Tonicitatea (din τόνος - „tensiune” ) este o măsură a gradientului de presiune osmotică , adică diferența de potențial de apă a două soluții separate de o membrană semipermeabilă . Acest concept este de obicei aplicat soluțiilor din jurul celulelor . Presiunea osmotică și tonicitatea pot fi afectate numai de soluțiile de substanțe care nu pătrund în membrană ( electroliți , proteine etc.). Soluțiile care pătrund în membrană au aceeași concentrație pe ambele părți ale membranei și, prin urmare, nu modifică tonicitatea.
Există trei variante de tonicitate: o soluție în raport cu alta poate fi izotonă, hipertonică și hipotonică.
Izotonia este egalitatea presiunii osmotice în mediile lichide și țesuturile corpului, care este asigurată prin menținerea concentrațiilor echivalente osmotic a substanțelor conținute în acestea. Izotonia este una dintre cele mai importante constante fiziologice ale organismului, asigurată de mecanismele de autoreglare . O soluție izotonă este o soluție care are o presiune osmotică egală cu cea intracelulară. O celulă scufundată într-o soluție izotonă se află într-o stare de echilibru - moleculele de apă difuzează prin membrana celulară în cantități egale spre interior și spre exterior, fără a se acumula sau a fi pierdute de celulă. Abaterea presiunii osmotice de la nivelul fiziologic normal implică o încălcare a proceselor metabolice dintre sânge, lichidul tisular și celulele corpului. O abatere puternică poate perturba structura și integritatea membranelor celulare.
O soluție hipertonă este o soluție care are o concentrație mai mare de substanță față de apa intracelulară. Când o celulă este scufundată într-o soluție hipertonică, are loc deshidratarea acesteia - iese apă intracelulară, ceea ce duce la uscarea și încrețirea celulei. Soluțiile hipertonice sunt utilizate în osmoterapie pentru tratarea hemoragiei intracerebrale .
O soluție hipotonă este o soluție care are o presiune osmotică mai mică în raport cu alta, adică are o concentrație mai mică a unei substanțe care nu pătrunde în membrană. Când o celulă este scufundată într-o soluție hipotonică, are loc pătrunderea osmotică a apei în celulă odată cu dezvoltarea hiperhidratării acesteia - umflare, urmată de citoliză . Celulele vegetale în această situație nu sunt întotdeauna deteriorate; atunci când este scufundată într-o soluție hipotonică, celula va crește presiunea turgenței , reluându-și funcționarea normală.
Celulele epidermice ale tradescantia sunt normale și în plasmoliză.
În celulele animale, un mediu hipertonic face ca apa să scape din celulă, provocând contracția celulară (creație). În celulele vegetale, efectele soluțiilor hipertonice sunt mai dramatice. Membrana celulară flexibilă se extinde de la peretele celular , dar rămâne atașată de acesta la plasmodesmate . Se dezvoltă plasmoliza - celulele capătă un aspect de „ac”, plasmodesmele practic încetează să funcționeze din cauza contracției.
Unele organisme au mecanisme specifice pentru a depăși hipertonicitatea mediului. De exemplu, peștii care trăiesc într-o soluție salină hipertonică mențin presiunea osmotică intracelulară prin excretarea activă a sării în exces pe care au băut-o. Acest proces se numește osmoreglare.
Într-un mediu hipotonic, celulele animale se umflă până la punctul de rupere ( citoliza ). Pentru a elimina excesul de apă din peștii de apă dulce, procesul de urinare are loc în mod constant. Celulele vegetale rezistă bine efectelor soluțiilor hipotonice datorită peretelui lor celular puternic, oferind osmolaritate sau osmolalitate eficientă .
Unele medicamente pentru uz intramuscular sunt administrate de preferință sub formă de soluție ușor hipotonică, ceea ce le permite să fie mai bine absorbite de țesuturi.