Una solución isotónica es una solución líquida que es estable en términos de presión osmótica. La presión osmoica es básicamente la presión que las fuerzas o elementos externos ejercen sobre las paredes celulares. En una solución que es isotónica, la presión osmótica es uniforme, lo que significa que las células no se contraen ni se retraen, sino que flotan libremente en un estado de tipo natural. Este tipo de fluidos tiene varios usos importantes. No solo son importantes para los experimentos químicos y los investigadores, sino que también se usan comúnmente en cosas como goteos de líquidos intravenosos en entornos médicos, y también son populares en bebidas deportivas y otras soluciones de rehidratación deportiva. Cuando los fluidos tienen la misma composición básica que la sangre o el sudor humanos, pueden interactuar con estos fluidos o reemplazarlos con relativa fluidez. No causarán cambios químicos en el cuerpo y tienden a ser de acción muy rápida.
Comprender la tonicidad básica
En química, la tonicidad es un concepto que cubre las presiones de ciertos líquidos en las células. La mayoría de las células están formadas por líquido contenido dentro de una pared celular, conocida como membrana. Esa membrana generalmente mantiene el contenido de la célula mientras mantiene alejados a los elementos del entorno externo, pero esto no quiere decir que los contenidos no cambien por el entorno.
Cuando dos soluciones acuosas de diferentes concentraciones o tonicidades están separadas por una membrana semipermeable como una pared celular, el agua generalmente migrará desde el lado menos concentrado o hipotónico hacia el lado más concentrado o hipertónico, en un intento de traer ambos lados en equilibrio. Este proceso se conoce como osmosis. Cuanto mayor sea la diferencia en las concentraciones de las dos soluciones, mayor será la presión osmótica y, como consecuencia, más rápida será la transferencia osmótica.
Impacto en las células vivas
Si una célula viva, ya sea humana, animal o vegetal, se coloca en un plato de agua pura, la presión osmótica casi siempre hará que el agua del plato migre a la célula, causando que la célula se hinche y posiblemente se rompa. Por el contrario, si la celda se coloca en un plato de agua que contiene soluto en una concentración más alta que la celda, el agua fluirá desde la celda hacia la solución, haciendo que la celda se arrugue y muera. Si la celda se coloca en un plato de solución isotónica, no habrá movimiento neto de agua. Las células vivas tienen una concentración significativa de solutos y son muy sensibles a sus ambientes externos.
Es la naturaleza de la ósmosis que la identidad del soluto no importa. Por lo tanto, las sales, azúcares y otros compuestos solubles son todos efectivos para regular la presión osmótica. Todos pueden usarse para preparar soluciones y fluidos isotónicos.
Importancia en los fluidos
Uno de los usos más importantes de los fluidos y soluciones isotónicas es en medicina, y los investigadores médicos a menudo pasan mucho tiempo estudiando y entendiendo la tonicidad en lo que se refiere a varios procesos corporales. En general, las células solo crecerán en soluciones isotónicas, y cualquier medicamento administrado por vía intravenosa debe ajustarse para que sea efectivamente isotónico con la sangre humana. Un agente de medición estándar es el cloruro de sodio; una solución de cloruro de sodio al 0,9% se considera isotónica con la sangre, aunque en realidad su presión osmótica es en realidad un poco más alta.
Esta solución se usa con frecuencia para reforzar y estabilizar las gotas intravenosas y, a veces, incluso inyecciones y vacunas. La preparación de diferentes medicamentos y terapias en cloruro de sodio también puede ayudarlos a dispersarse de manera más uniforme y a mantener una consistencia más uniforme.
Opciones de bebidas deportivas
Las bebidas deportivas, básicamente bebidas enriquecidas con electrolitos y azúcares para reemplazar las perdidas en el sudor a través del ejercicio extenuante, generalmente son isotónicas, hipertónicas o hipotónicas, según la fórmula del fabricante. Las soluciones isotónicas que contienen estas sustancias generalmente se consideran las mejores para quienes participan en actividades atléticas normales, mientras que las versiones hipertónicas están más orientadas a proporcionar energía durante eventos sostenidos de alta resistencia. Las bebidas deportivas hipotónicas, por el contrario, son generalmente mejores para los atletas que necesitan líquidos sin el aumento de energía de los carbohidratos agregados.