La membrana plasmatica di tutte le cellule di un organismo animale può essere paragonata ad una membrana semipermeabile perché, per via della presenza delle acquaporine, la permeabilità all’acqua è molto maggiore rispetto alla permeabilità degli altri soluti.
Il processo dell’osmosi
Considerando la membrana plasmatica una membrana semipermeabile possiamo dare la definizione di osmosi: passaggio diffusivo di acqua attraverso una membrana semipermeabile. Essendo un processo diffusivo l’acqua si muove secondo gradiente di concentrazione.
La forza che determina il flusso diffusionale dell’acqua riferita all’unità di superficie prende il nome di pressione osmotica.
Cos’è la pressione osmotica?
Con l’osmosi si verifica un passaggio di acqua secondo gradiente di concentrazione e, in virtù della natura semipermeabile della membrana, non c’è alcun movimento di soluti.
La forza che spinge le molecole d’acqua attraverso la membrana provoca un aumento del volume d’acqua nel compartimento 2, quindi un conseguente aumento della pressione idrostatica.
La pressione idrostatica aumenta fino ad equilibrare la forza che spinge l’acqua ad attraversare la membrana. Il valore di pressione idrostatica necessaria per annullare la diffusione osmotica dell’acqua rappresenta una misura indiretta della pressione osmotica.
La pressione osmotica è quindi la forza che spinge le molecole d’acqua da un compartimento all’altro.
Legge di van’t Hoff
La legge di Van’t Hoff esprime la relazione quantitativa tra la differenza di pressione osmotica che si crea tra due ambienti a concentrazione C1 e C2 di soluto:
Δp = RT(C1-C2)
La legge di van’t Hoff consente anche di definire la pressione osmotica di una soluzione:
p= RT·C
La pressione osmotica è direttamente proporzionale:
- Alla quantità di soluto. (nel caso dell’osmosi il soluto è l’acqua)
- Alla temperatura, perché si tratta di un fenomeno diffusivo
Pressione osmotica teorica e reale
Se la membrana è perfettamente semipermeabile la pressione osmotica reale è pari a quella calcolata con la legge di Van’t Hoff.
Le membrane plasmatiche sono però permeabili anche ai soluti, quindi la differenza di pressione osmotica misurata è inferiore a quella teorica.
Se la membrana “riflette” completamente le molecole del soluto, essa è impermeabile al soluto (s=1); se non le “riflette” per niente essa lascia passare soluto e acqua come in ambiente libero (s=0); se le riflette parzialmente essa ostacola parzialmente il passaggio del soluto (0<s<1). E’ questo il caso della membrana plasmatica che non è una membrana semipermeabile perfetta in quanto presenta una certa permeabilità ai soluti.
Partendo dal coefficiente di riflessione possiamo introdurre il concetto di osmolarità e di tonicità
