La tonicidad de una solución determina si una célula gana o pierde agua en esa solución. La tonicidad depende de la permeabilidad de la membrana celular para diferentes solutos y la concentración de solutos no penetrantes en la solución dentro y fuera de la célula. Si una membrana semipermeable dificulta el paso de algunos solutos pero permite que el agua siga su gradiente de concentración, el agua se mueve desde el lado con baja osmolaridad (es decir, menos soluto) hacia el lado con mayor osmolaridad (es decir, mayor concentración de soluto). La tonicidad del fluido extracelular determina la magnitud y la dirección de la ósmosis y da lugar a tres condiciones posibles: hipertonía, hipotonía e isotónica.
En biología, el prefijo “iso” significa igual o ser de medidas iguales. Cuando el líquido extracelular e intracelular tiene una concentración igual de soluto no variable dentro y fuera, la solución es isotónica. Las soluciones isotónicas no tienen movimiento neto de agua. El agua seguirá en movimiento dentro y fuera, sólo en proporciones iguales. Por lo tanto, no se produce ningún cambio en el volumen de la celda.
El prefijo “hypo” significa inferior o inferior. Siempre que hay una baja concentración de soluto no variable y una alta concentración de agua fuera en relación con el interior, el ambiente es hipotónico. El agua se moverá en la celda, haciendo que se hinche. En las células animales, el hinchazón en última instancia hace que las células estallen y mueran. El agua dulce es un ejemplo de un ambiente hipotónico. Los organismos de agua dulce tienden a tener una mayor osmolaridad (es decir, una mayor concentración de sal) dentro de sus células que el cuerpo de agua circundante, como un lago o un río.
Por el contrario, el prefijo “hiper” significa más o superior. Durante la hipertonicidad, el líquido extracelular contiene más soluto (es decir, alta osmolaridad) y menos agua que el interior de una célula. Por lo tanto, el agua se mueve fuera de la célula, haciendo que las células animales se encojan. El agua salada es un ejemplo de líquido extracelular hipertónico porque tiene una mayor osmolaridad (es decir, una mayor concentración de sal) en contraste con la mayoría de los fluidos intracelulares.
Para evitar la contracción y el hinchazón que se produce en las soluciones hipertónicas e hipotónicas, las células animales deben tener estrategias para mantener el equilibrio osmótico. El proceso por el cual se logra el equilibrio osmótico se llama osmoregulación. Las estrategias osmorreguladoras pueden agruparse en dos categorías: regulación y conformado. Los Osmoreguladores controlan y mantienen sus condiciones osmóticas internas independientes de las condiciones ambientales. Por el contrario, los osmoconformadores utilizan procesos internos activos y pasivos para imitar la osmolaridad de su entorno.
Muchos animales, incluidos los humanos, son osmoregulators. Por ejemplo, los peces que viven en agua salada, un ambiente hipertónico, son capaces de regular el agua perdida para el medio ambiente tomando grandes cantidades de agua y excretando con frecuencia sal. Los peces que viven en agua dulce mitigan la ósmosis constante del agua en sus células por micción frecuente que libera agua del cuerpo.
La mayoría de los invertebrados marinos, como langostas y medusas, son osmoconformes. Los osmoconformers mantienen una concentración interna de soluto —u osmolaridad— igual a la de su entorno, y por lo tanto prosperan en ambientes sin fluctuaciones frecuentes.
