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Solução hipertônica

Última atualização em 20 de agosto de 2022

Definição de solução hipertônica

Uma solução hipertônica contém uma maior concentração de solutos em comparação com outra solução. A solução oposta com uma concentração mais baixa é conhecida como solução hipotônica. Os cientistas devem descrever o conteúdo celular em comparação com o meio ambiente. Se uma célula é colocada em uma solução hipertônica, a célula será considerada hipotônica.

Visão geral da solução hipertônica

Se o citosol da célula for uma solução hipertônica, significa que o ambiente é hipotônico ou mais fracamente concentrado. Isso é de grande importância, porque solutos e água tendem a fluir ou se difundir ao longo de seus gradientes. Duas soluções mixadas acabarão se tornando uma única solução. Se as soluções forem separadas por uma membrana permeável que apenas permita a água, as soluções se tornarão isotônicas à medida que a água se move entre as duas soluções. As soluções isotônicas têm concentrações iguais, embora possam ter volumes diferentes.

Esse movimento de íons e água é extremamente importante para as células. As células usam gradientes de íons para vários propósitos. Por exemplo, as células vegetais usam uma solução hipertônica dentro de seu vacúolo central para ajudar a atrair água para o vacúolo. Isso expande a câmara e permite que as plantas criem pressão do turgor em suas células. As células animais, especialmente as células nervosas, dependem de uma solução hipertônica e dos íons para criar um potencial de ação ou sinal nervoso. A atividade elétrica dessas células depende das cargas positivas e negativas dos íons na solução hipertônica.

Exemplos de solução hipertônica

Rim humano

Para regular a quantidade de água no corpo, o cérebro humano possui proteínas especiais chamadas osmorreceptores, que podem medir a osmolaridade do ambiente ao redor da célula. Se o ambiente se tornar uma solução altamente hipertônica, é porque não há água suficiente no sangue para diluir os solutos. O hipotálamo libera hormônios e aumenta a permeabilidade das membranas no rim. O rim reabilita a água que teria sido excretada e a adiciona de volta à corrente sanguínea. O sangue se torna mais isotônico em comparação com as células, e os processos normais podem continuar.

Osmorregulação da tartaruga marinha

Comparado à água doce, a água salgada é uma solução hipertônica. Isso significa que, para que as células funcionem, elas devem conter um citosol que seja uma solução mais hipertônica que a água salgada. As tartarugas marinhas, por exemplo, vivem em uma solução muito mais hipertônica em comparação com as tartarugas de água doce. Se você colocar uma tartaruga de água doce na água do mar, a água do mar hipertônica desidratará a tartaruga. Em vez de ser hidratado pela água, a água do oceano densa em soluto puxará a água do corpo para equilibrar a diferença de osmolaridade.

Para superar esse obstáculo, as tartarugas marinhas e outros animais marinhos desenvolveram caminhos únicos para remover sais em excesso. Os sais se movem do trato digestivo para a corrente sanguínea. Quando chegam à glândula sal, são removidos. Isso cria um ambiente interno mais alto em solutos, mas que não perde quantidades excessivas de água para o meio ambiente.

Plantas em solução hipertônica

Geralmente, as plantas preferem viver em ambientes hipotônicos. Em um ambiente hipotônico, a água inunda facilmente as células vegetais e elas podem permanecer turgidas ou rígidas, devido a pressões exercidas nas paredes celulares pelo influxo de água. As plantas usam esse potencial de água para dar estrutura a seus corpos e mover água das raízes para o topo da planta. No entanto, muitas plantas se adaptaram para viver em ambientes hipertônicos. Os pântanos à beira -mar, os pântanos de mangue e outras águas salobras contêm um teor de sal muito mais alto que a água doce. O solo fica saturado com esses sais, criando uma concentração de soluto muito maior no solo.

A maioria das plantas iria encolher se fossem transplantadas para esse habitat, mas um grupo especial de plantas conhecidas como halófitas evoluiu para superar esse obstáculo. Ao aumentar a osmolaridade de suas raízes, as plantas são capazes de mudar de um ambiente hipotônico dentro da célula em comparação com o ambiente, para uma solução hipertônica no citosol. Isso diminui o potencial da água das células radiculares e permite que a água entre nas células. As células armazenam o excesso de sais nas raízes ou transportam os sais para as folhas, onde podem ser excretadas das glândulas.

Uma célula em solução hipertônica

A membrana plasmática que circunda as células é uma membrana permeável especial que separa o conteúdo da célula do ambiente. A membrana plasmática é incorporada a proteínas especiais de transporte de membranas que ajudam a transportar solutos. Ele também possui canais de proteína especiais chamados aquaporinas que permitem que a água flua livremente através da membrana. A célula deve usar energia para mover ativamente solutos para dentro e para fora da célula. Muitos solutos e o citosol se tornarão uma solução hipertônica em comparação com o meio ambiente. As células sem paredes celulares podem estourar nessa condição.

Poucos solutos no ambiente se tornarão a solução hipertônica. Nesse caso, o oposto acontecerá, à medida que a água sai da célula. A água se move contra o gradiente de concentração de solutos, passando de áreas de baixa concentração de soluto para áreas de alta concentração de soluto. Em outro sentido, a água se move com o gradiente de concentração de água, de áreas de alta concentração de água a áreas de baixa concentração de água.

Os organismos que regulam a osmolaridade de suas células são conhecidos como osmorreguladores. Normalmente, as células tentam manter seu citoplasma como uma solução hipertônica em comparação com o ambiente. Embora isso represente certos problemas estruturais, permite que a água flua livremente através da célula e participe de muitas das reações necessárias. Se as células fossem hipotônicas, elas acabariam por perder a maior parte da água para o meio ambiente. Outros organismos, osmoconformers, têm a mesma osmolaridade que o meio ambiente, embora os solutos exatos possam ser diferentes. Isso garante que eles não percam nem ganhem muita água.

Questionário

1. Você começa com água da torneira lisa. Você adiciona a água a uma máquina que a ferve e a despeja sobre o feijão moído. Alguns solutos são dissolvidos do feijão e a água recebe uma cor marrom escura. Para finalizar, você adiciona alguns grânulos da sacarose de polissacarídeos, que também se dissolvem na água. Comparado à água da torneira, o que está acontecendo com esta solução?

2. Qual das alternativas a seguir descreve uma célula em uma solução hipertônica?

3. A seguir, são apresentadas as asmolaridades de diferentes soluções. Comparado um ao outro, qual das alternativas a seguir é a solução mais hipertônica?

4. As células sempre estarão em soluções hipertônicas.

5. Você conduz um experimento no qual replica uma célula enchendo a tubulação de diálise (membrana permeável) com água salgada. A “célula” é então colocada em um copo cheio de água destilada. Selecione a resposta que melhor demonstra o que acontecerá com a “célula” ao longo do tempo.

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