Coloides y Ósmosis: Fundamentos Químicos en Sistemas Biológicos

Coloides y su Importancia en la Biología

En la materia viva, las biomoléculas se encuentran en fluidos orgánicos donde el agua actúa como disolvente o fase dispersante, y las moléculas de soluto constituyen la fase dispersa. Cuando las moléculas dispersas en un disolvente tienen diámetros inferiores a 10^-7 cm, las mezclas formadas se conocen como disoluciones verdaderas, siendo transparentes y estables. En la materia viva, las disoluciones verdaderas son escasas.

Cuando los diámetros son superiores y están entre 10^-7 y 2x10^-5 cm, las mezclas se denominan dispersiones coloidales o coloides. La materia viva presenta carácter coloidal al contener grandes moléculas como polisacáridos, proteínas, lípidos o ácidos nucleicos.

Si las partículas coloidales son hidrófilas, se mantienen en suspensión al estar rodeadas por una capa de moléculas de agua. Una disminución de la cantidad de agua permitirá que las partículas coloidales se agrupen y sedimenten; este proceso se llama coagulación.

Si son hidrófobas, se conservan en suspensión si están rodeadas por partículas coloidales que impiden su agrupamiento y el contacto con las moléculas de agua. Este proceso se llama emulsión.

Estados Físicos de los Coloides

• Sol: Coloide líquido donde las moléculas se hallan en menor cantidad que las de la fase dispersante líquida.
• Gel: Sustancia semisólida y gelatinosa, donde las moléculas están atrapadas entre las de soluto que se entrelazan formando una red continua como fase dispersante.

En las células, los estados de sol y gel se alternan según las variaciones de concentración de las partículas coloidales y los lugares en los que se encuentren, así como las variaciones de temperatura, pH, presión o concentración.

La Ósmosis: Un Proceso de Difusión Pasiva

La ósmosis es un proceso de difusión pasiva que se realiza a través de una membrana semipermeable que permite el paso de disolventes, pero no de solutos. El disolvente pasa desde la disolución más diluida a la más concentrada.

El agua es la molécula más abundante en el interior de todos los seres vivos y es capaz de atravesar las membranas celulares semipermeables para penetrar en el interior celular o salir de él. Esta capacidad depende de la diferencia de concentración provocada por las sales minerales y moléculas orgánicas.

Tipos de Soluciones en Ósmosis

• Hipertónicas: Soluciones que tienen una elevada concentración de solutos con respecto a otras en las que la concentración es inferior.
• Hipotónicas: Soluciones que contienen una concentración de solutos baja con respecto a otras que la tienen superior.

Las moléculas se difunden desde los medios hipotónicos hacia los hipertónicos, provocando un aumento de presión sobre la cara de la membrana del compartimento hipotónico, llamado presión osmótica. Si se igualan las concentraciones, ambas soluciones serían isotónicas.