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UNIVERSIDAD DE EL SALVADORFACULTAD DE MEDICINA

DEPARTAMENTO DE BIOQUIMICA

EL AGUA Y LA VIDA

LICDA. METZI ELIZABETH ARANA

BIBLIOGRAFIA

BIOQUIMICAS

Pacheco Leal, Captulo 2.

Lehninger

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COMPOSICIN QUMICA DEL ORGANISMO

a) Materia lquida : agua

b) Materia slida

Orgnica

Inorgnica

Carbohidratos

Lpidos

Protenas

Aminocidos

cidos nucleicos, cidos orgnicos

HCO3-, Na+

H+,Cl-

Mg++,Ca++ , etc.

DISTRIBUCION DEL AGUA EN EL ORGANISMO DE UN INDIVIDUO ADULTO DE 70 KG DE PESO

CORPORAL.

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EDAD HOMBRE MUJER

EMBRION 97%

FETO DE 3 MESES 94%

RECIEN NACIDO 75%

10-40 AOS 60% 50%

40-60 AOS 60-50% 50-40%

MAYOR DE 60 AOS 50% 40%

AGUA CORPORAL TOTAL COMO PORCENTAJE DEL PESO CORPORAL

Variacin porcentual de

agua segn sexo.

SEXO % DE AGUA

Hombre 60-65

Mujer 50-55

Variacin porcentual de agua segn

constitucin fsica

Constitucin fsica % DE AGUA

Adulto promedio delgado 65

Adulto promedio obeso 50

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Variacin porcentual del agua segn la edad

EDAD % DE AGUA

Embrin 97.4

Lactante (3 a 6 meses) 83

Nio (1 a 10 aos) 70-80

Adulto 60

Anciano 47

Contenido del agua en los diferentes tejidos y rganos del cuerpo humano.

TEJIDO %DE AGUA EN RELACION AL PESO CORPORAL

Msculo 41

Piel 18

Esqueleto 16

Tejido adiposo 9

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BALANCE HDRICO. Ingresos y perdidas normales de agua por da.

INGRESOS NORMALES PERDIDAS NORMALES

Agua metablica 300 ml Va pulmonar 700 mlAgua pura 200 ml Va cutnea 200 mlAgua de las bebidas 800 ml Va renal 1200 ml Agua en los alimentos solidos 1000 ml Va digestiva 200 ml

TOTAL 2300 ml 2300 ml

Cada tomo de hidrgeno de una molcula de aguacomparte un par de electrones con el tomo de oxgeno atravs de un enlace covalente polar.

El oxigeno es mas electronegativo y por tanto atrae loselectrones hacia el, adquiriendo carga parcial negativa y loshidrgenos carga parcial positiva.

ESTRUCTURA QUIMICA DEL AGUA

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ESTRUCTURA QUMICA DEL AGUA

La distribucin de la carga es asimtrica o desigual, elresultado es la formacin de UNA MOLECULA DIPOLAR oUN DIPOLO ELECTRICO

El carcter dipolar del agua favorece su asociacinmediante puentes de hidrgeno con ella misma y con otrasmolculas.

Estructura qumica del agua La geometra sigue la forma de los orbitales

externos sp3 del oxigeno, estos orbitalesdescriben un tetraedro con un tomo de H endos vrtices y electrones sin compartir en losotros dos formndose un tetraedro casiperfecto.

El ngulo de enlace del H-O-H es de 104.5menor que 109.5 de un tetraedro perfecto porla compresin de los orbitales no enlazantesdel tomo de oxigeno.

Las cargas parciales permiten que cadamolcula de agua atraiga otras cuatro y seorientan en los vrtices del tetraedro.

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PUENTES DE HIDROGENOLa unin entre cada molcula de agua por atraccin de cargas se llama enlace por

puente de hidrogeno.

Un puente de hidrgeno es laatraccin electrosttica entreel tomo de oxigeno de unamolcula de agua y elhidrogeno de otra.

Los puentes de H entremolculas de agua dan lafuerza de cohesin internaque hace que sea liquida a Tambiente. Y favorecen suordenamiento en el estadoslido.

IMPORTANCIA DE LOSPUENTES DE HIDROGENO

No son exclusivos de el agua

Los puentes de hidrogeno no son exclusivos del agua y se forman fcilmenteentre un tomo electronegativo (O,N)llamado aceptor de hidrogeno y unhidrogeno unido covalentemente a otro tomo electronegativo denominadodonador de hidrogeno en la misma u otra molcula.

Los puentes de hidrogeno estabilizan la estructura secundaria y terciaria delas protenas y la doble hlice del DNA.

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PUENTES DE HIDROGENO EN EL HIELO

-Enlaces con 4 molculasen estado slido.

-La geometra de lamolcula de agua forma 4puentes de hidrogeno conmolculas vecinas, creandouna red cristalina de hielo.

-El hielo ocupa ms espacioque el agua lquida.

-Es menos denso que elagua.

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CALOR ESPECIFICO=1 CAL Es el nmero de caloras o la cantidad de calor que es

necesario suministrar a 1 gramo de agua para elevar sutemperatura a 1c.

El calor especfico del agua es el mas alto que el decualquier otra sustancia comn. Por ello el agua desempeaun papel muy importante en la regulacin de latemperatura al absorber grandes cantidades de calor queutiliza para romper los puentes de H por lo que latemperatura se eleva muy lentamente. As se mantiene latemperatura corporal constante.

CALOR LATENTE DE VAPORIZACION =540 CAL/GR.

Es la energa requerida por una cantidad de sustanciapara cambiar de fase. Para evaporar un gramo de aguase precisan 540 caloras a una temperatura de 20c.

La evaporacin de agua en forma de vapor, absorbermucho mas calor que si se evaporase cualquier otroliquido, este es otro mecanismo que frena la elevacinde la temperatura corporal.

Ej. En el ejercicio, fiebre.

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CONSTANTE DIELECTRICA: seala la capacidad de un disolvente para reducir las fuerzas de atraccin entre los iones , para el agua 25c es de 78.5

El agua disuelve muchas sales cristalinas hidratando los iones que lo componen.

DENSIDAD-El agua presenta su mximadensidad a 4c. ( 1gr/ml )

-A menor temperatura el aguaes menos densa.

-En los mares o ros el hielopermanece en la superficie,mientras el agua liquidapermanece en el fondopermitiendo que la vida seaposible aun a bajastemperaturas.

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PROPIEDADES FISICOQUMICAS DEL AGUA

PUNTO DE FUSIN= 0 C.

PUNTO DE EBULLICIN= 100 C.

PRESIN OSMTICA: Es la fuerza que debe aplicarse a una solucin

de mayor concentracin a fin de impedir la smosis

TENSIN SUPERFICIAL: Ligada a fenmenos de capilaridad, esta

propiedad permite que ascienda por los capilares del suelo hacia las

races de las plantas

PROPIEDADES FSICAS DEL AGUA

Constante dielctrica: se define como la fuerza que atraen dos placas

cargadas elctricamente con signo contrario en un condensador lleno con

el liquido o gas por valorar . Permite saber el grado de solubilidad e

ionizacin de un soluto en determinado liquido (segn la ley de

coulomb)y su valor es de 78.5

Densidad : Mxima a 4 C (1 gr/ml) luego disminuye siendo el hielo

menos denso que el agua.

Punto de congelacin: 0 C.

Punto de ebullicin: 100 C.

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SOLVENTE UNIVERSAL EL AGUA ES EL DISOLVENTE BIOLOGICO

IDEAL Y UNIVERSAL.

Es una molcula polar

Forma puentes de hidrgeno.

Alta constante dielctrica.

Compuestos hidroflicos: cloruro de sodio

Compuestos hidrofbicos: esteres de colesterol

Compuestos anfipticos: colesterol, fosfolpidos

Los gases apolares se disuelven poco en agua(CO2 O2 N2)

FUNCIONES DEL AGUA EN LOS SERES VIVOS

Solvente universal.

Funcin termorreguladora.

Transporte: Por su bajo peso molecular y accin disolvente

Proteccin

Lubricante

Las funciones del agua estn ntimamente ligadas a sus propiedades

Peso molecular, calor especifico, densidad, constante dielctrica, calorlatente de vaporizacin y puntos de ebullicin y congelacin, los cualesdependen de su estructura qumica.

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FUNCION TERMORREGULADORA El agua participa en la regulacin de la

TEMPERATURA CORPORAL

Puede absorber y almacenar el calor ambiental paraluego liberarlo lentamente.

Ya que a temperatura ambiente el agua es liquida y supunto de ebullicin y de fusin son elevados.

ALTO CALOR ESPECIFICO

ALTA CONDUCTIVIDAD TERMICA

ALTO CALOR DE VAPORIZACION

COMPUESTOS HIDROFILICOS La estructura dipolar del agua y su capacidad para formar

enlaces de hidrogeno le permite disolver sustancias inicasy polares.

Esferas de hidratacin de las molculas de agua alrededorde los iones de Na+ y Cl -

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COMPUESTOS HIDROFOBICOS Cuando las molculas

hidrofbicas se mezclan con elagua se juntan formando gotaspor su insolubilidad en agua. Suasociacin en gotitas esconsecuencia de las propiedadesdel agua.

Las molculas apolares se atraenentre ellas por las fuerzas deVander Waals y quedanexcluidas de las muchas capas delas molculas de agua ordenadaspor puentes de hidrogeno.

MICELAS

MOLECULAS ANFIPATICAS EN SOLUCION ACUOSA

Los cidos grasos de cadena largatienen cadenas alqulicas muyhidrofbicas agrupndose enmicelas

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In: tomo o grupo de tomos con carga elctrica neta.

partcula cargada que resulta de la adicin oeliminacin de electrones a un tomo o molcula.

Catin: in con carga positiva. Ej.: Na (11p+, 11e-) Na+

Anin: in cargado negativamente. Ej.:

Cl (17p+, 17e-) Cl- (17p+,18e-)

NO3-, SO4

2-

tomo: parte ms pequea de un elemento

Extracelular

Cationes Aniones

Na+ Cl-

Ca++ HCO-3

Mg ++ Protenato-

K + HPO=4

Intracelular

Cationes Aniones

K+ HPO=4

Mg++ Protenato-

SO=4

HCO3-

Cl-

Molculas

Agua

Glucosa

Bilirrubina

Molculas

Agua

Glucosa

Na+: 135-145 mEq/L, Cl-: 98-107 mEq/L, K+: 3.5-5 mEq/L, HCO3-: 22-28 mEQ/L

Ca++: 8.5-10.5 mg./dl

IONES Y MOLECULAS MAS IMPORTANTES DE LOS LIQUIDOS CORPORALES

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No electrlito: sustancias moleculares que no forman iones cuando sedisuelven en agua. Azcar C12H22O11

Electrlito Fuerte: sustancias en solucin se ionizan completamente yconducen fuertemente la corriente elctrica: NaCl, BaI2, Na2SO4, HCl,etc.

Electrlito Dbil: sustancias que se disocian parcialmente en unasolucin y conducen dbilmente la corriente elctrica: CH3 COOH

ELECTROLITOS : Son solutos que en solucin se ionizan y conducen la corriente elctrica

Esta sustancia conduce la electricidad

Claro , se trata de un electrolito

DESEQUILIBRIOS HIDROELECTRICOS

DESHIDRATACION

EDEMA

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DESHIDRATACION Es la disminucin del volumen plasmtico. Es la alteracin mas

frecuente del equilibrio hdrico.

El grado de deshidratacin esta en relacin con la concentracin deSODIO plasmtico.

Es causada por la perdida excesiva de lquidos, el consumo insuficientede agua o de ambos.

El vomito y diarrea son las causas mas comunes.

Debido a su peso corporal pequeo y las altas tasas de metabolismopara el agua y los metabolitos, los bebes y los nios son los massusceptibles a la deshidratacin que los adultos.

As mismo los ancianos y las personas con enfermedades crnicas estnen mayor riesgo de sufrir esta afeccin.

DESHIDRATRACIN ISOTNICA La deshidratacin isotnica ocurre cuando se pierde agua y sales en

cantidades iguales y la osmolaridad del plasma es entre 290 -320mOsm/L y el valor del sodio plasmtico es normal.

Se debe a perdidas gastrointestinales por diarreas o vmitos y de otroslquidos isotnicos.

Se manifiesta por resequedad de la piel y mucosas, hundimiento de losglobos oculares, llanto sin lagrimas, hipotensin arterial, alteracin del

estado de conciencia y choque.

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DESHIDRATACION HIPOTONICA Ocurre cuando se pierden mas sales que agua y la

osmolaridad del plasma es menor de 290 mOsm/l

La concentracin de sodio es menor de lo normal.

Se produce cuando se da la reposicin de lquidos sincompensar las perdidas de electrolitos.

Suele asociarse a patologas o al empleo de diurticos juntocon una dieta baja en sodio.

Alteracin del estado de conciencia, convulsiones,calambres, dolor de cabeza, nausea e hipotensin arterial.

DESHIDRATACION HIPERTONICA Cuando hay solo perdida de agua y la osmolaridad del plasma es mayor

de 320 mOsm/l.

Los valores de sodio plasmtico son mayores de lo normal.

Puede deberse a diferentes motivos como ejercicio fsico intenso,temperatura ambiental elevada, quemaduras, uso de medicamentosque provocan perdida de agua corporal o diarrea.

Se presenta en pacientes obnubilados que no ingieren agua, diuresisosmtica de los diabticos, diabetes inspida y sudoracin profusa

El paciente presenta sed, sequedad de piel y mucosas, alteracin delestado de conciencia.

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EDEMA

Se caracteriza por el aumento de liquido en losespacios intersticiales e intracelular, se puedeobservar macroscpicamente en el tejidosubcutneo. El mecanismo bsico esta relacionadocon alteraciones en la permeabilidad de vasossanguneos y cambios en la presin hidrosttica yosmtica y lquidos extravasculares (hiptesis deStarling)

DINMICA DE LOS LQUIDOS EXTRACELULARES: LEY DE STARLING(se refiere a la distribucin de lquidos en los espacios vascular en intersticial).

-Presin arterial-Presin osmtica tisular.Filtracin de agua de los vasos al espacio intersticial en el extremo arterial capilar.

-Presin hidrosttica tisular -Presin onctica del plasma (proteinas)Se oponen a la filtracin de agua de los vasos al espacio intersticial en el extremo venosos capilar.

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TIPOS DE EDEMA

1. EDEMA POR DISMINUCION DE LA PRESIONONCOTICA INTRAVASCULAR. Descenso anormal de lasprotenas plasmticas (especialmente albumina)

2. EDEMA POR AUMENTO DE PRESIONHIDROSTATICA INTRAVASCULAR. (puede elevarnotablemente la presin hidrosttica capilar por encima dela presin oncotica plasmtica determinando as un escapeliquido hacia el espacio intersticial.

3.EDEMA POR AUMENTO DE PERMEABILIDADCAPILAR. Esta situacin se presenta por quemaduraso por ciertas toxinas bacterianas en manifestacionesalrgicas localizadas (urticaria, edema angioneurotico)

4.EDEMA POR AUMENTO DE PRESIONONCOTICA DEL LIQUIDO INSTERTICIAL.(hipertrofia cutnea y subcutnea de piernas, genitales )

TIPOS DE EDEMA

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ACIDOS Y BASES Definicin segn Bronsted y Lowry

ACIDO: es un donad0r de iones hidrogeno o protones

BASE: es un aceptor de iones H+ o protones.

Un dador de protones y su correspondiente aceptor forman un par cido-base conjugado.

CH3 COOH H+ + CH3 COO

-

TODO ACIDO TIENE ASOCIADO A EL UNA BASE CONJUGADA.

CUALQUIER BASE TIENE ASOCIADA A ELLA UN CIDO CONJUDADO

No tienen afinidad por el protn, se ionizan en gran proporcin.

Son electrolitos fuertes.

Tienen base conjugada dbil HCl, HNO3, H2SO4

No tienen afinidad por el protn, se ionizan en gran proporcin.

Son electrolitos fuertes.

Tienen base conjugada dbil HCl, HNO3, H2SO4

cidos fuertes

Tienen gran afinidad por el protn, si ionizan muy poco.

Son electrolitos dbiles.

Tienen base conjugada fuerte.

Tienen gran afinidad por el protn, si ionizan muy poco.

Son electrolitos dbiles.

Tienen base conjugada fuerte.

cidos dbiles

Es la que reacciona de forma rpida y potente con H+, Na OH Es la que reacciona de forma rpida y potente con H+, Na OHBases

fuertes

Es aquella que capta H+ de una forma mucho mas dbil de lo que lo hace el OH

Es aquella que capta H+ de una forma mucho mas dbil de lo que lo hace el OH

Bases dbiles

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ACIDOS: MONOPRTICOS, DIPRTICOS Y POLIPRTICOS

Ka y pKa El grado en que un acido se ioniza en un medio acuosos se puede

expresar por la constante de equilibrio para la reaccin de ionizacin.

[HA] [H+] + [A] Keq = [H+] [A]

[HA]Ka = constante de disociacin de un cido.

Cuanto mayor es la Keq (Ka para un acido), el cido es mas fuerte.

Todos los cidos fuertes tienen Ka mayores a 1.

Cuanto menor es la Keq el cido es mas dbil.

Todos los cidos dbiles tienen ka menor a 1.

pKa = -log Ka

CUANTO MENOR ES EL pKa DE UN ACIDO, MAS FUERTE ES EL ACIDO.

CUANTO MAYOR ES EL VALOR DE pKa, EL ACIDO ES MAS DBIL.

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