Propiedades de las dispersiones coloidales

El medio interno celular tiene carácter coloidal, y presenta las siguientes propiedades:

- Efecto Tyndall

Las dispersiones coloidales son transparentes y claras, aunque presentan cierta turbidez cuando se iluminan de forma transversal. Este fenómeno es debido a a la dispersión de la luz provocada por partículas coloidales de gran tamaño.

- Movimiento browniano

Las partículas coloidales presentan un movimiento arbitrario y desordenado provocado por las moléculas de la fase dispersante, cuyo estado físico implica un continuo movimiento de sus componentes moleculares.

- Sedimentación

Las partículas coloidales se mantienen en suspensión, pero es posible su sedimentación (floculación) cuando se someten a un fuerte campo gravitatorio.

- Elevada viscosidad

Las dispersiones coloidales son muy viscosas porque contienen moléculas de gran tamaño; su viscosidad se incrementa a medida que aumenta la masa molecular o el número de partículas coloidales.

- Elevada adsorción

La adsorción es la capacidad de atracción que ejerce la superficie de un sólido sobre las moléculas de un líquido o un gas. El poder adsorbente de las partículas coloidales facilita la verificación de reacciones químicas.

- Diálisis

Es el proceso de separación de las moléculas que integran una dispersión coloidal en función de su tamaño a través de una membrana semipermeable. Esta membrana permite el paso de moléculas de pequeño tamaño (sales minerales, iones) y de agua, e impide el de las macromoléculas o partículas coloidales. La membrana celular actúa como una membrana de diálisis que permite el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior celular, e impide la salida de las macromoléculas que quedan en el interior.

Carácter coloidal de la materia viva

La gran cantidad de agua contenida en la materia viva actúa como disolvente o fase dispersante para diversas moléculas de soluto, que constituyen la fase dispersa. En general, cuando las moléculas dispersas en un disolvente tiene diámetros inferiores a 10 elevado a -7 cm, las mezclas formadas se conocen como disoluciones verdaderas, que son mezclas homogéneas. Cuando los diámetros de las partículas son superiores y oscilan entre 10 elevado a -7 y 2 x 10 elevado a -5 cm, se forman unas mezclas heterogéneas denominadas dispersiones coloidales o simplemente coloides.

- Las partículas de soluto de las dispersiones coloidales

En la materia viva, las disoluciones verdaderas contienen moléculas de soluto de pequeño tamaño, como azúcares, sales minerales o aminoácidos. Las partículas de soluto de las dispersiones coloidales, sin embargo, son grandes moléculas, como polisacáricos, proteínas, lípidos o ácidos nucleicos. A pesar de la elevada masa molecular de algunas de las moléculas dispersas, las dispersiones coloidales son estables y las partículas coloidales no sedimentan.

- Estados físicos de las dispersiones coloidales

Estas dispersiones pueden, a su vez, presentar dos estados físicos:

+ Sol

Un coloide en forma de sol tiene aspecto líquido, ya que las moléculas de soluto que constituyen la fase dispersa se encuentran en menor cantidad que las de la fase dispersante líquida.

+ Gel

Un coloide en forma de gel tiene aspecto semisólido y gelatinoso. Las moléculas de disolvente están "atrapadas" entre las de soluto, que se entrelazan formando una red continua que actúa como fase dispersante. La red impide que el disolvente fluya, por lo que el gel se comporta como un sólido blando y fácil de deformar. Los geles de pectinas se extraen de las membranas celulares de algunas frutas; la gelatina es una proteína gelicante que se obtiene de los huesos y la piel, y el colágeno puede formar fibras que se encadenan para formar geles.

- Situaciones en las que los estados de sol y gel alternan en las células

En las células, los estados de sol y gel se alternan según las variaciones de concentración de las partículas coloidales y los lugares en los que se encuentren. Las variaciones de temperatura, pH, presión o concentración aumentan la reactividad de las micelas, de tal manera que las reacciones que se producen entre ellas pueden modificar el estado de las dispersiones coloidales, pasando de sol a gel. No en todos los casos este proceso es reversible; por ejemplo, la clara de huevo (sol) se coagula por efecto del calor y no puede retornar a este estado.

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Importancia biológica del agua

Como consecuencia de las propiedades inherentes a su estructura, el agua realiza funciones biológicas imprescindibles para el mantenimiento de la vida.

- Principal disolvente biológico

El agua, además de disociar compuestos iónicos, puede manifestar también su acción como disolvente mediante el establecimiento de enlaces de hidrógeno con otras moléculas que contienen grupos funcionales polares, como alcoholes, aldehídos o cetonas, provocando su dispersión o disolución.

- Función metabólica

El agua constituye el medio en el que se realizan la mayoría de las reacciones bioquímicas; en ocasiones, además, interviene de forma activa en la reacción, como en el caso de la hidrólisis.

- Función estructural

La elevada cohesión de las moléculas permite al agua dar volumen a las células, turgencia a las plantas e incluso actuar como esqueleto hidrostático en algunos animales invertebrados. También explica las deformaciones que experimentan algunas estructuras celulares como el citoplasma.

- Función mecánica amortiguadora

El ser un líquido incompresible le permite ejercer esta función en las articulaciones de los animales vertebrados, constituyendo el líquido sinovial que evita el contacto entre los huesos.

- Función de transporte

La elevada capacidad disolvente del agua permite el transporte de sustancias en el interior de los seres vivos y su intercambio con el medio externo, facilitando el aporte de sustancias nutritivas y la eliminación de productos de desecho. La capilaridad contribuye a la ascensión de la savia bruta a través de los vasos leñosos.

- Función termorreguladora

El elevado calor específico del agua permite mantener constante la temperatura interna de los seres vivos. El elevado calor de vaporización explica la disminución de temperatura que experimenta un organismo cuando el agua se evapora en la superficie de un ser vivo.

- Permite la vida acuática en climas fríos

Su mayor densidad en estado líquido explica que al descender la temperatura, se forma una capa de hielo en la superficie, que flota y protege de los efectos térmicos del exterior al agua líquida que queda debajo; este hecho permite la supervivencia de muchas especies.

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