Agua y sales minerales

1. Los bioelementos se combinan entre
sí para formar las moléculas que
componen la materia viva. Estas
moléculas reciben el nombre
de biomoléculas o principios
inmediatos.
Las biomoléculas se clasifican,
atendiendo a su composición: las
biomoléculas inorgánicas son las que
no están formadas por cadenas de
carbono e hidrógeno, como son
el agua, las sales minerales o los
gases. Las moléculas orgánicas están
formadas por cadenas de carbono y se
denominan glúcidos, lípidos,
proteínas y ácidos nucleicos.

2. Las biomoléculas orgánicas, atendiendo a la longitud y
complejidad de su cadena, se pueden clasificar
como monómeros o polímeros. Los monómeros son
moléculas pequeñas, unidades moleculares que forman parte
de una molécula mayor. Los polímeros son agrupaciones de
monómeros, iguales o distintos, que componen una molécula
de mayor tamaño.

3. El agua esta formado por dos moléculas de hidrógeno y uno de
oxígeno, éste es el principal componente de los seres vivos, se
encuentran en el 50-90 % de la masa en el organismo, y sirve de
transporte de nutrientes. En la sangre esta en la mayoría de los
animales, y la savia en las plantas, sirve de transporte de alimentos
que llegan a la célula y desecha productos naturales de nuestro
cuerpo como urea, queratina.

4. El agua es la sustancia más abundante en la biosfera, dónde la encontramos en sus tres
estados y es además el componente mayoritario de los seres vivos, pues entre el 65 y el
95% del peso de la mayor parte de las formas vivas es agua.
En las medusas, puede alcanzar el 98% del volumen del animal y en la lechuga, el 97% del
volumen de la planta. Estructuras como el líquido interno de animales o plantas,
embriones o tejidos conjuntivos suelen contener gran cantidad de agua. Otras
estructuras, como semillas, huesos, pelo, escamas o dientes poseen poca cantidad de
agua en su composición.
El agua fue además el soporte donde surgió la vida. Molécula con un extraño
comportamiento que la convierten en una sustancia diferente a la mayoría de los
líquidos, posee unas extraordinarias propiedades físicas y químicas que son
responsables de su importancia biológica.
Durante la evolución de la vida, los organismos se han adaptado al ambiente acuoso y
han desarrollado sistemas que les permiten aprovechar las inusitadas propiedades del
agua.

5. La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O por
medio de dos enlaces covalentes. La disposición tetraédrica de los orbitales sp3 del
oxígeno determina un ángulo entre los enlaces H-O-H aproximadamente de 104’5º,
además el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a
los electrones de cada enlace.
El resultado es que la molécula de agua aunque tiene una carga total neutra (igual
número de protones que de electrones), presenta una distribución asimétrica de sus
electrones, lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se
concentra una densidad de carga negativa, mientras que los núcleos de hidrógeno
quedan desnudos, desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan, por
tanto, una densidad de carga positiva. Por eso en la práctica la molécula de agua se
comporta como un dipolo (como un imán molecular).

6. El agua es el líquido que más sustancias disuelve, por eso decimos que es
el disolvente universal. Esta propiedad, muy importante para la vida, se debe a la
polaridad de la molécula de agua y su capacidad para interaccionar con otras
sustancias que presenten grupos polares o con carga iónica (alcoholes, azúcares con
grupos -OH, aminoácidos y proteínas con grupos que presentan cargas positivas y
negativas), lo que da lugar a disoluciones moleculares. También las moléculas de agua
pueden disolver sustancias salinas que se disocian formando disoluciones iónicas.
La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones:
 Ser el medio donde ocurren las reacciones del metabolismo.
 Servir como sistema de transporte.

7. Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente
unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido
casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos
animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos
perforadores capaces de agujerear la roca mediante la presión generada por
sus líquidos internos.
Esta fuerza está también en relación con los puentes de hidrógeno que se
establecen entre las moléculas de agua y otras moléculas polares y es
responsable, junto con la cohesión del llamado fenómeno de la capilaridad.
Cuando se introduce un capilar (tubo muy delgado) en un recipiente con agua,
ésta asciende por el capilar como si trepase agarrándose por las paredes,
hasta alcanzar un nivel superior al del recipiente, donde la presión que ejerce
la columna de agua, se equilibra con la presión capilar. A este fenómeno se
debe en parte la ascensión de la savia bruta desde las raíces hasta las hojas, a
través de los vasos leñosos.

8. Las moléculas de agua, como se ha visto, están muy cohesionadas por
acción de los puentes de hidrógeno. Esto produce una película de agua en
la zona de contacto del agua con el aire, que cuesta relativamente de
romper.
Esto es utilizado por algunos organismos para desplazarse por la superficie
del agua sin hundirse.
También esta propiedad está en relación con los puentes de hidrógeno
que se forman entre las moléculas de agua. El agua puede absorber
grandes cantidades de "calor" que utiliza para romper los puentes de
hidrógeno por lo que la temperatura se eleva muy lentamente. Esto
permite que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios
de temperatura. Así se mantiene la temperatura constante.

9. Sirve el mismo razonamiento, también los puentes de hidrógeno son los
responsables de esta propiedad. Para evaporar el agua , primero hay que romper
los puentes y posteriormente dotar a las moléculas de agua de la suficiente
energía cinética para pasar de la fase líquida a la gaseosa.
Para evaporar un gramo de agua se precisan 540 calorías, a una temperatura de
20º C.
En estado líquido, el agua es más densa que en estado sólido. Por ello, el hielo
flota en el agua. Esto es debido a que los puentes de hidrógeno formados a
temperaturas bajo cero unen a las moléculas de agua ocupando mayor volumen.

10. La mayor parte de las moléculas de agua no están disociadas. Sólo un reducido
número de moléculas sufre disociación, generando iones positivos (H+) e iones
negativos (OH-). En el agua pura, a 25ºC, sólo una molécula de cada 10.000.000 está
disociada, por lo que la concentración de H+ es de 10-7. Por esto, el pH del agua pura
es igual a 7 (neutro). Más adelante se ampliará este punto.
Las funciones del agua se relacionan íntimamente con las propiedades anteriormente
descritas. Se podrían resumir en los siguientes puntos:
Soporte o medio donde ocurren las reacciones metabólicas .
Amortiguador térmico.
Transporte de sustancias.
Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos.
Favorece la circulación y turgencia.
Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos.
Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo, aportando
hidrogeniones o hidroxilos al medio.

11. Ayuda en la reconstrucción de los tejidos corporales y participa en
acciones enzimáticas como:
• Contracciones musculares
• Reacciones nerviosas
• Coagulación de la sangre
En función de su solubilidad en agua se distinguen dos tipos: insolubles y
solubles.
Forman estructuras sólidas, que suelen tener función de sostén o protectora, como:
Esqueleto interno de vertebrados, en el que encontramos: fosfatos, cloruros, y
carbonatos de calcio.
Caparazones de carbonato cálcico de crustáceos y moluscos.
Endurecimiento de células vegetales, como en gramíneas (impregnación con sílice).
Otolitos del oído interno, formados por cristales de carbonato cálcico (equilibrio).

12. Se encuentran disociadas en sus iones (cationes y aniones) que son los responsables
de su actividad biológica. Desempeñan las siguientes funciones:
Funciones catalíticas. Algunos iones, como el Cu+, Mn 2+, Mg2+, Zn+,...actúan
como cofactores enzimáticos.
Funciones osmóticas. Intervienen en los procesos relacionados con la distribución de
agua entre el interior celular y el medio donde vive esa célula. Los iones de Na, K, Cl y
Ca, participan en la generación de gradientes electroquímicos, imprescindibles en el
mantenimiento del potencial de membrana y del potencial de acción y en la sinapsis
neuronal.
Función taponadora. Se lleva a cabo por los sistemas carbonato-bicarbonato, y
también por el monofosfato-bifosfato.