Osmoza

Osmoza je difuzija vode koja se očituje pri odjeljivanju dviju otopina selektivno polupropusnom membranom (membrana propusna na vodu, ali ne i na otopljenu tvar). Voda se, zbog razlika u koncentracijama otopljenih tvari (iona i manjih molekula), preko membrane kreće s mjesta više na mjesto niže slobodne energije.

Voda pri prelasku preko membrane, zbog svojstva polarnosti, ne ovisi o potencijalu membrane, već o razlici u koncentracijama otopljenih tvari. Molekule vode teže difuziji iz otopine s nižom (hipotonična otopina) u otopinu s višom koncentracijom otopljene tvari (hipertonična otopina). Osmolaritet je relativna koncentracija otopljene tvari u sredini u kojoj se nađe ćelija.

Ćelijska osmoza

Osmoza u ćeliji nastupa zbog razlike u osmolaritetu citoplazme s unutrašnje, i otopine s vanjske strane membrane, što dovodi do smežuravanja i bubrenja ćelije. Češća pojava bubrenja i lize ćelije nastupa zbog veće koncentracije otopljenih iona i malih organskih molekula u ćeliji, zbog čega je ona hipertonična u odnosu na svoju okolinu, pa voda ulazi u ćeliju.

Ćelije se problemu visokog osmolariteta prilagođavaju, ovisno o carstvu kojem pojedini organizam pripada:

Ćelije biljaka, alga, gljiva, i većine bakterija su obavijene ćelijskim zidom koja je dovoljno čvrsta da spriječi rasprsnuće ćelije u hiptonočnoj otopini. U njima se, uslijed ulaska vode, stvara turgorski tlak koji količinu vode koja uđe tjera vani, pa su biljna tkiva izuzetno jaka. U hipetoničnoj otopini izlazak vode uzrokuje odvajanje membrane od ćelijske stijenke, te dovodi do procesa plazmolize i uvenuća biljke.

Životinjske ćelije problem osmolariteta rješavaju aktivnim izbacivanjem anorganskih iona i smanjivanjem razlike u koncentracijama otopljenih tvari (prvenstveno natrija) između ćelije i njezine okoline (Na|K pumpa). Pri tome troše značajne količine energije.