Vacuolas contráctiles en microorganismos
Una vacuola contráctil (CV) es un orgánulo, o estructura subcelular, que participa en la osmorregulación y la eliminación de residuos. Anteriormente, una CV se conocía como vacuola pulsátil o pulsante. Las CV no deben confundirse con las vacuolas que almacenan alimentos o agua. Las CV se encuentran predominantemente en los protistas y en las algas unicelulares. En entornos de agua dulce, la concentración de solutos en el interior de la célula es mayor que en el exterior. En estas condiciones, el agua fluye desde el entorno hacia la célula por ósmosis. Así, el CV actúa como mecanismo de protección contra la expansión celular (y posiblemente la explosión) por exceso de agua; expulsa el exceso de agua de la célula contrayéndose. Sin embargo, no todas las especies que poseen un CV son organismos de agua dulce; algunos microorganismos marinos y del suelo también tienen un CV. El CV predomina en las especies que no tienen pared celular, pero hay excepciones. A través del proceso de evolución, el CV fue eliminado en su mayor parte en los organismos multicelulares; sin embargo, todavía existe en la etapa unicelular de varios hongos multicelulares y en varios tipos de células en las esponjas, incluyendo amebocitos, pinacocitos y coanocitos.
Las fases de recogida de agua (expansión) y de expulsión de agua (contracción) del CV son periódicas. Un ciclo dura varios segundos, dependiendo de la especie y de la osmolaridad del medio. La fase en la que el agua fluye hacia la CV se denomina diástole. La contracción del CV y la expulsión del agua de la célula se denomina sístole. El agua siempre fluye desde el exterior de la célula hacia el citoplasma, y sólo entonces desde el citoplasma hacia el CV. Las especies que poseen un CV siempre lo utilizan, incluso en entornos muy hipertónicos (alta concentración de solutos), ya que la célula tiende a ajustar su citoplasma para volverse aún más hiperosmótica (hipertónica) que el entorno. La cantidad de agua expulsada de la célula y el ritmo de contracción están relacionados con la osmolaridad del entorno. En entornos hiperosmóticos, se expulsará menos agua y el ciclo de contracción será más largo.
El número de CV por célula varía, dependiendo de la especie. Las amebas tienen una; Dictyostelium discoideum, Paramecium aurelia y Chlamydomonas reinhardtii tienen dos; y las amebas gigantes, como Chaos carolinensis, tienen muchas. En algunos organismos eucariotas unicelulares (por ejemplo, las amebas), los desechos celulares, como el amoníaco y el exceso de agua, se excretan por exocitosis cuando las vacuolas contráctiles se fusionan con la membrana celular, expulsando los desechos al medio ambiente. En el Paramecium, que presumiblemente tiene el CV más complejo y evolucionado, la vacuola está rodeada por varios canales que absorben agua por ósmosis del citoplasma. Una vez que los canales se llenan de agua, ésta es bombeada a la vacuola. Cuando la vacuola está llena, expulsa el agua a través de un poro en el citoplasma que puede abrirse y cerrarse.