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Un grand nombre d’êtres vivants sur Terre ont besoin d’eau pour survivre, et les humains en font partie. Pour les humains et pour les autres espèces animales ou végétales qui ont besoin d’eau, ce liquide circule en eux grâce à l’osmose. Voyons cela en détail.
Une explication au déplacement de l’eau dans les cellules animales et végétales
L’osmose est le mouvement net des molécules de solvant à travers une membrane semi-perméable. Plus spécifiquement, l’osmose est le mouvement net spontané ou la diffusion de molécules de solvant à travers une membrane sélectivement perméable ; c’est-à-dire, une membrane qui bloque le passage des substances dissoutes, ou solutés. Cela se fait à partir d’une région à fort potentiel hydrique (région de concentration de soluté plus faible) vers une région de faible potentiel hydrique (région de concentration de soluté plus élevée).
La direction de la diffusion tend à égaliser les concentrations de soluté des deux côtés. Pour faire plus simple, si on se réfère à l’eau comme solvant, l’osmose est ainsi le mouvement des molécules d’eau d’une solution à forte concentration de molécules d’eau vers une solution à faible concentration de molécules d’eau, à travers la membrane partiellement perméable d’une cellule. L’osmose est un processus vital dans les systèmes biologiques, car les membranes biologiques sont semi-perméables.
L’osmose joue un rôle important dans le transport des nutriments et la libération des déchets métaboliques au sein d’une cellule vivante. Ce phénomène biophysique permet aussi de stabiliser le mouvement interne d’eau et de liquide intracellulaire dans une cellule. Enfin, l’osmose contrôle également la diffusion de cellule à cellule et maintient la structure mécanique d’une cellule. Plus spécifiquement, l’osmose est ce qui permet chez les plantes de maintenir la teneur en eau dans les cellules. Chez les animaux, c’est l’osmose qui permet de transférer l’eau des intestins vers le sang.
Les différents types d’osmose
Notons que l’osmose peut être scindée en deux types en fonction de la direction de diffusion du solvant. On parle d’endosmose si une cellule est placée dans une solution hypotonique et que l’eau se déplace à l’intérieur de la cellule, la faisant gonfler. Cela se produit parce que la concentration de soluté de la solution est inférieure à la concentration à l’intérieur de la cellule. Comme exemple d’endosmose, il y a les raisins secs qui gonflent lorsqu’ils sont placés dans de l’eau normale.
L’autre type d’osmose est l’exosmose. Cela se produit quand une cellule est placée dans une solution hypertonique et l’eau à l’intérieur de la cellule se déplace vers l’extérieur, provoquant une plasmolyse cellulaire. Cela se produit parce que la concentration de soluté dans la solution est supérieure à la concentration à l’intérieur du cytoplasme. Par exemple, on parle d’exosmose lorsque des raisins secs sont placés dans une solution saline concentrée et qu’ils se ratatinent pour cette raison.
Notons qu’il existe un phénomène similaire à l’osmose, mais qui fonctionne dans le sens inverse, et cela s’appelle tout justement l’osmose inverse. On parle ainsi d’osmose inverse lorsqu’un solvant s’écoule d’une solution plus concentrée vers une solution moins concentrée à travers une membrane semi-perméable. Cela se produit lorsqu’une pression est appliquée sur un côté de la membrane. C’est l’osmose inverse qui est généralement utilisée dans les systèmes de purification de l’eau.