Osmose: aprenda o que é, como ocorre e o equilíbrio osmótico

Osmose refere-se ao movimento passivo da água através de uma membrana semipermeável, buscando equilibrar a concentração da solução, tudo isso sem a necessidade de gasto energético.

A osmose é um processo muito importante para as células. Nelas, encontramos as membranas plasmáticas, que são estruturas mais permeáveis à água do que grande parte das outras moléculas e macronutrientes do corpo. Isso porque os canais proteicos existentes nas membranas permitem a passagem de água. O sentido de deslocamento da água se dá do meio com menor concentração de soluto para outro com maior concentração.

Através da membrana, a água pode se movimentar livremente de modo que prevaleça o equilíbrio soluto-solvente. Assim, a água se movimenta sempre da região de menor concentração de soluto para o de maior concentração. A pressão responsável pelo movimento da água é denominada pressão osmótica.

A natureza do soluto não tem relação com a osmose. Apenas o número de partículas influencia no processo. Se duas soluções possuírem a mesma quantidade de partículas em determinado volume, estas exercerão a mesma pressão osmótica, mesmo que as partículas sejam diferentes.

Nessa situação de equilíbrio, os líquidos são chamados de isotônicos. Quando dois líquidos isotônicos são separados por uma membrana, ocorre um fluxo contínuo de água nos dois sentidos, proporcionalmente.

Soluções de diferentes concentrações quando comparadas recebem a denominação de:

• hipertônica, para a que possui a maior pressão osmótica
• hipotônica, para a que possui menor pressão osmótica.

Quando são separadas por uma membrana, ocorre fluxo de água no sentido da solução hipertônica de modo que se estabeleça o equilíbrio e ambas as soluções se tornem isotônicas.

Imagem modificada de Wikimedia Commons

Existe uma pressão específica capaz de impedir a passagem de solvente entre os meios, essa pressão é denominada pressão osmótica. Essa pressão é exercida sobre a solução de maior concentração, a fim de impedir a osmose. Ou seja, para que o solvente não seja difundido através da membrana semipermeável. 

O botânico alemão Wilhelm Pfeffer (1845 – 1920), foi quem conseguiu descrever matematicamente o comportamento da pressão osmótica. Em seus estudos, conseguiu caracterizar o comportamento osmótico como proporcional à concentração de soluto, e de caráter crescente quando a temperatura da solução cresce.

A pressão osmótica pode ser calculada pela seguinte equação: 

sendo: M =  concentração em mol/L

R= constante universal dos gases perfeitos

T= temperatura, em K

Quando a pressão exercida no líquido é maior do que a pressão osmótica, ocorre a inversão do sentido da osmose, processo denominado osmose reversa.

A osmose reversa é o processo realizado na dessalinização da água. Nesse caso, o solvente passa da solução mais concentrada para a menos concentrada. 

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O processo da osmose é bastante importante nas células podendo modificar o volume delas. Quando uma célula está imersa em solução isotônica, não há modificações na quantidade de água existente no interior da célula.

Porém, quando a célula está imersa em solução hipotônica ou hipertônica, ocorre necessariamente uma alteração no volume celular.

Um exemplo disso ocorre no sangue humano. As hemácias e o sangue são uma solução isotônica. Ou seja, a entrada e saída de água ocorrem com facilidade já que ambos exercem a mesma pressão osmótica. Porém, quando o sangue se torna menos concentrado que o interior das hemácias (meio hipotônico), a água flui do sangue para o interior da hemácia, fazendo-a inchar. 

Isso porque em soluções hipotônicas, ocorre transferência de água para dentro da célula e assim o consequente aumento de volume, estado de turgência, o que pode causar até mesmo o rompimento dela, processo denominado lise celular.

Caso o sangue atinja uma concentração maior do que a concentração do interior da hemácia (meio hipertônico), as células do sangue murcham. A explicação disso é o fato de que em soluções hipertônicas, a célula tende a diminuir de volume devido a água que é perdida para o meio externo, ficando em um estado de plasmólise.

 Tanto a ruptura quanto a diminuição excessiva do volume da célula ocorrem devido a facilidade da água em atravessar a membrana plasmática. Assim, tanto organismos unicelulares quanto pluricelulares desenvolveram estratégias para evitar essas alterações.

Nas bactérias e nas plantas existe uma parede celular bastante rígida que envolve a membrana plasmática e cria um limite de expansão da célula, protegendo-a da ruptura.

Existe ainda uma organela presente em alguns protozoários de água doce denominada vacúolo contrátil, capaz de bombear água para o exterior da célula. Já em animais multicelulares a alta concentração de albumina e de outras proteínas presentes no plasma sanguíneo ajudam a manter o equilíbrio osmótico dos fluidos intersticiais bem com do próprio plasma sanguíneo. 

Quando preparamos uma salada com folhas de alface, podemos observar que inicialmente as folhas estão vistosas. Após a adição do tempero (sal, azeite, vinagre), as folhas murcham. Isso porque ao temperar a salada, criamos um meio hipertônico que faz com que a água saia das células do vegetal por osmose. A saída de água, então, faz com que as folhas murchem. 

Osmose e difusão simples são dois exemplos de transporte passivo, ou seja, não há gasto energético envolvido. No entanto, a diferença é que na osmose ocorre apenas o transporte de solvente (água) e não do soluto, como podemos observar na difusão simples.  

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