Osmose

L’osmose est le mouvement net d’un solvant, généralement l’eau, à travers une membrane qui laisse passer ce solvant plus facilement que certains solutés. Dans le cas simple de deux solutions soumises à la même pression, l’eau se déplace vers la solution la plus concentrée en particules retenues. Le phénomène est passif : il ne nécessite pas de dépense métabolique directe.

Une membrane sélective

Une membrane perméable à l’eau mais peu perméable à un soluté sépare deux compartiments dont la composition peut rester différente. Des molécules d’eau circulent dans les deux sens ; c’est leur bilan qui constitue le flux osmotique. À l’équilibre, un mouvement moléculaire persiste même si le flux net devient nul.

La comparaison porte sur les particules dissoutes et sur la sélectivité de la membrane. Elle ne se réduit pas à la masse de « minéraux » contenue dans l’eau. Des molécules organiques dissoutes peuvent également contribuer au phénomène. Si un soluté traverse lui-même facilement la membrane, son effet sur le volume des compartiments diffère de celui d’un soluté retenu.

Effets sur les cellules

Une cellule placée dans un milieu relativement dilué peut gagner de l’eau ; dans un milieu relativement concentré, elle peut en perdre. Ces variations modifient son volume. La réponse dépend de la composition interne, des propriétés membranaires et des mécanismes qui régulent les échanges.

La diffusion d’un soluté, le transport actif d’ions et l’osmose sont des mécanismes distincts, bien qu’ils interagissent. Un transport ionique peut créer ou maintenir une différence de concentration qui entraîne ensuite un mouvement d’eau. L’eau n’est pas transportée activement pour le seul motif que les cellules contrôlent leur composition.

Chez les poissons

Les échanges branchiaux et digestifs exposent les poissons aux différences entre l’eau ambiante et leurs liquides corporels. Les téléostéens d’eau douce gagnent passivement de l’eau ; les téléostéens marins tendent à en perdre. L’osmorégulation compense ces flux par l’action coordonnée des branchies, du rein et de l’intestin.

Osmose inverse

Une pression appliquée à une solution peut forcer l’eau à traverser une membrane dans le sens opposé au flux spontané. Ce principe est utilisé dans les appareils d’osmose inverse. La production d’une eau appauvrie en solutés relève alors d’un procédé technique alimenté en énergie, tandis que l’osmose décrit le phénomène passif.