Difusão e osmose

Difusão e osmose são conceitos importantes que explicam como a água e outros materiais de que as células precisam são transportados através das membranas celulares.

Vamos falar sobre difusão primeiro. É definido como o movimento líquido de partículas de uma área de alta concentração para uma área de menor concentração. A mudança graduada na concentração entre as duas áreas é chamada de gradiente de concentração. Embora a difusão seja direcional líquida, as partículas estão constantemente se movendo em ambas as direções devido ao movimento aleatório, portanto, mesmo em equilíbrio, quando a densidade da partícula é a mesma em todo o gradiente de concentração, as partículas continuam a se mover em ambas as direções a uma taxa de troca constante.

Da mesma forma, a água se move através das membranas celulares por difusão em um processo chamado osmose, mas nem tudo pode passar livremente pelas membranas celulares, razão pela qual são chamadas de semipermeáveis. Isso é importante, porque significa que as células podem regular e manter diferentes concentrações de solutos dentro e fora de suas membranas. Dependendo das concentrações relativas de soluto de soluções separadas por membranas semipermeáveis, nos referimos a elas como hipotônicas, isotônicas ou hipertônicas. Hipotônico é quando a concentração de soluto é maior dentro da célula em comparação com o exterior. Isotônico é quando a concentração interna do soluto é igual à concentração externa. Hipertônico é quando a concentração de soluto externo excede a concentração de soluto interno. Isso pode afetar o movimento da água para dentro e para fora da célula à medida que a água se move para a área de maior concentração de solutos. Por sua vez, isso pode afetar as formas das células, causando inchaço celular em soluções hipotônicas, sem alterações de forma em soluções isotônicas e a célula murcha na presença de soluções hipertônicas.

A capacidade da água de se mover para as células é diferente entre as células vegetais e animais devido à presença da parede celular vegetal adicional. As paredes celulares são rígidas e permeáveis apenas a pequenas moléculas. Quando a água se move para as células vegetais, a membrana é empurrada contra a parede celular, criando pressão hidrostática ou turgor. Essa pressão limita a quantidade e a taxa na qual a água pode entrar na célula.

A difusão também é um importante fator limitante para o tamanho da célula e ajuda a explicar por que os organismos unicelulares são geralmente muito pequenos. Os organismos multicelulares são compostos de muitas células pequenas, proporcionando uma maior proporção de área de superfície total em relação ao volume e aumentando as taxas de difusão. Muitos aspectos de nossa fisiologia, como respiração e digestão, dependem da difusão. Por exemplo, os pulmões humanos têm muitos alvéolos pequenos que são como pequenas bolsas. Essa área de superfície extra torna o pulmão mais eficiente na difusão de gases para dentro e para fora da corrente sanguínea.

Neste laboratório, você usará dois modelos de células, cubo de ágar e tubo de diálise para testar os princípios de difusão e osmose.