Você já reparou que a salada temperada com sal e limão fica murcha depois de um tempo, enquanto uma alface esquecida num copo d'água fica mais firme? A água se move através das membranas das células, e a direção desse movimento depende dos solutos dissolvidos. Entender a osmose explica por que um glóbulo vermelho pode estourar em água destilada e por que o sal conserva a carne-seca.
O que é osmose
Se você mergulhar uma tira de batata em água pura por duas horas, ela fica rígida e mais pesada. Se mergulhá-la em água muito salgada, fica mole e perde massa. Que mecanismo move a água através das membranas vivas?
Por isso, para que haja osmose, a membrana precisa ter permeabilidade seletiva: passa água, mas retém (total ou parcialmente) o soluto.
Observe no interativo: o lado com mais soluto "ganha" água. O soluto não puxa a água; no lado concentrado há menos moléculas de água livres por volume, então passam mais moléculas do lado diluído para o concentrado do que no sentido contrário. O saldo é um fluxo líquido para o lado mais concentrado.
Pratica★☆☆Por começar
Defina osmose e indique que propriedade uma membrana deve possuir para que esse fenômeno ocorra.
Defina osmose e indique que propriedade uma membrana deve possuir para que esse fenômeno ocorra.
Para comparar meios, usamos a osmolaridade: o número total de partículas de soluto dissolvidas por litro de solução, medido em osmol/L (ou mOsm/L). Quanto maior a osmolaridade, mais concentrado em partículas é o meio. O citoplasma da hemácia tem cerca de $300\ \text{mOsm/L}$, valor equivalente ao do soro fisiológico (NaCl a 0,9%).
Resposta do "sua vez": $0{,}10\ \text{Osm/L} = 100\ \text{mOsm/L}$, menor que $300$; o meio é hipotônico.
Atenção: a tonicidade depende só dos solutos que não atravessam a membrana. Um soluto permeante, como a ureia, entra na célula a favor do seu gradiente. Assim, a osmolaridade externa inicial pode ser igual à da célula, mas a ureia entra, a concentração interna aumenta, a água a segue e a célula incha até a lise. Por isso, uma solução de ureia com $300\ \text{mOsm/L}$ se comporta como hipotônica para a hemácia, embora pareça isotônica no papel.
Pratica★☆☆Por começar
O que significa afirmar que uma solução é hipotônica, isotônica ou hipertônica em relação a uma célula? Explique indicando para onde a água tende a se mover em cada caso.
O que significa afirmar que uma solução é hipotônica, isotônica ou hipertônica em relação a uma célula? Explique indicando para onde a água tende a se mover em cada caso.
Três glóbulos vermelhos idênticos são colocados em três soluções distintas (A, B e C) e, ao fim de alguns minutos, apresentam o aspecto do esquema. Indique se a solução…
Três glóbulos vermelhos idênticos são colocados em três soluções distintas (A, B e C) e, ao fim de alguns minutos, apresentam o aspecto do esquema. Indique se a solução de cada recipiente era hipotônica, isotônica ou hipertônica em relação ao glóbulo vermelho, e fundamente a sua resposta.
Uma célula vegetal em um meio hipertônico sofre plasmólise, ao passo que em um meio hipotônico fica túrgida, mas não chega a estourar, como aconteceria com uma célula…
Uma célula vegetal em um meio hipertônico sofre plasmólise, ao passo que em um meio hipotônico fica túrgida, mas não chega a estourar, como aconteceria com uma célula animal. Explique que estrutura da célula vegetal impede isso e de que modo ela atua.
Colocam-se hemácias humanas em três tubos de ensaio: o tubo 1 contém $\text{NaCl}$ a $0,9\,\%$ ($0,9\ \text{g/100\ mL}$); o tubo 2 contém $\text{NaCl}$ a $0,2\,\%$; e o…
Colocam-se hemácias humanas em três tubos de ensaio: o tubo 1 contém $\text{NaCl}$ a $0,9\,\%$ ($0,9\ \text{g/100\ mL}$); o tubo 2 contém $\text{NaCl}$ a $0,2\,\%$; e o tubo 3 contém uma solução aquosa de ureia $0,3\ \text{M}$ (cuja osmolaridade inicial é de cerca de $300\ \text{mOsm/L}$, equivalente à do citoplasma da hemácia). Ao microscópio, observa-se que no tubo 1 os glóbulos vermelhos conservam seu volume, mas tanto no tubo 2 quanto no tubo 3 sofrem inchaço e lise completa (hemólise). Justifique o comportamento osmótico dos eritrócitos nos tubos 1 e 2, e explique a aparente contradição do tubo 3, sabendo que a membrana é permeável à ureia.
As bactérias também sofrem os efeitos da osmose. Utilize este fato para explicar por que razão a salga e o açucaramento são métodos tradicionais eficazes de conservação…
As bactérias também sofrem os efeitos da osmose. Utilize este fato para explicar por que razão a salga e o açucaramento são métodos tradicionais eficazes de conservação de alimentos.
Em experimentos como o da tira de batata, você compara o comprimento (ou a massa) antes e depois, em meios com diferentes concentrações de sal. A variação percentual é
$$\Delta L = \frac{L_f - L_i}{L_i} \cdot 100$$
Resposta do "sua vez": $\Delta L = -8\%$; a tira perdeu água, então o meio era hipertônico. Entre os dois extremos há uma concentração em que $\Delta L \approx 0$: é a concentração isotônica ao tecido.
Pratica★★★Por começar
Desafio do tema. Como consultor biomédico, você deve avaliar como o estresse osmótico afeta a integridade celular para conceber uma bebida isotônica. 1. Experimentação…
Desafio do tema. Como consultor biomédico, você deve avaliar como o estresse osmótico afeta a integridade celular para conceber uma bebida isotônica.
Experimentação caseira: Corte três tiras de batata com exatamente $5,0\text{ cm}$. Submerja uma em água mineral (meio A), outra em água com $1,0\text{ g}$ de sal de cozinha por $100\text{ mL}$ (meio B) e outra com $10,0\text{ g}/100\text{ mL}$ (meio C) durante $2$ horas.
Coleta de dados: Meça com régua milimetrada o comprimento final de cada tira, calcule a sua variação percentual ($\Delta L = \frac{L_f - L_i}{L_i} \cdot 100$) e registre a sua consistência ao tato em uma tabela.
Relatório fundamentado: Elabore um gráfico com as suas medições e redija um relatório sucinto em que você justifique:
O comportamento osmótico observado (turgescência em comparação à plasmólise) e o papel das aquaporinas.
A razão pela qual a ultraestrutura da bicamada lipídica impede a livre difusão dos íons $\text{Na}^+$ e $\text{Cl}^-$, explicando que transporte mediado (passivo ou ativo) seria necessário para atravessá-la.
Será valorizado:
Precisão na coleta de dados empíricos e no cálculo de $\Delta L$.
Justificativa biológica correta da osmose em função da tonicidade do meio.
Integração adequada da ultraestrutura de membrana e dos mecanismos de transporte.
Voltando ao começo: a salada temperada murcha porque o sal e o limão criam um meio hipertônico, e a água sai das células da alface; na água pura, as células ficam túrgidas e a folha fica firme.
Resumo
Vamos praticar! 3 exercícios de nível médio neste tema