Universidad de San Carlos de Guatemala, USAC Facultad de Odontología Bioquímica Lic. Julio Antonio Turcios Pérez Licda. Julia Nohemí Sánchez Mazarigos Reporte de laboratorio No.1 “Efectos de las Soluciones Osmolares y Tónicas en el Organismo” INTEGRANTES CARNE Silvia Beatriz Gallardo Gregario 201013389 María José Figueroa Alfaro 201315098 Erick Adrián Back Chiroy 201512417 Ana Lucía Chutá Armira (Coordinadora) 201604012 Luis Fernando Tepé Hernández 201604167 Zona 12, Ciudad de Guatemala, 27 de febrero de 2017. Introducción La membrana celular posee diversos mecanismos que permiten mantener la homeostasis en el organismo, permitiendo, por ejemplo, la regulación del pH o de la concentración de iones. Esta capacidad, se debe principalmente a la permeabilidad de la membrana plasmática, la cual permite el paso selectivo de solutos como también permite el paso de moléculas tan esenciales como el agua. El agua, se mueve a través de la membrana plasmática debido a la diferencia de presión osmótica existente entre el medio intra y extra celular, lo cual es determinado por la diferencia de concentración (osm/L) de las partículas que no difunden a través de la membrana. De esta manera, una mayor concentración en el medioextracelular, genera el ingreso de agua, produciéndose hemólisis (rompimiento de la membrana celular) o bien crenacion (salida de agua de la célula).Todo esto define a la osmolaridad, la cual es una medida de la cantidad de partículas disueltas en una cantidad conocida de solvente. De esta manera, la permeabilidad de la membrana celular permite mantener el equilibrio osmótico celular. Soluciones de distinta composición y concentración inducen un cambio en la permeabilidad de la membrana, permitiendo mantener el equilibrio interno, lo que se encuentra relacionado con la osmolaridad del plasma. Para lo anterior se estudió la permeabilidad de la membrana al analizar la respuesta de la célula frente a cambios en el medio extracelular (soluciones isotónicas, hipotónicas, hipertónicas),observándose hemólisis en las muestras de sangre en medio hipertónico, y cremación en medios hipotónicos. Paralelamente se estudio la osmolaridad del plasma, mediante cálculos realizados luego de centrifugar muestras sanguíneas en capilares de hematocrito. La ósmosis es un tipo de difusión en el cual se lleva a cabo el paso de disolvente en la membrana a favor de la gradiente de concentración. Existen tres tipos de soluciones en la célula: La solución hipertónica, la solución hipotónica y la isotónica. La célula al estar en cualquiera de estos medios, reacciona de forma diferente. En el laboratorio “Efecto de las soluciones Osmolares y Tónicas en el organismo”, observamos como una célula de la sangre (eritrocito) se comporta cuando está rodeado de los tres tipos de soluciones. En una solución hipertónica la célula pierde agua en su interior y por lo tanto disminuye de tamaño, todo lo contrario con una solución hipotónica donde la célula contiene más cantidad de soluto en su interior, haciendo que se difunda el agua hacia el citoplasma produciendo un aumento de tamaño y podría llegar a explotar. En una solución isotónica la concentración de soluto es igual tanto en el interior como en el exterior de la célula, y en ella no se produce cambio alguno. Resultados Se observaron diferentes cambios tanto en el procedimiento de osmolaridad, el que fue sometido a la centrifugadora, y en el de tonicidad; en los cuales se agregaban gotas de agua destilada, gotas de suero fisiológico (cloruro de sodio) y una gota de sangre en cada tubo de ensayo, los resultados se muestran a continuación: Osmolaridad: No. Tubo Muestra Cantidad de gotas Resultado 1 Agua destilada: 0 Suero Fisiológico: 18 Sangre humana: 1 %volumen/volumen: 100% de suero fisiológico Aumento 10X En esta muestra se observa una gran cantidad de eritrocitos, los cuales se presentan muy unidos y con una apariencia muy globular, se puede decir que presentan su apariencia normal. 2 Agua destilada: 2 Suero Fisiológico: 16 Sangre humana: 1 %volumen/volumen: 88.89% de suero fisiológico Aumento 10X En esta muestra los eritrocitos no varían su forma, se continúan observando muy globulares y unidos entre sí. 3 Agua destilada: 6 Suero Fisiológico: 12 Sangre humana: 1 %volumen/volumen: 66.67% de suero fisiológico Aumento 40X Los eritrocitos se observan en mayor cantidad, también se puede identificar un ligero aumento de tamaño en ellos. 4 Agua destilada: 7 Suero Fisiológico: 11 Sangre humana: 1 %volumen/volumen: 61.11% de suero fisiológico Aumento 40X en esta muestra los eritrocitos aumentan de tamaño y se logra observar que no se encuentran tan unidos como en las anteriores. 5 Agua destilada: 8 Suero Fisiológico: 10 Sangre humana: 1 %volumen/volumen: 55.56% de suero fisiológico Aumento 40X Los eritrocitos tienen una apariencia más redonda, y se observan mas separados entre sí. 6 Agua destilada: 11 Suero Fisiológico: 7 Sangre humana: 1 %volumen/volumen: 38.89% de suero fisiológico Aumento 40X Se observa una menor cantidad de células, también se observan muy distantes entre ellas. 7 Agua destilada: 12 Suero Fisiológico: 6 Sangre humana: 1 %volumen/volumen: 33.33% de suero fisiológico Aumento 40X Se logra identificar que los eritrocitos presentan una forma muy redonda e inflada a la vez. 8 Agua destilada: 16 Suero Fisiológico: 2 Sangre humana: 1 %volumen/volumen: 11.11% de suero fisiológico Aumento 40X En esta muestra los eritrocitos se observan como ligeras pelotitas, y pegadas entre sí. 9 Agua destilada: 17 Suero Fisiológico: 1 Sangre humana: 1 %volumen/volumen: 5.56% de suero fisiológico Aumento 40X Se observa una pequeña cantidad de eritrocitos, y los que se observan tienen una apariencia como de globo muy inflado. Centrifugadora: Para la realización de este método, se utilizaron nuevamente nueve series de tubos de ensayo, con la misma cantidad de gotas de agua destilada, suero fisiológico (NaCl), y sangre; pero en este caso se centrifugaron por 5 minutos a una velocidad de3500 RPM. Los resultados obtenidos se presentan a continuación: No. Tubo Muestra Resultado No. Tubo Muestra Resultado 1 Se observa que tuvo una leve separación de células, con respecto al plasma y el suero fisiológico. 2 El resultado muy similar al tubo anterior la separación de sangre y suero fue casi la misma. 3 En este tubo se observa una gran separación del botón de eritrocitos con respecto al suero fisiológico. 4 En este tubo se observa mucha más separación que en el anterior por la gran cantidad de solución salina. 5 Este resultado no varía respecto a los dos anteriores, se aprecia muy bien la separación de sustancias. 6 En este resultado se observa de un gran tamaño el botón de sangre, por la baja cantidad de solución salina. 7 Se observa una mezcla entre la sangre y sus células y las soluciones agregadas. 8 Se observa de manera mas uniforme la mezcla de sangre por la alta cantidad de agua destilada agregada. Tonicidad: Este método se realizo agregando en una serie de 6 tubos de ensayo; una gota de sangre, cantidades variadas de agua destilada y suero no fisiológico en cada uno de ellos; los resultados se muestran a continuación: No. Tubo Muestra Cantidad de gotas Resultado 1 Agua destilada: 2 Suero Fisiológico: 16 Sangre humana: 1 %volumen/volumen: 88.89% de suero fisiológico Aumento 40X Se observan eritrocitos de tamaño muy normal, tienen una apariencia de puntos. 2 Agua destilada: 6 Suero Fisiológico: 12 Sangre humana: 1 %volumen/volumen: 66.67% de suero fisiológico Aumento 40X Se observa una cantidad mínima de eritrocitos, levemente más grandes que los observados en la muestra anterior. 3 Agua destilada: 7 Suero Fisiológico: 11 Sangre humana: 1 %volumen/volumen: 61.11% de suero fisiológico Aumento 40X Se observan la mayoría de eritrocitos con un tamaño mayor al normal. 4 Agua destilada: 8 Suero Fisiológico: 10 Sangre humana: 1 %volumen/volumen: 55.56% de suero fisiológico Aumento 40X Los eritrocitos observados en esta muestra empiezan a tener un de tamaño enorme y una forma muy redonda. 5 Agua destilada: 11 Suero Fisiológico: 7 Sangre humana: 1 %volumen/volumen: 38.89% de suero fisiológico Aumento 40X Se observa poca cantidad de eritrocitos, de forma redonda y un poco crecida en tamaño. 6 Agua destilada: 16 Suero Fisiológico: 2 Sangre humana: 1 %volumen/volumen: 11.11% de suero fisiológico Aumento 40X Se observan eritrocitos en poca cantidad, se observan de tamaño muy grande y redondos por la alta cantidad de agua destilada. Discusión de Resultados Osmolaridad: No Tubo Muestra Análisis de resultados 1 En esta muestra los eritrocitos se encuentran en estado normal porque no contiene nada de agua destilada y está constituido completamente de suero fisiológico, al cual están acostumbrados por lo tanto no presentan ningún cambio. 2 Se pueden observar los eritrocitos en un estado normal nuevamente, debido a que en la solución está al 88% de suero fisiológico por lo tanto el cambio del ambiente fue mínimo y no se puede apreciar la poca hinchazón que esto causo a la célula. 3 En la imagen ya se puede apreciar un ligero aumento de tamaño en las células debido a que ya hay más agua de lo que un eritrocito está acostumbrado por lo tanto ingresara más agua a él para equilibrar la concentración. 4 En esta muestra el aumento de tamaño no es tan ligero como en el pasado debido a que en esta solución la concentración de agua destilada aumenta y por lo tanto hay más ingreso de agua en la célula. 5 Se puede observar un cambio ya no solo en el tamaño de la célula, sino que también en la forma por que la solución ya está al 55% de suero fisiológico, esto significa que tiene un 45% más de agua de lo que un eritrocito esta acostumbrado. 6 Se observa una menor cantidad de células debido seguramente a la hemolisis causada por el aumento de la concentración de agua. 7 El cambio de los eritrocitos sigue siendo consistente ya que en esta muestra se observan redondos e hinchados porque la concentración del agua ya es mayor que el 50% de lo que una célula esta acostumbrada. 8 Los eritrocitos se pueden observar como pequeñas pelotas porque están llenos de agua ya que la célula trata de equilibrar la concentración interna y externa de solutos y por lo tanto absorbe agua. 9 En la muestra se puede observar pocos eritrocitos ya que los demás seguramente sufrieron de hemolisis por la cantidad de agua que ingreso a ellos. Las células que se pueden observar se encuentran hinchadas también por la cantidad de agua que absorbieron. Centrifugadora: Muestra Análisis de resultado No.1 Después de sacar los tubos de la centrifugadora, el primer tubo, presentó una pequeña separación entre el plasma y los glóbulos rojos. Debido a que este presentaba, más suero fisiológico (sol. Isotónica), y nada de agua destilada, los glóbulos rojos no sufrieron de deformación, por lo tanto es observable una ligera separación. Misma cantidad de paso de agua, tanto del exterior como del interior. No.2 El segundo tubo se presentaba más rojizo que el primero, ya que una pequeña cantidad de glóbulos rojos sufrieron de deformación por la cantidad pequeña de agua destilada, ya que esta es una solución hipotónica, y hace que estas células se hinchen y exploten. (En este tubo se ve muy poco, obsérvese el tubo No.8) En los glóbulos rojos deformados, hubo mayor paso de cantidad de agua a su interior. No.3 Esta imagen, representa el tubo No.3 y se ve con gran claridad la separación del plasma y los glóbulos rojos, debido a que tienen una concentración equilibrada, tanto de agua destilada, como suero fisiológico. El agua destilada en menor cantidad que el suero fisiológico, lo que hace que estén en equilibrio con las células sanguíneas. Equilibrio en el paso de agua, tanto a lo interior de glóbulo rojo como el plasma. No.4 Este tubo, presenta una mejor división entre el plasma y los glóbulos rojos, por la misma causa anterior, las dos soluciones se equilibran para no dañar al glóbulo rojo y así, poder tener una buena separación entre lo antes mencionado. Claramente tiene una mayor cantidad de suero fisiológico que de agua destilada. Equilibrio en el paso de agua, tanto a lo interior de glóbulo rojo como el plasma. No.5 Al igual que las anteriores, esta solución esta equilibrada por la cantidad entre agua destilada y suero fisiológico, pues tienen cierta cantidad que hacen que los glóbulos rojos no sufran de deformación y así poder tener una buena separación de plasma y células sanguíneas. Equilibrio en el paso de agua, tanto a lo interior de glóbulo rojo como el plasma. No.6 El tubo No.6, presenta, como el no.2, una leve tinción rojiza en toda la solución. Esto es debido al aumento de agua destilada mayor que el suero fisiológico. Ya que se sabe que el agua destilada es una solución hipotónica y hace que haya destrucción del glóbulo rojo, por tal, esta solución es teñida de rojo. No todos los glóbulos rojos se destruyen ya que hay una cantidad menor de suero fisiológico. Los glóbulos rojos destruidos, tuvieron aumento en el paso del agua hacia su interior. No.7 Esta solución presenta una mayor tinción rojiza, como lo fue antes mencionado, es debido a la destrucción de glóbulos rojos (hemolisis). Esto es ocasionado debido a la mayor cantidad de agua destilada y una pequeña cantidad de suero fisiológico. Lo que hace que la célula se rompa por la solución hipotónica. Los glóbulos rojos destruidos, tuvieron aumento en el paso del agua hacia su interior. No.8 y No.9 El tubo No.8 no tuvo una buena separación entre el plasma y los glóbulos blancos, debido a que estas células sufrieron de Hemolisis, por la gran concentración de agua destilada (sol. Hipotónica). Lo que hizo que los glóbulos rojos se destruyeran y su hemoglobina saliera hacia el plasma, y así dale un color rojizo a las solución que se encontraba en el tubo. El tubo No. 9 no se introdujo a la centrifugadora, pero este, iba a tener un resultado similar al 8, debido a su concentración de agua destilada. La mayor parte de los glóbulos rojos, aumenta su paso de agua hacia su interior, por eso sufren de turgencia. Tonicidad: Muestra Análisis de Resultados No.1 En esta muestra se observan los glóbulos rojos de tamaño normal, ya que ellos se encuentran en una solución con menor cantidad de agua destilada (sol. Hipotónica) y con mayor cantidad de suero fisiológico (sol. Isotónico), lo que hace que su medio exterior este equilibrado (sol. Hipertónica) y este no sufra de deformación. No.2 Esta muestra tiene un aumento leve de agua destilada, lo que hace que esta se observe con un mínimo crecimiento de las células de los glóbulos rojos. Aun no llegan a una deformación pero sí aumentan de tamaño. El mínimo crecimiento de los glóbulos rojos se debe a que hay un aumento de agua destilada y menor cantidad de suero fisiológico. No.3 En esta muestra los glóbulos rojos tienen un mayor aumento de tamaño, debido al desequilibrio que se tiene. Tienen un mínimo aumento en la cantidad de agua destilada, y una mínima disminución de la cantidad de suero fisiológico, esto hace que su medio exterior este aún más desequilibrado y los glóbulos rojos aumente de tamaño. No.4 En la muestra No.4, hay un aumento mayor al tamaño real de los glóbulos rojos, debido al incremento de agua destilada y la disminución de suero fisiológico. Esto hace que el medio exterior de estos, sea hipotónico y aumente el paso de agua hacia las células y estas aumenten de tamaño. No.5 La muestra No.5 nos deja observar que los eritrocitos aumentaron aún más, de tamaño. Lo que los llevara a una destrucción de ellos, por el mismo aumento de agua destilada y disminución de suero fisiológico. Lo que hace a su medio externo, un medio hipotónico. No.6 En la muestra se observan los eritrocitos con un tamaño muy grande, la mayor parte se ve destruido, lo que fue ocasionado por la gran cantidad de agua destilada, ya que esta es una solución hipotónica y hace que la célula se destruya por el paso masivo de agua a su interior. Conclusiones Al colocar un glóbulo rojo en una solución que contenga más suero fisiológico la célula reacciona de una forma más normal comparado con una solución que contenga mayor cantidad de agua destilada. A partir de la muestra 4 los glóbulos rojos empiezan a cambiar de apariencia, se notan más hinchados que los primeros por la menor presencia de suero fisiológico y mayor cantidad de agua destilada. En la última muestra de osmolaridad en donde se agregaron 17 gotas de agua destilada se podía observar la poca presencia de eritrocitos y las que habían sobrevivido estaban muy hinchadas. Al centrifugar la misma cantidad de agua destilada, suero fisiológico y glóbulos rojos se pudo observar que en la muestra 1 donde había dominancia de suero fisiológico, hubo una leve separación de células con respecto al plasma. En la muestra 3, 4,5 (centrifugadas), se pudo ver de mejor manera como las células se separaron del plasma gracias a la presencia de solución salina. En la muestra 8, donde dominaba la presencia de agua destilada, se determinó que no había mayor separación de las células respecto a su plasma, ya que estas fueron destruidas. En las muestras de tonicidad, el tubo No. 3 donde había dominancia de suero no fisiológico (11 gotas), respecto al agua destilada (7gotas) Los eritrocitos continuaron con su apariencia normal. En el tubo No. 6 de tonicidad, se observó la poca presencia de eritrocitos y los que sobrevivían tenían una apariencia muy grande y redonda por la alta cantidad de agua destilada (16 gotas). Bibliografías Pearl, S., Berg, L., & Martin, D.. (1998). Biología de Ville. Mexico: Mc Graw Hill Interamericana Karp., G. (2005). Biología Celular y Molecular. México: Mc Graw Hill Interamericana. Pp. 161-164 Murray, R: Kennelly, P.; Bender, D. (2010) . Harper, BIOQUIMICA ILUSTRADA. Trad. Bernardo Rivera Muñoz. 28 edición Mexico. McGraw-Hill. 406-410 p. Bailey, P.; Bailey, C. QUIMICA ORGANICA: CONCEPTO Y APLICACIÓN. TRAD. Hector Escalona y García. 5 ed. Mexico. Pearson. 211, 343, 470, 210, 357. (1992) SOLOCIONES OSMOLARES Y TONICAS. Investigación y ciencia. Edición española de “Scientific American” No.186 (1988) MOVIMIENTO DE CELULAS. Investigación y ciencia. Edición española de “scientific American” No. 137 (1984) OSMOLARIDAD ERITROCTARIA. Investigación y ciencia. Edición española de “scientific American” No. 91 Gómez, R., Alsinna, M., Álvarez, V., Barba, N., Cortés, M., Llopis, M., & Martínez, C.. (2009, agosto 21). Hemólisis en las Muestras para Diagnóstico. Revista del Laboratorio Clínico, 185-189. 25-02-2017. Consultado el 23 de febrero de 2017. Disponible en: http://www.elsevier.es/es-revista-revista-del-laboratorio-clinico-282-articulo-hemolisis-las-muestras-diagnostico-S188840080900083X Base de datos. Prácticas de Fisiología vegetal. (2016). Observación de Procesos Osmóticos en Células Vegetales. 25-02-2017, de Prácticas de Fisiología Vegetal. Consultado el 23 de febrero de 2017. Disponible en: http://www4.ujaen.es/~amocana/F.V/fen%F3menos%20osm%F3ticos.pdf Soluciones osmolares y tonicas. (En línea) Consultado el 24 de febrero del 2017. Disponible en: http://quimica.laguia2000.com/general/osmolaridad-tonicidad Ficha de Coevaluación Nombres completos Punteo asignado Firma Silvia Beatriz Gallardo Gregorio María José Figueroa Alfaro Erick Adrián Bac Chiroy Ana Lucía Chutá Armira (Coordinadora) Luis Fernando Tepé Hernández