O que acontece com uma célula animal quando é colocada em uma solução hipotônica?

A função de uma célula é diretamente influenciada por seu ambiente, incluindo as substâncias que são dissolvidas em seu ambiente. Colocar células em diferentes tipos de soluções ajuda alunos e cientistas a compreender a função celular. Uma solução hipotônica tem um efeito drástico nas células animais que demonstra propriedades importantes e distintas de uma célula animal e das membranas celulares.

Uma solução é uma mistura de duas ou mais substâncias e é composta de duas partes, os solutos e o solvente. Os solutos são as substâncias que são dissolvidas, e o solvente é a substância na qual os solutos são dissolvidos. As soluções apresentam uma distribuição uniforme de solventes por toda a mistura. As soluções são comparadas entre si, sendo descritas como hipertônicas, isotônicas ou hipotônicas. Se uma solução for hipertônica, ela terá mais solutos em relação a outra solução. Uma solução isotônica tem a mesma quantidade de solutos. Uma solução hipotônica tem menos solutos.

Osmose se refere ao movimento da água através de uma membrana seletivamente permeável. Uma membrana seletivamente permeável é uma membrana que permite apenas a passagem de moléculas de água - não de solutos ou íons - através da membrana. Na osmose, a água sempre se move de uma solução com um baixo número de solutos para uma com um alto número de solutos. Se uma solução com um baixo número de solutos (hipotônica) é colocada ao lado de uma com um maior número de solutos (hipertônica) e é separados por uma membrana seletivamente permeável, a água se moveria da solução hipotônica para a solução hipertônica devido a osmose.

Cada célula possui uma membrana que cobre o exterior da célula; é chamado de membrana plasmática. Essa membrana tem inúmeras funções, incluindo manter o conteúdo da célula separado do mundo externo, protegendo a célula e movendo as substâncias para dentro e para fora da célula. Essas substâncias podem ser nutrientes, resíduos e água. As células animais são diferentes das de outros organismos por não possuírem uma parede celular, que é uma estrutura rígida que protege a célula e lhe dá forma.

As células animais possuem uma membrana que é diferencialmente permeável. Semelhante a uma membrana seletivamente permeável, uma membrana diferencialmente permeável permite apenas que certas substâncias - incluindo água, mas não exclusivamente água - passem através da membrana. Uma célula animal colocada em uma solução hipotônica ganhará água rapidamente, porque a osmose faria com que a água se movesse para uma área com mais solutos. Nesse caso, é o interior da célula.

Uma célula em uma solução hipotônica pode ganhar água suficiente para lisar ou romper a membrana celular, o que destrói a célula. As células vegetais têm alguma defesa contra esse fenômeno porque suas paredes celulares impedem que a célula se rompa. Organismos que vivem em ambientes de água doce, que geralmente são hipotônicos, costumam ter mecanismos que ajudam a prevenir a ruptura das células. Este princípio é freqüentemente demonstrado com os glóbulos vermelhos, que não possuem mecanismos de defesa contra a lise.