Ejercicio resuelto de Transporte membranoso · Biología · 2022

Opción 1B (2.5 puntos)
Para observar el proceso de ósmosis, tres muestras de sangre humana son sometidas a una prueba en el laboratorio:

a) (0,75 puntos) Si se añade agua destilada a una de las muestras, indique qué les sucede a los glóbulos rojos y por qué. Utilice un esquema o dibujo.
b) (0,75 puntos) Si se añade una solución saturada de sal a otra de las muestras, indique qué aspecto presentarán los glóbulos rojos al microscopio, cómo se denomina a este fenómeno y explique cómo se produce. Utilice un esquema o dibujo.
c) (0,5 puntos) Si a la tercera muestra se le añade una solución isotónica, explique de qué forma influiría en la forma y función del glóbulo rojo.
d) (0,5 puntos) Explique con qué propiedad de la membrana plasmática están relacionadas las respuestas de los apartados anteriores.

Los tres primeros apartados son el mismo problema con tres medios distintos, de modo que conviene fijar antes el principio. La ósmosis es el paso de agua a través de una membrana semipermeable desde la disolución más diluida hacia la más concentrada, es decir, hacia donde hay más solutos. El sentido en que se mueve el agua lo decide, por tanto, la comparación entre la concentración del medio y la del citoplasma.

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{(0,75}}\mathbf{\text{puntos)}}\mathbf{\text{Si}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{a}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{ade}}\mathbf{\text{agua}}\mathbf{\text{destilada}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{muestras,}}\mathbf{\text{indique}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{les}}\mathbf{\text{sucede}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{gl}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{bulos}}\mathbf{\text{rojos}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{.}}\mathbf{\text{Utilice}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{esquema}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{dibujo.}}$

El agua destilada no lleva solutos, de manera que es un medio hipotónico respecto del citoplasma del glóbulo rojo. El agua entra entonces en la célula por ósmosis, atraída por la mayor concentración de solutos del interior.

El glóbulo rojo se hincha, pierde su forma bicóncava y se vuelve esférico. Como carece de pared celular, nada se opone a la presión que ejerce el agua entrante, y llega un momento en que la membrana no resiste y se rompe. Ese estallido se denomina hemólisis, y libera al medio la hemoglobina, que tiñe la disolución de rojo.



$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{(0,75}}\mathbf{\text{puntos)}}\mathbf{\text{Si}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{a}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{ade}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{soluci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{saturada}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{sal}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{otra}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{muestras,}}\mathbf{\text{indique}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{aspecto}}\mathbf{\text{presentar}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{gl}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{bulos}}\mathbf{\text{rojos}}\mathbf{\text{al}}\mathbf{\text{microscopio,}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{denomina}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{este}}\mathbf{\text{fen}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{meno}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{explique}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{produce.}}\mathbf{\text{Utilice}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{esquema}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{dibujo.}}$

Ahora ocurre lo contrario. La disolución saturada de sal tiene muchos más solutos que el citoplasma, de modo que es un medio hipertónico, y el agua sale de la célula por ósmosis.

Al perder agua el glóbulo rojo se deshidrata y disminuye de volumen. La membrana, al quedarle sobrante para el contenido que encierra, se pliega y adopta un contorno erizado de espículas: al microscopio los hematíes aparecen arrugados y con el borde dentado, con aspecto de rueda dentada.

El fenómeno se denomina crenación, que es el nombre que recibe en las células animales; en las vegetales, donde el citoplasma se separa de la pared, se llama plasmólisis.



$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}\mathbf{\text{Si}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{tercera}}\mathbf{\text{muestra}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{le}}\mathbf{\text{a}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{ade}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{soluci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{isot}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nica,}}\mathbf{\text{explique}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{forma}}\mathbf{\text{influir}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{forma}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{funci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{gl}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{bulo}}\mathbf{\text{rojo.}}$

Una disolución isotónica tiene la misma concentración de solutos que el citoplasma —en el caso de la sangre humana, una disolución de $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}$ al $\mathrm{0,9}\mathrm{\%}$, que es el suero fisiológico—.

En esas condiciones el agua sigue atravesando la membrana en los dos sentidos, pero entra tanta como sale: el flujo neto es nulo. El glóbulo rojo conserva por tanto su volumen normal y su característica forma de disco bicóncavo, y su función de transportar oxígeno no se ve alterada.

Esa es precisamente la razón de que el suero fisiológico sea la disolución que se emplea para lavar heridas, conservar tejidos o administrar medicamentos por vía intravenosa: cualquier otra concentración destruiría las células sanguíneas.

$\mathbf{\text{d)}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{propiedad}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{membrana}}\mathbf{\text{plasm}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{tica}}\mathbf{\text{est}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{relacionadas}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{respuestas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{apartados}}\mathbf{\text{anteriores.}}$

Con su permeabilidad selectiva, también llamada semipermeabilidad.

La membrana plasmática deja pasar libremente el agua —por difusión simple a través de la bicapa y sobre todo por unas proteínas de canal específicas, las acuaporinas—, pero no permite el paso libre de los iones y de las moléculas polares disueltas, que solo cruzan a través de transportadores concretos.

De esa asimetría se sigue todo lo anterior: como los solutos no pueden igualar sus concentraciones a un lado y a otro moviéndose ellos, es el agua la que se desplaza para intentar igualarlas. Si la membrana fuese permeable a todo, o impermeable a todo, no habría ósmosis y ninguno de los tres fenómenos descritos se produciría.