potencial químico φ do solvente (ou potencial de água da célula)  mostra a direção da difusão. A osmose sempre acontecerá no seguinte sentido:

φ A -> φ B -> Osmose

φ assume sempre um valor negativo, sendo o valo zero para a água pura e é o resultado da interação da Pressão de Parede (Pw) com o Potencial Osmótico (π), logo:

φ = π + Pw

O potencial osmótico está relacionado com a energia livre da célula.

Em animais, apesar da célula não possuir uma membrana plasmática perfeita em termos de permeabilidade (devido ao fato de nela passar, não só água mas também outras substâncias como íons de sódio e potássio) é possível a ocorrência de osmose por transporte passivo. Uma pequena quantidade de água (meio hipotônico), no entanto, pode resultar na ruptura da célula: a ruptura das hemácias, a hemólise. No momento em que há uma grande saída de água (meio hipertônico), a célula enruga-se.

Em vegetais, não há ruptura da célula devido à resistência que a parede celular proporciona e pela presença do vacúolo que suporta certa quantidade de água. Quando uma célula vegetal está em meio hipotônico, absorve água. Ela não se rompe, pois é revestida pela parede celular ou membrana celulósica, que é totalmente permeável, mas tem elasticidade limitada, restringindo o aumento do volume da célula. Assim, a entrada de água na célula não depende apenas da diferença de pressão osmótica entre o meio extracelular e o meio intracelular (principalmente a pressão osmótica do suco vacuolar, líquido presente no interior do vacúolo da célula vegetal). Depende, também, da pressão contrária exercida pela parede celular. Essa pressão é conhecida por pressão de turgescência, ou resistência da membrana celulósica à entrada de água na célula.

Turgidez - Mergulhada em um meio hipotônico, a célula tende a absorver mais do que ceder água. Com isso a célula se enche por alcançar volume máximo de conteúdo.

Plasmólise - ocorre quando a célula é inserida em meio hipertônico. A célula vegetal cede mais água que recebe, levando-a a um estado de aparência seca. Isso se deve ao fato de o vacúolo retrair-se, diminui de tamanho e acaba por arrastar o conteúdo do citoplasma  e a membrana plasmática. Na região de absorção de água na planta, na raiz, o valor de ψ é mais alto que nas folhas, o que promove a movimentação de água no xilema, do solo até as folhas para que ela faça a fotossíntese apesar das condições nas plantas estarem sempre em equilíbrio, ela está sempre absorvendo e perdendo água.

Existem dois fatores que determinam a quantidade de água na célula. São eles: fator osmótico - que permite entrada de água na célula; pressão hidrostática -  que faz com que a água tenda a sair, por pressionar a membrana celulósica.

A permeabilidade seletiva da membrana plasmática auxilia na regulação da concentração interna da célula. Assim o controle de substâncias: íons e moléculas em translocação de um meio para outro, não ocorre aleatoriamente. Normalmente a seletividade da membrana garante proteção ao metabolismo celular.

A osmose pode provocar alterações de volume celular. Quando uma célula encontra-se imersa em uma solução isotônica ela nunca ganha ou perde água e quando colocadas em uma solução hipertônica elas tendem a encolher, pois perdem água para o meio exterior. Já em soluções hipotônicas, devido ao movimento de água para interior da célula, ela incha podendo até romper-se. Em condições normais, geralmente as células são hipertônicas em relação ao meio em que estão inseridas, logo a água presente no meio externo tende a entrar para as células.

Devido a facilidade que a água tem de atravessar a membrana plasmática, as células, tanto de organismos unicelulares como pluricelulares, desenvolveram uma série de estratégias para evitar a sua lise (rompimento) ou diminuição do volume citoplasmático. Em plantas e bactérias a presença de uma parede celular rígida e não expansível envolvendo a membrana plasmática impede que a célula aumente o seu volume e previne a sua ruptura. Alguns protozoários de água doce que habitam meios altamente hipotônicos têm uma organela (vacúolo contrátil) que bombeia a água para fora da célula. Em animais multicelulares, o plasma sanguíneo e os fluídos intersticiais são mantidos em osmolaridade semelhante à do citosol através de uma alta concentração de albumina e outras proteínas no plasma sanguíneo. O bombeamento de Na+ para o meio extracelular também auxilia no equilíbrio osmótico.

Osmose Reversa: É um processo semelhante como ocorre dentro de uma célula. A osmose reversa ocorre através de uma membrana semipermeável que absorve o sal e componentes nocivos à saúde humana e deixa passar apenas a água limpa.

A osmose reversa é um fenômeno natural que ocorre quando duas soluções, de concentrações diferentes são separadas por uma membrana semi-permeável, ou seja: permeável para solventes e impermeável para solutos. Haverá, naturalmente, o fluxo de água pura para a água contaminada, até que o equilíbrio osmótico seja atingido. A osmose reversa é a inversão desse sentido de fluxo, mediante aplicação de uma pressão maior do que a pressão osmótica natural. Neste caso, a membrana permitirá apenas a passagem de solvente (água pura), retendo os solutos (sais dissolvidos e contaminantes). A água obtida pelo processo de Osmose Reversa resulta em uma água ultrapura.

TABELA DO QUE UM SISTEMA DE OSMOSE REVERSA ELIMINA DA ÁGUA EM PERCENTUAIS.

TABELA DE REJEIÇÃO ÀS IMPUREZAS

Íon Rejeição

Íon Rejeição

95/99%

Cálcio

92/97%

Nitrato

94/99%

Sódio

85/97%

Amônia

95/99%

Magnésio

100 %

Bactérias

94/99%

Chumbo

61/92%

Borato

97/99%

Manganês

67/95%

Boro

97/99%

Ferro

97/99%

Cádmio

97/99%

Alumínio

97/99%

Cloreto

97/99%

Cobre

95/99%

Cromato

96/99%

Mercúrio

97/99%

Níquel

95/99%

Radioatividade

92/97%

Cianureto

98/99%

Pesticidas

97/99%

Sílica

95/99%

Prata

96/99%

Fluoreto

97/99%

Fosfato

97/99%

Zinco

97/99%

Sulfato

98/100%

Orgânicos

95/99%

Dureza Ca & Mg

87/94%

Potássio

96/99%

Estrôncio

96/99%

Bário

97/98%

Cromo

95/99%

Bicarbonato

87/94%

Brometo

98/99%

Ferrocianeto

85/90%

Silicato

97/99%

Arsênio

 “Cada momento tem a sua demanda. Para  cada demanda é necessário uma resposta. Para cada resposta é necessária a aplicação de conhecimento adequado e com real capacidade resolutiva. (EM).”