Ósmosis

Qué es la ósmosis

El nombre procede del griego ὠσμός (ōsmós), «empuje» o «impulso», al que se sumó el sufijo -sis, habitual en los términos que designan un proceso. La Real Academia Española admite dos acentuaciones, la esdrújula ósmosis y la llana osmosis; esta última refleja mejor la etimología griega, aunque en la mayor parte del mundo hispánico se prefiere la primera.

La palabra no nació de un solo golpe. En 1826, el fisiólogo francés Henri Dutrochet observó que, al separar dos líquidos de distinta densidad con una membrana animal, uno de ellos avanzaba con más fuerza que el otro; dos años después bautizó ambos movimientos como endosmose y exosmose. Fue el químico escocés Thomas Graham quien, en 1854, unificó los dos términos bajo la palabra osmose y acuñó de paso el adjetivo correspondiente, osmótico, mientras estudiaba la fuerza con que ciertas sustancias coloidales atravesaban una membrana. La forma sustantivada que se usa hoy no llegó hasta 1867, de un autor poco conocido, Jabez Hogg, en un tratado sobre el microscopio.

Mecanismo físico

Una membrana semipermeable tiene poros de tamaño molecular que dejan pasar el disolvente pero retienen las partículas de mayor tamaño disueltas en él. Cuando dos disoluciones de distinta concentración quedan separadas por una membrana así, el agua se desplaza espontáneamente hacia el lado con más soluto, en un intento del sistema por igualar las concentraciones a ambos lados. La ósmosis es, en este sentido, un caso particular de difusión simple: la que le corresponde al disolvente y no al soluto.

El equilibrio no siempre se alcanza. Si se aplica una presión mecánica suficiente sobre el lado más concentrado, el flujo de agua se detiene; esa presión mínima recibe el nombre de presión osmótica, y su magnitud depende del número de partículas disueltas, no de su naturaleza química.

Del laboratorio a la célula: los hitos que explicaron el fenómeno

Antes de tener nombre, el fenómeno ya se había observado en el laboratorio. El abate Jean-Antoine Nollet advirtió en 1748 que, al separar agua y alcohol con una vejiga animal, el agua atravesaba la membrana hacia el alcohol, pero el alcohol apenas lo hacía en sentido contrario. Durante más de un siglo el hallazgo quedó como una curiosidad de gabinete.

El físico y botánico alemán Wilhelm Pfeffer construyó en 1877 el primer osmómetro con verdadera resistencia mecánica: una membrana de ferrocianuro de cobre precipitada sobre un soporte poroso, que le permitió medir con precisión la presión osmótica de distintas disoluciones. Con esos datos, el químico neerlandés Jacobus van 't Hoff formuló en 1886 una ley que relacionaba la presión osmótica con la concentración y la temperatura, de forma equivalente a la de los gases ideales; por ese trabajo recibió, en 1901, el primer Premio Nobel de Química de la historia. Entre medias, en 1884, el botánico Hugo de Vries había descrito la plasmólisis, la contracción del contenido celular vegetal al perder agua por ósmosis, y con ella entendió que la rigidez de una planta depende del mismo principio físico.

Consecuencias en la célula: de la turgencia a la lisis

El comportamiento de una célula frente al agua depende de la concentración de su entorno. En un medio isotónico, con la misma concentración de solutos a ambos lados de la membrana, el trasiego de agua se compensa y el volumen celular no cambia. En un medio hipotónico, con menos solutos fuera que dentro, la célula tiende a ganar agua y a hincharse; si la membrana no lo resiste, sobreviene la citólisis, la rotura de la envoltura celular. El proceso inverso ocurre en un medio hipertónico: la célula pierde agua y se contrae.

Las células vegetales, protegidas por una pared rígida, no estallan en un medio hipotónico; en su lugar desarrollan turgencia, la presión interna que mantiene erguidos tallos y hojas jóvenes. En un medio hipertónico ocurre lo contrario: la membrana plasmática se despega de la pared celular, el fenómeno que de Vries llamó plasmólisis.

Diferenciación con la ósmosis inversa y el transporte activo

La ósmosis no debe confundirse con la ósmosis inversa, un proceso que invierte artificialmente el sentido del flujo aplicando una presión externa superior a la osmótica y que se emplea, sobre todo, en la depuración y desalinización del agua. Tampoco equivale al transporte activo, que sí consume energía en forma de ATP para mover sustancias en contra de su gradiente de concentración. La ósmosis, por el contrario, forma parte del transporte pasivo, junto con la difusión simple y la difusión facilitada.

Preguntas frecuentes

¿Por qué en español se escribe «ósmosis» y no «osmosis», como en otros idiomas?

La Real Academia Española admite ambas formas, aunque en la mayoría de los países hispanohablantes se ha impuesto la esdrújula «ósmosis», pese a que la etimología griega respaldaría la forma llana. El adjetivo derivado, en cambio, no ofrece dudas: siempre es «osmótico».

¿La ósmosis gasta energía?

No. Es un movimiento espontáneo del disolvente que no requiere ATP ni ningún otro aporte energético celular.

¿Qué diferencia hay entre ósmosis y difusión?

La difusión es el término general para el movimiento neto de partículas desde una zona de mayor a otra de menor concentración. La ósmosis es un caso particular: el que afecta específicamente al disolvente cuando atraviesa una membrana semipermeable que retiene el soluto.

¿Por qué las plantas no revientan cuando absorben agua en exceso?

Rígida y compuesta sobre todo de celulosa, la pared celular vegetal actúa como un límite físico que la membrana plasmática no puede superar. Cuando la célula está en un medio hipotónico, el agua entra por ósmosis y el contenido celular presiona contra esa pared, generando la turgencia que mantiene erguidas hojas y tallos jóvenes. La pared se opone a la expansión antes de que la membrana llegue a romperse. Por eso una célula vegetal turgente no estalla, mientras que una célula animal en las mismas condiciones sí puede sufrir citólisis, al carecer de esa estructura de contención. Basta con regar una planta mustia para comprobar el efecto en pocas horas.

¿Qué relación tiene la ósmosis con el Premio Nobel de Química de 1901?

Jacobus van 't Hoff lo recibió, entre otros méritos, por formular en 1886 la ley que describe matemáticamente la presión osmótica de una disolución diluida, con una expresión equivalente a la de los gases ideales.

Referencias

1. Real Academia Española: Diccionario panhispánico de dudas, «ósmosis, osmosis». Acentuación, uso y adjetivo derivado.
2. Real Academia Española: Diccionario de la lengua española, «ósmosis». Definición y etimología griega.
3. Ósmosis. Cronología de los hitos científicos: Nollet, Pfeffer, de Vries y van 't Hoff.
4. LibreTexts Español: Osmorregulación y equilibrio osmótico. Comportamiento celular en medios hipotónicos e hipertónicos.