domingo, 14 de diciembre de 2014

2. Agua
Es la molécula más abundante de los s.v. +/- el 70% del organismo, dependiendo del s.v., de la edad del organismo y de su edad. Lo más característico es su estructura química, que será la que determine sus propiedades tan anómalas. Está formada por 2 átomos con mucha diferencia de electronegatividad.
Los e- compartidos no estan a a misma distancia del O y el H como es normal en los e. covalentes. El O les atrae con más fuerza, con lo que se sitúan simétricamente más cerca del O...e.covalente dativo. Normalmente los e.c. forman moléculas neutras, pero en este caso su desigual distribución hacen que aparezcan eléctricas (de ahí el dipolo del agua).
Entre sus moléculas aparece un enlace llamado enlace por puentes de H. Es débil, pero a su vez el más fuerte de los débiles. Estos provocan que las moléculas de agua no estén aisladas, sino que esten unidas (3,4,8,9) y formando siempre tetrahedros.
Esto explica las anómalas propiedades del agua, que tienen unas consecuencias.

2.1. Propiedades y funciones biológicas
Se deben a los puentes de H, del dipolo. Son funciones raras, pero normales para nosotros.
Su abundancia se debe a que sus propiedades son vitales, y que les permiten realizar sus funciones biológicas.
1) Es líquida a temperatura ambiente.
Normalmente los gases son los que tienen un bajo peso molecular, pero el H2O aunque también lo tiene (18g) debido a su dipolo, provocado por los puentes de H, con los que forman tetrahedros, de moléculas unidas, hace que no estén separados y por ello formen un líquido. El H2O líquido  es esencial para la vida.
2) Tiene un alto calor específico
El calor específico es el calor necesario para elevar 1ºC/1g.
Temperatura es la medida de agitación térmica de las partículas.
En el agua siempre hay E térmica, menos en el 0 absoluto (-273ºC).
De todo el calor que metemos en H2O, una parte se consume en romper los puentes de H y el resto se convierte en agitación= temperatura.
Esto le permite amortiguar los cambios de T que producirán las miles de reacciones metabólicas que se intercambian en un medio acuoso, produciendo solo pequeños cambios de T, porque el agua absorbe la E. Muy importante en los homeostermos, que mantienen la T corporal constante.
3) Tiene un elevado calor de vaporización
El calor de evaporización es la cantidad de calor necesaria para evaporar 1g.
El calor de una sustancia hace que se agiten sus partículas hasta alcanzar las presión atmosférica.
Esto permite el enfriamiento por transpiración en los s.v. y el ascenso de la savia bruta, a través de un capilar empujado por la transpiración.
4) Tiene un elevado punto de fusión y densidad en estado sólido
El agua se3 hace líquida a 0ºC (alta T) y sólida a -0ºC (baja T).
Cuando está líquida, sus moleculas están unidas, para que los enlaces se hagan fijo, sólidos, hace3 falta que la agitación disminuya.
Lo normal es que las moléculas en estado sólido se amontonen, pero el H2O en líquido forma tetrahedros que se hacen facilmente sólidos al disminuir la T, dejando huecos de aire entre ellos, haciendo que floten sobre el agua líquido.
El H2O es menos denso en estado sólido que en estado líquido, por ejemplo, el hielo flota en los polos y el fondo del mar no se congela, por lo que permite la vida en los mares fríos.
5) Es un disolvente universal de sustancias polares
La mayoría de las moléculas orgánicas son polares y deben estar en un medio que también sea polar. El agua es dipolo, y rodean a las cargas contrarias, las aisla y rompe sus enlaces, separando los átomos, disolviendolos.
El medio interno es acuoso y sirve para el transporte en disolución de las sustancias polares (sangre).
Las sustancias apolares, son influidas por el H2O que determinará su forma, ya que el H2O hace que cambie su posición.
Todas estas funciones vitales del H2O son pasivas.
Hay otras funciones vitales que son activas (interviene en la mayoría de reacciónes metabólicas):
- Hidratación: meter H2O donde no la había.
- Hidrólisis: la mayoria de enlaces en m.o. desprenden la misma E que se necesita para formarse.
- Redox (oxido-reducción)
- Fotolisis: fase luminosa de la fotosíntesis H2O->2H + 2e-  (obtener e-)
- Sintesis de ac.grasos: los camellos acumulan ac.grasos que están formados: E + H2O.

2.2. Disoluciones y dispersiones acuosas
Los líquidos de nuestro medio interno son basicamente H2O + otras sustancias que dan lugar a 3 casos:
- Disolución: disolvente(H2O) + soluto polar  (moleculas muy pequeñas)
- Suspensión: H2O + soluto apolar (moleculas muy grandes)
Nuestro medio está en dispersión:
- Dispersión: ni es disolución ni es suspensión, está en medio. no hay disolvente ni soluto.
Hay 2 fases: fase dispersante y fase dispersa.
· fase dispersante: sus moléculas no son ni pequeñas ni grandes y +/- es polar. No se disuelven porque son demasiado grandes pero son lo suficientemente pequeñas para dispersarse homogeneamente. Por eso todas las dispersiones son turbias. No sedimentan por la agitación térmica y porque la carga electrica que son iguales provoca una repulsión electrica entre ellas.

Las propiedades de las que hablamos antes era H2O puro. En las disoluciones y dispersiones ya el H2O no es puro. Desde que se forman ya cambian las propiedades del H2O. ej:
H2O + sal -> necesita 100ºC para calentarse
Las propiedades de las disoluciones y las dispersiones es mantener la constancia de ls variables del medio interno-> la homoestasis. De ella depende la vida de los s.v. :
+ homeostasia-> +evolución y +independencia del medio

Tipos de dispersión según las fases:
- fase dispersante es gaseosa y fase dispersa sólida o líquida.
- fase dispersante es líquida (H2O) y fase dispersa líquida o sólida; pueden predominar una sobre la otra:
· sol: predomina f.dispersante sobre la f.dispersa (hialoplasma->citosol)
· gel: predomina f.dispersa sobre la f.dispersante (jaléa, gelatina, flan)
Entre estas dos se pueden interconvertir, cambiando las proporciones.
Otro tipo de situación que se da en el m.interno:
- Dispersión por emulsión: mezcla 2 líquidos inmiscibles para que la emulsión quede estabilizada se necesita una sutancia emulsionante (ej: H2O + aceite -> emulsionada por el jabón).

2.3. Osmosis y presión osmótica
Desde que se forma una dispersión o disolución, aparece un movimiento de su moléculas llamado difusión, que cesa cuando se igualan las concentraciones en toda ella.
Es muy utilizada por los s.v. para el transporte de las sustancias sin gasto de E.
Esto es lo que empuja a las moléculas en la presión osmotica que es directamente proporcional con el soluto. A +p.osmótica-> +soluto-> +dispersión.
Esto ocurre para mantener el medio isotonico: la concentración del medio tiene que ser = a la de la célula. Esto evita que se hinche o se arrugue la cc ->
Si hay +soluto fuera que dentro de la cc-> medio hipertónico. (arruga la cc)
Si hay -soluto fuera que dentro de la cc-> medio hipotónico. (hincha la cc)

2.4. Producto iónico del H2O. escala del PH
Es un electrolito débil (le aparecen cargas electricas).
De 550 milllones de moléculas se ioniza solamente 1.
La fuerza del puente de H hace que el protón de una molécula pase a la otra y que el ión que comparte con el H-O se lo quede el O.
El H2O puro a 25ºC --> |HO-|+ |HO+|= 10-14  (producto iónico del agua) son inversamente proporcionales.
Esto se utiliza como referencia para medir la acidez o basicidad.
Cuando el agua pura a 25ºC es neutra: |HO-|=|H+|=10-7
Las concentraciones de las cargas son muy pequeñas.
Siendo valores muy incómodos para hacer cálculos se utilizan logaritmos para reducir:
|H+|=10-4
PH= -log|H+|->-log10-4 = 4
PHO- =log|HO-| = 4 (el otro tiene 10)
Entre unidad de PH y otra hay una diferencia de 10 cargas positivas o 10-1 cargas menos.
Siempre que un ácido o una base se pone en disolución , se disocia (se ióniza).
HA<--> A-  +  H+   BO<-->B+  +  HO-
[bases= hace que suelte cargas (-), en disolución las bases del N no sueltan las cargas (-) sino que capturas cargas (+). -NH2 + H+ --> NH3+
Un ácido o base se disocia/ióniza depende de que sea fuerte o débil. Esto se cuantifica por constante de disociación K. |A-| x |H+| / |HA| = K
Si disocian instantaneamente en disolución cuando se da en equilibrio (hay tanto disociado como sin disociar) |HA! = |H+|x|A-| Cuando están disociados están ionizados, están rapidamente en disolución. Si son constantes fuertes sabemos que están en disolución.
PK es aquél valor de PH en el que el ácido o base débil se comporta fuerte.
Cuando está por debajo del PK está disociado. si está por encima: disociado/ionizado/cargado.
El PH es otra de las variables del medio interno que necesitamos controlar los s.v. (homeostasis) porque no soportamos variaciones del PH que estan por debajo o por encima del PH neutro (PH7) solo unas décimas por encima o por debajo es lo que soportamos.
En PH7 los grupos ácidos o báicos de las proteínas cuyas cargas determinan la forma y la función de la misma.
Si cambia el PH cambia las cargs electricas y por tanto la función y la forma de la proteína, entonces desaparecen cargas que son deseables y/o aparecen cargas indeseables, por eso no debe cambiar el PH.
Durante el metabolismo, es algunas reacciones se liberan cargas |H+| y en otras |HO-| para eso hemos desarrollado mecanismos que capturan las cargas inmediatamente que aparecen para que el PH no cambie: los tampones. Esa es la homeostasis.

3. Las sales minerales
La sal está compuesta por un ácido (-) + una base (+)
En disolución se disocia. LAs cargas del agua aislan las cargas del ácido y/o base rompiendo los enlaces iónicos, disolviendose.
En realidad no tenemos sales (compuestas) sino sus iones (cationes y aniones).
Algunas sales cumplen unas funciones específicas. ej:
fosfato cálcico: forma los dientes y huesos
las sales de Na+ /K+ :son responsables de los fenomenos eléctricos neuronales y musculares
Ca++ /Mg++ : colaboran con ciertas enzimas como cofactores.
También todas las sales cumplen unas funciones generales , dependiendo de su naturaleza química.

Regulación de los fenómenos hosmóticos
Tienen que ver con su naturaleza soluble, actúan como soluto (ver osmosis).
Son capaces de crear presión osmótica que la cc utiliza para contrarestar los cambios de p.osmótica en el medio. Protegen a la cc del choque osmótico.
El medio y la cc tienen que ser isotónicos (= concentración dentro que fuera) pero durante nuestro funcionamiento está cambiando contiuamente haciendose el medio hipotónico o hipertónico respecto a la cc (metiendo o sacando sales para contrarrestarlo) y exponiendola al choque osmótico, ya que las sales crean igualmente p.osmótica por ser solubles.. homesotasis.

Regulación de los equilibrios ácido/base
Durante el metabolismo se producen cargas (+) que bajan el PH y (-) que lo suben; para evitar los cambios en el PH se utilizan unos amortiguadores para evitarlo. Esta es la homeostasia. Con ello se evitan los cambios en las cargas eléctricas en las proteínas (que cambian su forma y su función). Se hacen con sales llamadas tampones.
Hay 2 tipos:
- Unas para evitar los cambios en la acidez. Son la mayoría y desprenden cargas (+) para bajar el PH.
- Otras par cuando el PH es alto.
Están formados por 2 sustancias con una cierta prporción:
1 ácido débil o base débil  +  su sal correspondiente.
El tampón se conserva en la misma proporción y no cambia el PH.

Regulación de los equilibrios eléctricos
Esto se debe gracias a sus cargas. Na+/K+ son los responsables del establecimiento y mantenimiento de los gradientes eléctricos, que dan lugar a las corrientes eléctricas en neuronas y músculos.


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