Figura. Ósmosis y tonicidad

Las células mantienen un volumen relativamente estable cuando se encuentran en una solución isotónica, es decir, cuando la concentración efectiva de solutos es semejante dentro y fuera de la membrana. Aunque el agua atraviesa continuamente la membrana por ósmosis, entra y sale en proporciones equivalentes, por lo que no existe un cambio neto importante en el tamaño celular. Este equilibrio resulta esencial para conservar la forma, el funcionamiento de las proteínas y la concentración interna de sustancias necesarias para el metabolismo.

En una solución hipotónica, el medio externo posee menor concentración de solutos que el interior celular. Por ello, el agua tiende a entrar a la célula, aumentando su volumen y su presión interna. Las células animales, al no poseer una pared rígida, pueden hincharse y llegar a romperse; este proceso se denomina lisis celular. En cambio, las células vegetales resisten mejor la entrada de agua gracias a su pared celular, que limita la expansión y genera turgencia. En una solución hipertónica ocurre lo contrario: el exterior contiene más solutos, el agua sale de la célula y esta se arruga. En células vegetales, la membrana puede separarse parcialmente de la pared celular, fenómeno llamado plasmólisis.

Para resistir estas tensiones tónicas, los seres vivos han desarrollado mecanismos de osmorregulación. Algunas células controlan activamente el transporte de iones y moléculas mediante proteínas de membrana, compensando los cambios del medio externo. Los organismos de agua dulce, por ejemplo, pueden expulsar el exceso de agua mediante vacuolas contráctiles. Además, ciertas células de ambientes extremos acumulan solutos compatibles, sustancias que elevan la concentración interna sin alterar de manera grave sus procesos bioquímicos. Así, la tonicidad no solo explica el movimiento del agua: también muestra cómo las células ajustan su composición interna para conservar su integridad, equilibrio y supervivencia.