La tonicidad (de τόνος - “voltaje” ) es una medida del gradiente de presión osmótica , es decir, la diferencia en el potencial hídrico de dos soluciones separadas por una membrana semipermeable . Este concepto se suele aplicar a las soluciones que rodean a las células . La presión osmótica y la tonicidad solo pueden verse afectadas por soluciones de sustancias que no penetran la membrana ( electrólitos , proteínas , etc.). Las soluciones que penetran en la membrana tienen la misma concentración en ambos lados de la membrana y, por lo tanto, no cambian la tonicidad.
Hay tres variantes de tonicidad: una solución en relación con otra puede ser isotónica, hipertónica e hipotónica.
La isotonía es la igualdad de la presión osmótica en los medios líquidos y tejidos del organismo, que se asegura manteniendo concentraciones osmóticamente equivalentes de las sustancias contenidas en ellos. La isotonía es una de las constantes fisiológicas más importantes del organismo, proporcionada por los mecanismos de autorregulación . Una solución isotónica es una solución que tiene una presión osmótica igual a la intracelular. Una célula sumergida en una solución isotónica se encuentra en un estado de equilibrio: las moléculas de agua se difunden a través de la membrana celular en cantidades iguales hacia adentro y hacia afuera, sin acumularse ni perderse en la célula. La desviación de la presión osmótica del nivel fisiológico normal implica una violación de los procesos metabólicos entre la sangre, los fluidos tisulares y las células del cuerpo. Una fuerte desviación puede alterar la estructura y la integridad de las membranas celulares.
Una solución hipertónica es una solución que tiene una mayor concentración de una sustancia en relación con el agua intracelular. Cuando una célula se sumerge en una solución hipertónica, se produce su deshidratación: sale agua intracelular, lo que provoca el secado y la formación de arrugas en la célula. Las soluciones hipertónicas se utilizan en osmoterapia para tratar la hemorragia intracerebral .
Una solución hipotónica es una solución que tiene una presión osmótica más baja en relación a otra, es decir, tiene una concentración más baja de una sustancia que no atraviesa la membrana. Cuando una célula se sumerge en una solución hipotónica, se produce la penetración osmótica de agua en la célula con el desarrollo de su hiperhidratación - hinchazón, seguida de citólisis . Las células vegetales en esta situación no siempre se dañan; al sumergirse en una solución hipotónica, la célula aumentará la presión de turgencia , retomando su funcionamiento normal.
Las células epidérmicas de tradescantia son normales y en plasmólisis.
En las células animales, un entorno hipertónico hace que el agua se escape de la célula, provocando la contracción celular (crenación). En las células vegetales, los efectos de las soluciones hipertónicas son más dramáticos. La membrana celular flexible se extiende desde la pared celular , pero permanece unida a ella en los plasmodesmos . Se desarrolla plasmólisis : las células adquieren una apariencia de "aguja", los plasmodesmos prácticamente dejan de funcionar debido a la contracción.
Algunos organismos tienen mecanismos específicos para superar la hipertonicidad ambiental. Por ejemplo, los peces que viven en una solución salina hipertónica mantienen la presión osmótica intracelular excretando activamente el exceso de sal que han bebido. Este proceso se llama osmorregulación.
En un ambiente hipotónico, las células animales se hinchan hasta el punto de romperse ( citólisis ). Para eliminar el exceso de agua en los peces de agua dulce, el proceso de micción continúa constantemente. Las células vegetales resisten bien los efectos de las soluciones hipotónicas debido a su fuerte pared celular que proporciona una osmolaridad u osmolaridad eficiente .
Algunos fármacos de uso intramuscular se administran preferentemente en forma de solución ligeramente hipotónica, lo que les permite ser mejor absorbidos por los tejidos.