En el hipotálamo, una parte de nuestro sistema nervioso, poseemos unas células que son sensibles a la concentración de sales del medio extracelular, de manera que actúan como «medidores» de dicha concentración. Dependiendo del medio, estas células modifican su volumen. [2 puntos]
a) Defina el fenómeno físico que sufren estas células. Explique el comportamiento de estas células en función de la concentración del medio (utilice la terminología adecuada). [1,1 puntos]
b) ¿Cómo se llama el fenómeno por el que aumentan su volumen? ¿Y por el que disminuye? [0,4 puntos]
c) ¿Cuál es la diferencia de este fenómeno entre las células animales y vegetales? Razónelo. [0,5 puntos]
El fenómeno físico es la ósmosis: el flujo de agua entre dos disoluciones de distinta concentración separadas por una membrana semipermeable, desde la disolución más diluida hacia la más concentrada, hasta que ambas alcanzan la misma presión osmótica y se establece el equilibrio.
Como la membrana plasmática es semipermeable, deja pasar el agua pero no libremente las sales, y por eso estas células del hipotálamo cambian de volumen cuando cambia la concentración salina del medio extracelular. Su comportamiento es el siguiente.
En un medio isotónico o isosmótico, es decir, cuando la concentración del medio es igual a la del interior celular, el movimiento de agua está equilibrado en ambos sentidos: entra tanta como sale y el volumen celular no varía.
En un medio hipertónico o hiperosmótico respecto al interior celular, cuando la concentración salina del medio aumenta, el agua del interior tiende a salir a través de la membrana para restablecer el equilibrio osmótico, y el volumen de la célula disminuye.
En un medio hipotónico o hipoosmótico respecto al interior celular, cuando la concentración salina del medio baja, el agua tiende a entrar en la célula hasta alcanzar el equilibrio, y el volumen celular aumenta.
Es precisamente este cambio de volumen el que la célula "mide": actúa como osmorreceptor y traduce la variación de tamaño en una señal nerviosa que regula la sensación de sed y la secreción de hormona antidiurética.
El aumento de volumen por entrada de agua se denomina turgencia; si la entrada es tan intensa que la membrana acaba rompiéndose, se habla de lisis celular.
La disminución de volumen por salida de agua se denomina plasmólisis en las células vegetales y crenación en las animales.
La diferencia está en que la célula vegetal posee pared celular y la animal no.
En un medio hipotónico, la célula animal se hincha sin nada que limite su expansión y, si la entrada de agua continúa, la membrana plasmática acaba cediendo y la célula estalla: se lisa. En los glóbulos rojos este proceso recibe el nombre de hemólisis.
La célula vegetal, en cambio, está protegida por su pared celular, que es rígida y resistente. El agua entra igualmente y la vacuola se llena, pero la pared impide que el volumen crezca sin control: la célula se vuelve turgente, ejerce presión contra la pared y mantiene su forma sin romperse. Esa turgencia es además lo que sostiene el porte de las plantas herbáceas.
En sentido contrario, en un medio hipertónico, la célula animal se arruga por completo, mientras que en la vegetal la pared conserva la forma exterior aunque el protoplasto se retraiga y se separe de ella.