A G U A

AGUA

60% del peso corporal es agua                

50-60% en adultos

75% en niños

Agua corporal total = 40 litros; 25 litros intracelulares (en el interior de las membranas celulares) / 15 litros extracelulares (plasma y sangre)

- Solvente de la vida.

- Irriga las células.
- Molécula parecida a un tetraedro.

- Disuelve y transporta compuestos en la sangre.

- Proporciona un medio para el movimiento de moléculas en los compartimentos celulares.

- Disipa el calor.

- Participa en las reacciones químicas.

- Tendencia a formar puentes de hidrógeno y de carácter dipolar.

- Excelente disolvente para compuestos iónicos.

Estructura: La mayor electronegatividad del oxígeno (O) da lugar a un desplazamiento de carga negativa hacia el oxígeno. La repulsión entre los hidrógenos positivos (+) da lugar a un ángulo de enlace de 104.5. Enlace H-O-H

El agua como disolvente:

- Moléculas hidrófilas: Afines al agua, son polares. Hidroxilo, sulfidrilo, esteres, cetonas.

- Moléculas hidrófobas: Repelen el agua, apolares. Clatrato, hidrocarburos, se produce por una disminución de la entropía.

- Moléculas anfipáticas: Propiedad de una molécula de tener partes hidrófilas e hidrófobas. Ácidos grasos y detergentes. Micelas o vesículas bicapa. Fosfolípidos.

Propiedades físico químicas

La capacidad disolvente es la responsable de 2 funciones importantes para los seres vivos:

1) Medio en que transcurren la mayoría de las reacciones del metabolismo.

2) Aporte de nutrientes y eliminación de desechos a través de sistemas de transporte acuosos.

a) Puentes de hidrógeno: Fuerza de cohesión entre sus moléculas. Forman una estructura compacta. 

b) Elevada fuerza de adhesión.

c) Gran calor específico: Absorbe grandes cantidades de calor que utiliza en romper los puentes de hidrógeno. Su temperatura desciende más lentamente que la de otros líquidos a medida que va liberando energía al enfriarse. Esta propiedad permite al citoplasma acuoso servir de protección para las moléculas orgánicas en los cambios bruscos de temperatura.

Características generales

- PM: 18

- Temp. de fusión: 0 ºC

- Temp. de ebullición: 100 ºC

- Calor específico: 1cal/ gºC

- Calor de vaporización: 538.7 cal/g

- Momento dipolar: 1.84

- Máxima densidad (congelación) a 4 ºC 

Movilidad del agua

- Vibracional

- Rotación

- Translación 

Depende del estado...

• Gaseoso: Movimiento libre y simple con cambio de forma y tamaño.
•  Líquido sólido: Complejo por la unión con otras moléculas. 

Propiedades físicas del agua

Punto de ebullición (a 1 atm): 100 ºC

Punto de fusión: 0 ºC

Densidad: 1g/cc (centímetros cúbicos) en estado líquido a 4 ºC y 0.917 g/cc en estado sólido.

Tensión superficial: 7.3x10-2 J/m2

Viscosidad: 1.0 x 10-3 kg/m seg

Conductividad eléctrica: Muy escasa

¿Regula la temperatura? Sí; debido a su calor específico de 1 cal/g ºC

¿Ácida o básica? Neutra, pH 7

¿Olor, sabor, color? Inodora, insabora e incolora

Conductividad térmica: La mejor en líquidos

Presión critica: 217.5 atm

Temp. critica: 374 ºC

Funciones del agua

1. Medio donde ocurren las reacciones metabólicas
2. Amortiguador térmico
3. Transporte de sustancias
4. Responsable de turgencia y jugosidad
5. Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos (textura)
6. Reactivo en reacciones del metabolismo, aportando hidrogeniones o hidroxilos al medio.

A nivel biológico...

1. Estabiliza temperatura corporal
2. Medio de transporte de nutrientes y sustancias de desecho
3. Disuelve y permite mantener en solución o suspensión coloidal, es el medio en el cual se llevan a cabo reacciones químicas o enzimáticas
4. A nivel molecular, la interacción del agua afecta la estructura y conformación secundaria y terciaria de macromoléculas como proteínas y enzimas y por tanto el que sean activas o no.
5. Los tejidos solo se pueden desarrollar si el contenido de agua es el adecuado

Enfermedades derivadas

1) Diabetes tipo 1 -----> Falta de producción de insulina.

-----> Cetoacidosis: Consecuencia no tratada debido a concentraciones elevadas de cuerpos cétonicos en la sangre.

2) Sobredosis de saliciatos -------> Efectos complejos sobre el centro respiratorio y el metabolismo básico, que producen alteraciones en el tratamiento ácido-básico. Provoca alteración de la función renal.

3) Hiperventilación -------> Efectos complejos sobre el centro respiratorio y el tratamiento ácido-básico. Produce una alcalosis respiratoria. 

4) Enfermedades febricas -------> Tifoidea, salmonela, deshidratación. 

Glosario y datos importantes:

Dipolar:  Molécula en la que el centro de las cargas positivas no coincide con el de las cargas negativas, debido a un desplazamiento de los electrones hacia el polo negativo de la molécula, con lo cual se genera una molécula con dos polos, uno positivo y otro negativo.

Enlace covalente: Fuerza de atracción. Enlace + fuerte.

Puente de hidrógeno: Interacción débil no covalente entre el H de una molécula y el átomo más electronegativo de una molécula receptora. Aunque los puentes de H son suficientemente fuertes para disolver las moléculas polares en agua y separar las cargas, son lo suficientemente débiles para permitir el movimiento de agua y solutos. La fuerza del puente de hidrógeno entre 2 moléculas de agua es de 4 kcal. El puente de hidrógeno promedio dura 10 picosegundos (10-12 segs).

Solvente: Líquido que disuelve otra sustancia.

Soluto: Sustancia que se disuelve en una solución.

Hidrofílico: Atra el agua.

Hidrofóbico: Evade el agua.

pH: Potencial de Hidrógeno. Logaritmo negativo de la concentración de iones H (protones).

Ácido: Sustancia que puede liberar o ceder iones hidrógeno (protones)

Base: Sustancia que puede aceptar los iones hidrógeno

Amortiguadores: Son disoluciones que por el agregado de cantidades moderadas de ácidos o bases fuertes mantienen prácticamente constante el pH. Solución que resiste el cambio de pH cuando se agregan H o OH-. Para mantener el pH de los líquidos del cuerpo en límites compatibles con la vida, el cuerpo tiene amortiguadores como bicarbonato, fosfato y hemoglobina. 

Ósmosis: Paso de solvente a través de una membrana de una solución diluida hacia una más concentrada. Paso del agua por medio de una membrana semipermeable. Movimiento de agua (difusión) a través de un gradiente que da paso a solventes. 

Presión oncotica:  Presión osmótica ejercida por las proteínas del plasma. Presión osmótica ejercida por los coloides en una solución. Fuerza que controla la presión de líquido intra y extracelular por medio de proteínas.

Presión osmótica: Presión desarrollada cuando 2 soluciones de diferentes concentraciones del mismo soluto son separadas a través de una membrana semipermeable. Fuerza que se necesita para mantener la misma cantidad de agua en ambos lados de la membrana; a medida que se pierda agua de un compartimento es reemplazada con agua de otro para mantener una osmolaridad casi constante. 

Osmol: Cantidad de un soluto que existe en una solución como moléculas, comúnmente establecido en gramos, que es osmóticamente equivalente a un mol de los electrolitos que se comportan idealmente. 

Osmolalidad: Concentración de las partículas osmóticamente activas contenidas en una disolución, expresada en osmoles o en miliosmoles por kilogramo de disolvente.

Electrolitos: Diversos minerales que existen dentro de la sangre además de otros líquidos corporales. Algunos son; calcio, yodo, cloruro, magnesio, potasio.

Capilaridad: Cualidad que posee una sustancia para absorber un líquido.

- Las células musculares son las que más agua contienen.

- Los puentes de hidrógeno son los enlaces por excelencia del agua y...son débiles.

- Para romper 1 puente de hidrógeno se necesita 1 caloría.

- Cuando aumenta la presión atmosférica aumenta el calor.

- Metabolismo normal: Genera CO2, ácidos metabólicos (láctico) y ácidos inorgánicos (sulfuro).

- La concentración de iones hidrógeno determina la ACIDEZ de la solución; la de OH la ALCALINIDAD.

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