Quelle est la différence entre hypertonique, hypotonique et isotonique ?

Lorsqu'une plante se flétrit, elle s'affaisse et devient un gâchis doux. Le flétrissement se produit lorsque l'eau quitte les cellules de la plante et perturbe sa pression interne. Ceci est un exemple de l'un des trois types de tonicité. Une solution peut avoir trois catégories de tonicité par rapport à une autre solution : hypertonique, hypotonique et isotonique. Avec l'osmose, la tonicité fait partie intégrante du bon fonctionnement des systèmes biologiques. Chaque type de tonicité décrit comment l'osmose se produira entre différentes solutions.

Osmose

Pour comprendre la tonicité, il est important de comprendre d'abord l'osmose. Le mouvement net de l'eau à travers une membrane semi-perméable d'une zone avec une concentration de soluté plus faible à une zone avec une concentration de soluté plus élevée est l'osmose. Un soluté peut être n'importe quel matériau ou cellule qu'un solvant dissout. Ensemble, ils forment une solution. Dans le corps humain, les solutés peuvent être du sucre, de l'urée, du potassium ou une variété d'autres matériaux. L'osmose est le principal moyen par lequel l'eau entre et sort des cellules.

Comment et pourquoi l'osmose se produit

Lorsqu'on étudie l'osmose, il est plus facile d'envisager les cellules comme un bocal avec deux compartiments remplis d'eau. Une membrane divise le pot en deux et sépare les compartiments. Si aucun des compartiments ne contient de solutés, l'eau traversera la membrane librement et de manière égale. Cependant, si un pot a une concentration de soluté plus élevée que l'autre, l'eau est moins susceptible de sortir de la zone avec les solutés. La plupart des scientifiques soutiennent que la raison en est que les molécules de soluté rebondissent sur la membrane et éloignent physiquement les molécules d'eau de la membrane.

Tonicité

La capacité d'une solution à forcer l'eau à entrer ou à sortir d'une cellule par le processus d'osmose est sa tonicité. La concentration osmotique d'une cellule est la concentration totale de chaque soluté dans la cellule. La concentration osmotique d'une cellule est une mesure du nombre d'osmoles de soluté par litre de solution. Cela peut apparaître comme osmol/L ou Osm/L. Les trois catégories de tonicité décrivent la concentration osmotique d'une cellule à la concentration osmotique du liquide extracellulaire qui l'entoure.

Hypertonique

Si une cellule a une concentration osmotique inférieure à celle du fluide qui l'entoure, le fluide est hypertonique pour la cellule. L'eau est plus susceptible de sortir de la cellule et d'entrer dans le liquide extracellulaire car le liquide a une concentration plus élevée de solutés. Cela affecterait légèrement la concentration à l'extérieur de la cellule, la rendant plus égale à la concentration à l'intérieur de la cellule. Certaines personnes appellent le rétrécissement des cellules d'hypertonie, car la perte d'eau fait rétrécir la taille de la cellule.

Exemples d'hypertonie

Sans eau adéquate, les plantes flétriront et perdront leur rigidité. C'est un exemple d'hypertonie. L'eau a voyagé de l'intérieur de la cellule végétale au fluide à l'extérieur de celle-ci. Sans pression d'eau contre les parois cellulaires, les cellules et la plante perdent la pression de turgescence. Si la plante reçoit de l'eau, elle pourra retrouver sa rigidité. Chez l'homme, si les globules rouges pénètrent dans une solution qui a une concentration de soluté plus élevée, la perte d'eau entraînera l'échec d'un certain nombre de fonctions de la cellule.

Contourner l'hypertonie

Certaines créatures et organismes ont développé des méthodes pour se protéger ou compenser l'hypertonie. L'eau salée est hypertonique pour les poissons qui y vivent. De ce fait, les poissons perdent naturellement une quantité importante d'eau. Cela se produit lorsque les poissons effectuent un échange gazeux avec l'eau de mer. Pour compenser la perte d'eau, les poissons consomment de grandes quantités d'eau salée. Ils excrètent ensuite l'excès de sel. C'est le processus d'osmorégulation.

Hypotonique

Si une cellule a une concentration osmotique plus élevée que le fluide qui l'entoure, le fluide est hypotonique pour la cellule. À son tour, cela signifie que l'eau est plus susceptible de passer du fluide dans la cellule. Cela peut faire apparaître la cellule gonflée ou turgescente. Les cellules animales ne possèdent pas de parois cellulaires. Sans paroi cellulaire protectrice, une diffusion excessive d'eau dans la cellule peut provoquer la rupture de la cellule. Cependant, chez les plantes, la paroi cellulaire protège la cellule. Cela contribue à la pression de turgescence de la plante et assure une plus grande rigidité.

Hyponatrémie

L'un des effets possibles de l'hypotonie dans le corps humain est l'hyponatrémie ou le surdosage en eau. Lorsqu'une personne boit une quantité excessive d'eau, la solution saline extérieure se dilue. Afin d'atteindre des concentrations osmotiques équivalentes, l'eau s'engouffre alors dans les cellules sanguines. Les symptômes de l'hyponatrémie sont des nausées, des maux de tête, de la confusion et de la fatigue. Si les cellules sanguines du cerveau deviennent gonflées et se rompent, l'hyponatrémie pourrait être mortelle. Cette condition est plus répandue chez les nourrissons car leur petit corps ne peut pas supporter des niveaux élevés d'eau.

Isotonique

Contrairement aux deux autres formes de tonicité, l'isotonicité décrit à la fois la cellule et le liquide extracellulaire qui l'entoure comme ayant des concentrations osmotiques égales. Pour cette raison, l'eau peut se déplacer librement entre la cellule et le fluide. De plus, la cellule ne rétrécit ni ne se dilate car la concentration reste équivalente entre les deux zones. Le taux de diffusion de l'eau est le même dans les deux sens, à la fois à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule.

Isotonie dans le corps

Généralement, les conditions isotoniques sont idéales pour les cellules telles que les globules rouges. Les situations hypertoniques font rétrécir les cellules et perdent leur capacité à fonctionner correctement. Les situations hypotoniques provoquent le gonflement et la rupture de la cellule. Parce qu'il est essentiel que les globules rouges maintiennent leur fonction, le corps humain possède un certain nombre de fonctions homéostatiques qui maintiennent un état stable de conditions internes. L'une de ces conditions est la tonicité du liquide extracellulaire par rapport aux globules rouges.