La ósmosis es la difusión de agua a través de una membrana en respuesta a la presión osmótica causada por un desequilibrio de moléculas a ambos lados de la membrana. La osmorregulación es el proceso de mantenimiento del equilibrio salino y hídrico (equilibrio osmótico) a través de membranas dentro de los fluidos del cuerpo, que están compuestos de agua, además de electrolitos y no electrolitos. Un electrolito es un soluto que se disocia en iones cuando se disuelve en agua. Un no electrolito, por el contrario, no se disocia en iones durante la disolución del agua. Tanto electrolitos como no electrolitos contribuyen al equilibrio osmótico. Los fluidos corporales incluyen el plasma sanguíneo, el citosol dentro de las células y el líquido intersticial, el líquido que existe en los espacios entre las células y los tejidos del cuerpo. Las membranas del cuerpo (como las membranas pleurales, serosas y celulares) son membranas semipermeables. Las membranas semipermeables son permeables (o permisivas) a ciertos tipos de solutos y agua. Las soluciones en dos lados de una membrana semipermeable tienden a igualar la concentración de solutos por el movimiento de solutos y/o agua a través de la membrana.

Figura 1. Las células colocadas en un entorno hipertónico tienden a encogerse debido a la pérdida de agua. En un ambiente hipotónico, las células tienden a hincharse debido a la ingesta de agua. La sangre mantiene un ambiente isotónico para que las células no se contraigan ni se hinchen. (crédito: Mariana Ruiz Villareal)

Como se ve en la Figura 1, una celda colocada en el agua tiende a hincharse debido a la ganancia de agua del entorno hipotónico o «bajo en sal». Una célula colocada en una solución con mayor concentración de sal, por otro lado, tiende a hacer que la membrana se marchite debido a la pérdida de agua en el ambiente hipertónico o «alto en sal». Las células isotónicas tienen una concentración igual de solutos dentro y fuera de la célula; esto iguala la presión osmótica a ambos lados de la membrana celular, que es una membrana semipermeable.

El cuerpo no existe de forma aislada. Hay una entrada constante de agua y electrolitos en el sistema. Mientras que la osmorregulación se logra a través de las membranas dentro del cuerpo, el exceso de electrolitos y desechos se transportan a los riñones y se excretan, lo que ayuda a mantener el equilibrio osmótico.

Necesidad de Osmorregulación

Los sistemas biológicos interactúan e intercambian constantemente agua y nutrientes con el medio ambiente a través del consumo de alimentos y agua y a través de la excreción en forma de sudor, orina y heces. Sin un mecanismo para regular la presión osmótica, o cuando una enfermedad daña este mecanismo, existe una tendencia a acumular residuos tóxicos y agua, lo que puede tener consecuencias nefastas.

Los sistemas de mamíferos han evolucionado para regular no solo la presión osmótica general a través de las membranas, sino también las concentraciones específicas de electrolitos importantes en los tres compartimentos principales de fluidos: plasma sanguíneo, fluido extracelular y fluido intracelular. Dado que la presión osmótica está regulada por el movimiento del agua a través de las membranas, el volumen de los compartimentos de fluido también puede cambiar temporalmente. Debido a que el plasma sanguíneo es uno de los componentes del fluido, las presiones osmóticas tienen una relación directa con la presión arterial.

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