SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 11
I. ORIGEN DE LAS BIOMOLÈCULAS

1.1. INTRODUCCIÓN

    Al estudiar la química de los seres vivos, nos damos cuenta que están conformados por sustancias químicas
    inorgánicas y orgánicas desde las más simples hasta las más complejas, lo cual permite reconocer que el grado de
    organización biológica está ligada también al grado de organización química. Es por ello dentro de este aspecto, nos
    planteamos las siguientes preguntas:
       ¿Cuál es origen de las Biomoléculas?
       ¿Por qué los seres vivos, están constituidos además de lo orgánico, de sustancias inorgánicas?
       ¿Existe alguna relación entre el origen de las Biomoléculas con el origen de la vida?

    Precisamente, estas incógnitas han permitido plantear las teorías más lógicas y acertadas frente al origen de la vida y
    su relación con el origen de las biomoléculas, las cuales permiten explicar a partir de la evolución química y biológica,
    el origen de los seres vivos y el origen de las biomoléculas como hechos relacionados entre sí en un proceso mayor
    denominado el origen de la tierra, el cual supone tres eventos:

1.2.LAS REACCIONES QUIMICAS ESPONTÁNEAS DE LA TIERRA PRIMITIVA

    Las constantes reacciones químicas espontáneas de los primeros compuestos, en donde la tierra en su estado primitivo
    sin la existencia de la capa de ozono, estaba totalmente caliente. Las radiaciones utltavioleta ingresaban directamente a
    los mares en los cuales producían un conjunto de reacciones inestables cuyos primeros compuestos que lograron
    formarse fueron el cianuro de hidrógeno (HCN), el metano (CH4), el agua (H2O) y el anhidrido carbónico (CO2) entre
    otros.


1.3.LA PRESENCIA DE UNA ATMÓSFERA REDUCTORA QUE FAVORECIÓ LA EVOLUCIÓN QUÍMICA

    A medida que la tierra se iba enfriando en el proceso de condensación, los primeros compuestos más estables,
    mencionados en (1), dieron origen a las purinas y pirimidinas, compuestos de mayor peso molecular, formando ase la
    sopa biológica de los mares primitivos, en donde las reacciones de condensación química cada vez más iban
    formando sustancias orgánicas más complejas hasta dar lugar la formación de los primeros aminoácidos y
    posteriormente los coacervados, al que Oparín denominó evolución química. A partir de los coacervados se forman las
    primeras formas vivientes, siendo el virus el eslabón entre la materia viviente y no viviente. Es decir, según la teoría
    evolucionista, el origen de los seres vivos es precedido por el origen de las biomoléculas (evolución química), el cual se
    dio durante el origen de la tierra en un proceso de condensación y enfriamiento. Durante este evento la atmósfera de la
    tierra aún no tenía oxígeno, mucho menos la capa de ozono, es decir era una atmósfera totalmente reductora, la misma
    que permitía garantizar las reacciones de condensación y acoplamiento químico, favoreciendo la síntesis química de
    sustancias más simples a sustancias más complejas.

1.4.LA FORMACIÓN DE LA CAPA DE OZONO

    A medida que la tierra iba enfriando, los mares ya estaban en condiciones más favorables para que los coacervados
    dieran origen a las primeras formas vivientes, mediante la evolución biológica. Es probable que estas primeras formas
    vivientes comenzaran a realizar la fotosíntesis en los mares primitivos, generando oxígeno, el mismo que sustituyó la
    atmósfera reductora por una atmósfera oxidante dando origen a una capa de ozono. De esta manera, se hizo más
    estable la condensación de la tierra y las biomoléculas resultantes de la evolución química, en razón de que al existir
    una capa de ozono y al disminuir notablemente la temperatura de los mares, ya no ingresaban los rayos ultravioleta que
    inducían a las reacciones espontáneas inestables, permitiendo de esta manera la realización de procesos de síntesis
    mediante reacciones químicas y biológicas de condensación, y la aparición de sistemas enzimáticos.
                                                                                                                            1
Estos planteamientos, nos permite concluir:

       Las biomoléculas se originaron por un proceso de evolución química.
       La evolución biológica es precedida por la evolución química.
       La síntesis biológica, es en sí misma una síntesis química en el que las sustancias orgánicas e inorgánicas se
        complementan en una síntesis mayor que viene a ser los seres vivos.
       Los primeros compuestos orgánicos se originaron en condiciones abióticas teniendo como base el cianuro de
        hidrógeno (HCN), el cual fue demostrado en laboratorio mediante ensayos de reacciones en condiciones
        simuladas a la tierra primitiva (Esquema Nº 3)
       El origen de la vida frente al origen de las células prebióticas pudieron producirse durante el transcurso de la
        evolución química prebiótica en la que surgen las moléculas biológicas primitivas: polipétidos, polisacáridos,
        polinucleótidos, catalizadores y patrones replicables, capaces de desarrollar estructuras más complejas y mejor
        dotadas para sobrevivir.


                       ESQUEMA Nº 1.4. EVOLUCIÓN QUÍMICA DE LAS BIOMOLÉCULAS


                                                      HCN

                   CIANOACETILENO                       NITRILOS                          CIANAMIDA



                                                        Aminonitrilos
         Agentes de                                                                       Diciandimaida
        Condensación

                                                        Aminoácidos             Purinas                   Porfirinas
                  Prirmidinas

                           Aminoácidos                                             Aminoácidos        Agentes de
                                                                                                     Condensación
                                                        PROTEÍNAS



                                                      COACERVADOS



                                                 CÉLULAS PRIMITIVAS




                                                                                                                       2
II. METABOLISMO DEL AGUA

2.1. ESTRUCTURA DEL AGUA
      El agua líquida está formada por potentes fuerzas intermoleculares originadas por la distribución específica de los
      electrones en la molécula del agua, en el que el átomo de oxígeno comparte 2 electrones en cada uno de los átomos de
      hidrógeno, formando un ángulo de 104.5º y una distancia interatómica media de 0.0965 nm entre el enlace H-O.




                                   Esquema Nº 2.1. Modelo espacial de la estructura del agua

2.1. PROPIEDADES FISICOQUIMICAS
        Las propiedades fisicoquímicas del agua se deben a su estructura química, es decir a las fuerzas de atracción entre
        sus moléculas, siendo las más principales:

             a.   Su naturaleza anfiprótica y su constante dieléctrica elevada permite que el agua al disociarse
                  químicamente presente dos tipos de iones: un ion de carga eléctrica positiva denominado hidrogenión y
                  otro ión cargado negativamente denominado hidroxilo:

                          H2O                                  [H+]       +       [OH-]
                                                 Hidrogenión          Hidroxilo

             b.   Este hecho permite que el agua pueda asociarse con otros compuestos que presenten carga positiva o
                  negativa, por lo que le confiere asignar una propiedad mayor denominado el agua como disolvente químico
                  universal.

             c.   Presenta un calor específico elevado, es decir el agua para elevar su temperatura en un grado centígrado,
                  necesita absorber una gran cantidad de calor.

             d.   El calor de vaporización también es elevado, lo cual permite que el agua difícilmente se evapora, en otras
                  palabras los enfriamientos notables del agua se producen con poca pérdida de la misma por evaporación.

             e.   Gran conductividad térmica, que le confiere la capacidad de absorber gran cantidad de calor.
             f.   La actividad del agua químicamente pura es igual a 1
             g.   Tiene un peso específico de 1 a condiciones físicas estándares.
             h.   El PH del agua químicamente pura, es de 7.0, quiere decir es neutro.
             i.   Tiene un bajo punto de congelación, que permite pasar el agua de un estado líquido al estado sólido a una
                  temperatura de 0 ºC.
             j.   Su punto de ebullición es elevado, a 100 ºC a una presión atmosférica de 1 Atm.

2.2. PROPIEDADES Y/O FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA
        Las propiedades biológicas del agua devienen de sus propiedades fisicoquímicas, las cuales permiten que el agua
        cumpla funciones muy importantes en los seres vivos, siendo los más conocidos:

        2.2.1.    El agua por ser disolvente químico universal, se comporta en los sistemas vivientes, como medio de
                  transporte de los nutrientes, de las sustancias de secreción y de las de excreción, los cuales van asociados
                  a los procesos de transporte en la absorción, circulación y excreción.

                                                                                                                            3
2.2.2. De igual manera, por su elevada constante dieléctrica, el agua se comporta como un medio de soporte
                químico en el que se realizan las reacciones biológicas, es decir, estas reacciones son posibles en medio
                acuoso.
         2.2.3. Por el elevado calor específico, permite que la gran cantidad de calor, proveniente de las reacciones
                biológicas, provoque una mínima elevación de temperatura en el seno de las células.
         2.2.4. El agua permite la disociación de la mayoría de las sales minerales en los líquidos corporales debilitando
                las fuerzas electrostáticas entre los iones.
         2.2.5. Su densidad máxima a 4ºC permite que el hielo flote en el agua líquida, es por ello que los océanos se
                mantienen líquidos sin enfriarse por debajo de los 4ºC, hecho que permite la existencia de los seres vivos
                en estas condiciones.
         2.2.6. El alto calor de vaporización y la gran capacidad de conductividad térmica, favorece a los seres vivos
                minimizar las pérdidas de agua por evaporación al margen de las reacciones biológicas exotérmicas. De
                igual manera, aún cuando las temperaturas del medio ambiente sean superiores a la temperatura normal
                de 37ºC, la temperatura interna del organismo difícilmente podrá elevarse.
         2.2.7. Su alta viscosidad permite circular de manera fluida y continua en los sistemas de circulación de los seres
                vivos.
         2.2.8. Por su alta tensión superficial, fácilmente se combinan con las partículas sólidas y superficies de los
                microorganismos, lo cual facilita comportarse como un medio de eliminación de materiales infectados, es
                decir, un medio de asepsia para combinarse con las sustancias antimicrobianas y eliminarlas.
         2.2.9. Como nutriente el agua, es indispensable para el mantenimiento hídrico de la célula, en la que constituye
                un 75-90% de su composición en analogía coincidente con el componente hídrico a nivel del globo
                terráqueo el cual es la ¾ partes.

2.3. INGESTIÓN, ABSORCIÓN Y EXCRECIÓN DEL AGUA

2.3.1.   INGESTIÓN
         El agua se ingiere junto con los alimentos, sean éstos sólidos o líquidos. El requerimiento de agua por día es de 2.5
         L promedio el cual se encuentra como agua libre y agua ligada en los alimentos.

2.3.2.   ABSORCIÓN
         Se realiza a nivel del intestino grueso, en el que la presencia de los electrolitos Cl+ y Na- son importantes para que
         el agua atraviese la membrana del intestino y pase a la vertiente sanguínea. Los procesos de infecciones diarreicas,
         eliminan los electrolitos, y junto con ellos gran cantidad de agua, produciéndose la deshidratación.

2.3.3.   EXCRECIÓN
         E l exceso de agua se elimina a cuatro niveles:
            NIVEL PULMONAR, como producto de la respiración, el agua en forma de vapor
            NIVEL DE PIEL, en forma de sudor.
            NIVEL DE RIÑONES, como parte de la orina.
            NIVEL DE EXCRETAS FECALES, una mínima porción de agua que se elimina como parte de las heces.

                 BALANCE HIDRICO DIARIO

                 AGUA INGERIDA               ml                                   AGUA EXCRETADA                    ml
                 Bebidas                   1350                                 Respiración                       500
                 Alimentos         900                           Piel                                700
                 Agua de oxidación     450                              Orina                              1400
                                                                                 Heces                             100


                                                                                                                             4
TOTAL                             2700                                                            2700


3. METABOLISMO DE LOS MINERALES

3.1. ANTECEDENTES
      Los minerales en el organismo desempeñan diversas funciones biológicas, constituyendo el 5% del peso corporal. Los
      que se encuentran en mayor cantidad son: calcio, fósforo, sodio, potasio, cloro, magnesio, azufre y hierro, y aquellos
      que participan en cantidades muy pequeñas son los denominados oligoelementos como: Cobre, manganeso, cobalto,
      yodo, molibdemo, zinc, fluor, etc.

     El metabolismo de cada uno de estos elementos estará en función a su ubicación y la concentración representada, por
     lo que a continuación se desarrollarán los más importantes para la salud:

3.2. METABOLISMO DEL CALCIO
     Se encuentra en forma de fosfato de calcio en los huesos (99%), y en forma de iones solubles (1%) en los líquidos
     corporales y en los compartimentos celulares formando parte de la determinación del potencial de membrana. Su
     función principal es la formación de los huesos y dientes, la coagulación sanguínea, ser integrante como cofactor de
     algunas enzimas, entre otros.

     La absorción a nivel intestinal depende de la presencia de la vitamina D y de una dieta rica en proteínas. Las hormonas
     que participan en la movilización del calcio son: la parathormona sintetizada en la glándula para tiroides, la calcitonina
     secretada en la tiroides y el colicalciferol sintetizado en el riñón a partir de la vitamina D.

     La concentración normal en la sangre es de 5 a 7 mg por 100 ml de sangre. La variación de estas cantidades pueden
     deberse a factores de nutrición y factores hormonales, por lo que la deficiencia de calcio a nivel dietético durante la
     edad de crecimiento puede conducir al raquitismo, poco desarrollo de la estatura, osteoporosis, desarrollo incompleto de
     los dientes, etc.

     Los alimentos ricos en calcio son la leche fresca de vaca, huevos, carnes, pescado y menestras entre otros.

3.3. METABOLISMO DEL FOSFORO
     El metabolismo del fósforo, se encuentra asociado al metabolismo del calcio, lo cual significa, si en la dieta hay más
     contenido de calcio, la absorción del fósforo se ve disminuido y viceversa.

     El fósforo, así como el calcio participa en la osificación de los huesos y en la dureza de los dientes, pero además de
     esto, su función es formar parte de los nucleótidos que forman los ácidos nucleicos ADN y ARN. Así mismo, son
     importantes en la formación del ATP, el cual es una molécula biológica de energía que se sintetiza en las mitocondrias,
     por lo que en este caso asume el papel energético que garantice la realización de las demás funciones biológicas. El
     fósforo, también lo encontramos como parte de los tampones fostatos ejerciendo la regulación del equilibrio ácido base
     del sistema sanguíneo.

     Su metabolismo, al igual que el calcio está regulado hormonalmente por la paratiroides. Si hay una hipofunción de esta
     hormona, conducirá a una hiperfosfatemia, pero si se da un hiperparatiroidismo permitira el desarrollo de una
     hipofosfatemia.

     Los alimentos ricos en fósforo son:
     Manzana, pescados, mariscos, rana, maca, menestras (principalmente soya y haba)

3.4. METABOLISMO DEL HIERRO
     Se encuentra formando parte del núcleo de la hemoglobina. Su función principal es realizar el transporte del oxígeno.
     Así mismo participa en el sistema de transporte de electrones de la cadena respiratoria ( citocromos)
                                                                                                                             5
La absorción se realiza a nivel intestinal en su forma reducida (ion ferroso) y en presencia de agentes reductores como
     la cisteína.

     La deficiencia de hierro en la dieta conduce a la anemia, siendo los alimentos ricos en este elemento: bazo, hígado,
     sangre cocida, lentejas, kiwicha, berros, espinacas, brócoli, etc.

3.5. METABOLISMO DEL SODIO
     Es el principal componente del líquido extracelular y de las membranas celulares, constituyendo de esta manera el
     regulador del equilibrio ácido base y el potencial de membrana. Es un electrolito relacionado con el proceso de
     transporte de moléculas de agua a través de las membranas y con la realización de la presión osmótica de los líquidos
     corporales. En el plasma sanguíneo constituye de 130 a 145 mEq/L, siendo el 90% de los cationes totales.

     La fuente principal de este elemento es el Cloruro de sodio (sal de cocina) que se ingiere diariamente en los alimentos.

     La deficiencia del sodio, conduce a la hiponatremia, la cual se manifiesta con fuerte sudoración, deshidratación y
     desarreglos gastrointestinales.

3.6. METABOLISMO DEL CLORO
     Está relacionado con el metabolismo del sodio, siendo su función más importante, mantener la presión osmótica
     sanguínea, el volumen sanguíneo y la presión arterial. Forma parte del HCl del jugo gástrico, en el que determina su PH
     ácido para realizar a cabo los procesos de digestión parcial de los alimentos. Participa también en la regulación del
     equilibrio ácido base y el potencial de membrana . La fuente alimentaria principal es el NaCl. Su deficiencia produce
     alcalosis metabólica hipoclórica, caracterizada por una hipertonicidad muscular, tetania, depresión respiratoria. Pero si
     se encuentra por encima de los valores normales conduce a la acidosis metabólica hiperclórica. Los valores normales
     340 a 370 mg%.

3.7. POTASIO
      Se encuentra a nivel celular en una concentración de 150 mEq/L, y a nivel sanguíneo de 3.5 a 5.5. mEq/L Está
      relacionada con las actividades neuromusculares, es decir responsable de la irritabilidad y excitabilidad celular, y
      permeabilidad celular. Junto con el sodio forman la bomba de sodio y potasio para regular el transporte de las
      moléculas de agua a nivel intra y extracelular. Los alimentos ricos en potasio son los cereales.

3.8. MAGNESIO
      Es un cofactor de enzimas que se encuentra en forma de pirofosfato de tiamina. En la sangre se encuentra de 1.5 a 3.5
     mEq/L. Su deficiencia produce contracciones musculares, convulsiones entre otras afecciones.

3.9. YODO.
      Es considerado como el mineral de la inteligencia, porque está asociada con la actividad intelectual, el dinamismo y la
      habilidad. Se encuentra en la glándula tiroides asociado a la tiroxina, la cual es una hormona que regula la actividad
      celular. Su deficiencia produce alteraciones como desarrollo incompleto de los órganos, enanismo, bocio, obesidad etc
      Los alimentos ricos en yodo son: berros, mariscos, sábila, pescado, ajo, nabo, etc




                                                                                                                            6
3.10.LAS DISOLUCIONES ACUOSAS

      3.10.1. CONCEPTO
             Una disolución es el soluto disuelto en un disolvente. En este caso, una disolución es una mezcla
             homogénea formada por dos o más especies químicas que no reaccionan entre sí; cuyos componentes se
             encuentran en proporción que varía entre ciertos límites.
             Toda disolución está formada por una fase dispersa llamada soluto y un medio dispersante denominado
             disolvente. Una disolución puede estar formada por uno o más soluto y uno o más disolventes. Pero en este
             tema nos referiremos a las soluciones binarias, es decir, aquellas que están constituidas solo por un soluto
             y un disolvente. El soluto es la sustancia que se disuelve en el disolvente.

      3.10.2. CLASES DE DISOLUCIONES

             EN FUNCIÓN A LA CONCENTRACIÓN DEL SOLUTO:

             a.   SOLUCIONES HIPOTÓNICAS
                   Son aquellas, cuya concentración de soluto presente en la disolución es menor que la solución
                   estándar.
                   Ejm. Una solución de NaCl de 0.4% es hipotónica con respecto al plasma sanguíneo cuya
                   concentración de NaCl es de 0.85%

             b.   SOLUCIONES ISOTÓNICAS
                  Son disoluciones cuya concentración del soluto es igual al de las soluciones estándar.


             c.   SOLUCIONES HIPERTÓNICAS
                  Se refiere a las soluciones con concentraciones de soluto más altas que las soluciones estándar.


                                                                                                                       7
Las soluciones estándar, desde el punto de vista biológico, comprende aquellas cuyos valores de
concentración, son valores normales en relación a las funciones biológicas. Estos valores estándar, están
dentro de los máximos y mínimos en los cuales se considera normal en función a la salud. Ejm. Glucosa
sanguínea normal: 70 a 110 mg/100cc de sangre

En cuanto a la concentración, las unidades de medida más utilizadas son las proporciones entre peso y
volumen expresado en porcentajes. También se utilizan las concentraciones expresados en normalidad,
molaridad o ppm.

EN FUNCION A LA INTEGRIDAD DE LAS MOLÉCULAS DEL SOLUTO:

a. DISOLUCIONES MOLECULARES:
   Son aquellas disoluciones, en las que el soluto disuelto mantiene la integridad molecular, es decir no se
   produce ninguna disociación química. Ejm. Solución de glucosa al 5%.

b.   DISOLUCIONES IÓNICAS
     En este tipo de soluciones, las sustancias químicas disueltas sufren ionización de sus moléculas,
     originando dos ó más iones con cargas eléctricas positivas o negativas Ejm. Solución de NaCl 1%, el
     sodio se disocia con carga positiva y el cloro con carga negativa

     NaCl                               Na -       +        Cl +


     EN FUNCIÓN A LA NATURALEZA FÍSICA O ESTADO DE AGREGACIÓN DE LAS DISOLUCIONES

a.   DISOLUCIONES LÍQUIDAS
     Cuando su estado físico es líquido. Se puede obtener de disolver sustancias:
            Líquida en liquida     :          etanol + agua,             solución de etanol al 50%
            Sólida en líquida      :          Cloruro de sodio + agua, solución fisiológica salina
            Gaseosa en líquida     :          Oxígeno + agua,            solución de oxígeno disuelto

b. DISOLUCIONES COLOIDALES
   Cuando se presentan en forma de coloides, es decir no tienen naturaleza líquida ni sólida. Ejm. El
   citoplasma, la clara del huevo, la savia de las plantas. Este tipo de disoluciones tienen la propiedad de
   producir el efecto de tyndall, en el que se produce la dispersión de la luz en las partículas disueltas
   del coloide, que son de un diámetro superior a 10 Aº, en donde la cantidad de agua libre es muy
   inferior a la cantidad de agua total.

c. DISOLUCIONES GASEOSAS
   Son aquellas mezclas de gases en las que uno de ellos contiene al otro. Ejm. El gas oxígeno disuelta
   en gas nitrógeno. (el aire)
d. DISOLUCIONES SÓLIDAS
       Es la mezcla de sólidos. Ejemplo
            Sólido en sólido       :          Zinc más estaño da el latón
            Gas en sólido:         Hidrógeno disuelto en paladio
            Líquido en sólido                 Mercurio en plata da la amalgama

POR SU NIVEL DE SATURACIÓN

a. SOLUCIONES NO SATURADAS
                                                                                                          8
Son aquellas donde la fase dispersa y la dispersante no están en equilibrio a una temperatura dada;
              es decir, ellas pueden admitir más soluto hasta alcanzar su grado de saturación.
              Ej: a 0 ºC 100 g de agua disuelven 37,5 NaCl, es decir, a la temperatura dada, una disolución que
              contengan 20g NaCl en 100g de agua, es no saturada.

         b. SOLUCIONES SATURADAS
            En estas disoluciones hay un equilibrio entre la fase dispersa y el medio dispersante, ya que a la
            temperatura que se tome en consideración, el solvente no es capaz de disolver más soluto. Ej una
            disolución acuosa saturada de NaCl es aquella que contiene 37,5 disueltos en 100 g de agua a 0 ºC .

         c. SOLUCIONES SOBRESATURADAS
            Representan un tipo de disolución inestable, ya que presenta disuelto más soluto que el permitido para
            la temperatura dada.
              Para preparar este tipo de disoluciones se agrega soluto en exceso, a elevada temperatura y luego se
              enfría el sistema lentamente. Estas soluciones son inestables, ya que al añadir un cristal muy pequeño
              del soluto, el exceso existente precipita; de igual manera sucede con un cambio brusco de
              temperatura.

3.10.3. PROPIEDADES COLIGATIVAS DE LAS DISOLUCIONES ACUOSAS

         Son aquellas propiedades que adquiere la disolución despuès de que el disolvente haya disuelto el soluto,
         es decir las propiedades del agua químicamente pura, se ven afectadas en presencia del soluto disuelto.
         Estas son:

         4.   Incremento del punto de ebullición
         5.   Descenso del punto del congelación
         6.   Ehibición de de la presión osmótica
         7.   Descenso de la actividad de agua.

7.1.1.   DISTIBUCION DE AGUA EN EL ORGANISMO:

         El agua corporal que constituye el 60% del peso corporal en el adulto se distribuye tanto a nivel extracelular
         y a nivel intracelular, siendo el intracelular un 40% de peso corporal, proporción que no varía
         significativamente con la edad aunque sí con el estado fisiológico. El agua extracelular representa el 20% y
         se distribuye entre el plasma sanguíneo, linfa, y el líquido extracelular.

         Esta distribución obedece a la presencia de electrolitos en los compartimientos de las membranas en forma
         de cationes y aniones:

         DISTRIBUCION DE ELECTROLITOS INTRACELULARES:

         CATIONES                   mEq/L                                ANIONES                 mEq/L
         Potasio                    160                                  Fosfato                   140
         Magnesio                   35                                   Proteinato                55
         Sodio                      10                                   Bicarbonato                8
                                                                                  Cloruro                      2

         DISTRIBUCIÓN DE ELECTROLITOS EXTRACELULARES


                                                                                                                     9
CATIONES                  mEq/L                               ANIONES                    mEq/L
                 Sodio                     142                                 Á. Carbónico               1.2
                 Potasio                    5                                  Cloruro                    105
                 Calcio                     5                                  Bicarbonato                 24
                 Magnesio                   2                                  Proteinato                  16
                                                                               Á. Orgánicos                 6
                                                                               Fosfato                      2
                                                                               Sulfato                      1

        7.1.2.   REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BASE

                 La regulación del equilibrio ácido base tiene por finalidad amortiguar los cambios de PH de los líquidos
                 corporales, que se producen por la formación de ácidos durante el metabolismo celular.

                 Esta regulación es llevada a cabo preferentemente por la acción amortiguadora de los electrolitos Na +, Cl
                 -
                    y HCO3-, en razón de que se encuentran en mayor proporción que los demás electrolitos, siendo tres los
                 sistemas de tampón en el líquido extracelular:

7.2. SISTEMA DE TAMPÓN HEMOGLOBINA:
                      Ejerce la función del movimiento de los iones cloruro, en los que por cada Ion cloruro que sale del
                      eritrocito, entra en él un Ion bicarbonato (HCO3-) y viceversa, dependiendo de la cantidad de oxígeno.

                 7.3. SISTEMA DE TAMPÓN PROTEINA
                      Está formado por los proteinatos que se forman al perder iones hidrógeno, es decir pueden
                      comportarse como ácidos cuando donan hidrógenos para equilibrar el PH.

                 7.4. SISTEMA DE TAMPÓN BICARBONATO
                      El sistema HCO3- / H2CO3, permite equilibrar el PH de la sangre en 7.4.
                      • El ion bicarbonato (HCO3-) se puede combinar con un protón (H+) para formar ácido carbónico
                           (H2CO3), absorbiendo así protones de la disolución y elevando el pH sanguíneo
                      • El ácido carbónico, que se puede formar a partir de CO2 y agua, puede disociarse en H+ y HCO3-
                           para proporcionar H+ y bajar el pH sanguíneo
                      • El ácido carbónico, que se puede formar a partir del bicarbonato, se convierte en CO2 y agua
                           mediante una reacción enzimática muy rápido

7.5. MECANISMOS REGULATORIOS RESPITARORIOS Y RENALES
                 El CO2, por ser volátil, puede ser rápidamente eliminado del organismo en cantidades variables
                  mediante la respiración. Sin embargo, los mecanismos por los cuales se eliminan ácidos a nivel de los
                  pulmones y riñones, son procesos permiten regular la cantidad de de los electrolitos que participan en
                  la regulación del PH.

                      A nivel del pulmón está relacionado con el centro respiratorio el cual es sensible a los cambios de PH
                      de la sangre . Si el PH baja, aumenta la frecuencia respiratoria, debido a que baja la cantidad de los
                      bicarbonatos. Es decir al aumentar la respiración aumenta el CO2 para equilibrar la disminución del
                      bicarbonato.

                      A nivel renal, el equilibrio ácido-base, se realiza a través de la retención o eliminación del HCO3 ,
                      según sean las necesidades de iones en el plasma sanguíneo.

8.   INGESTIÓN, ABSORCIÓN Y EXCRECIÓN DEL AGUA

8.1. INGESTIÓN
                                                                                                                         10
El agua se ingiere junto con los alimentos, sean éstos sólidos o líquidos. El requerimiento de agua por día
             es de 2.5 L promedio el cual se encuentra como agua libre y agua ligada en los alimentos.

8.2. ABSORCIÓN
             Se realiza a nivel del intestino grueso, en el que la presencia de los electrolitos Cl+ y Na- son importantes
             para que el agua atraviese la membrana del intestino y pase a la vertiente sanguínea. Los procesos de
             infecciones diarreicas, eliminan los electrolitos, y junto con ellos gran cantidad de agua, produciéndose la
             deshidratación.

8.3. EXCRECIÓN
             E l exceso de agua se elimina a cuatro niveles:
                NIVEL PULMONAR, como producto de la respiración, el agua en forma de vapor
                NIVEL DE PIEL, en forma de sudor.
                NIVEL DE RIÑONES, como parte de la orina.
                NIVEL DE EXCRETAS FECALES, una mínima porción de agua que se elimina como parte de las
                 heces.

             BALANCE HIDRICO DIARIO

             AGUA INGERIDA           ml                               AGUA EXCRETADA        ml

             Bebidas                   1350                                   Respiración                     500
             Alimentos         900                             Piel                              700
             Agua de oxidación     450                                Orina                            1400
                                                                                Heces                          100

             TOTAL                            2700                                                             2700




                                                                                                                       11

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La base molecular_de_la_vida_1
La base molecular_de_la_vida_1La base molecular_de_la_vida_1
La base molecular_de_la_vida_1
SERGIO_SANREY
 
Agua y sales minerales. IES Leonardo da Vincici
Agua y sales minerales. IES Leonardo da VinciciAgua y sales minerales. IES Leonardo da Vincici
Agua y sales minerales. IES Leonardo da Vincici
saramoral77
 
Biomoléculas inorgánicas agua
Biomoléculas inorgánicas aguaBiomoléculas inorgánicas agua
Biomoléculas inorgánicas agua
Mariela Gomez Cruz
 

La actualidad más candente (20)

Presentación de Bioquímica
Presentación de Bioquímica Presentación de Bioquímica
Presentación de Bioquímica
 
Materiaviva
MateriavivaMateriaviva
Materiaviva
 
bioelementos y biomoleculas. agua y sales minerales
bioelementos y biomoleculas. agua y sales mineralesbioelementos y biomoleculas. agua y sales minerales
bioelementos y biomoleculas. agua y sales minerales
 
La base molecular_de_la_vida_1
La base molecular_de_la_vida_1La base molecular_de_la_vida_1
La base molecular_de_la_vida_1
 
La base molecular_de_la_vida_1
La base molecular_de_la_vida_1La base molecular_de_la_vida_1
La base molecular_de_la_vida_1
 
Tema 1. agua y sales minerales
Tema 1. agua y sales mineralesTema 1. agua y sales minerales
Tema 1. agua y sales minerales
 
Tema 1 2biol
Tema 1 2biolTema 1 2biol
Tema 1 2biol
 
Agua y sales minerales. IES Leonardo da Vincici
Agua y sales minerales. IES Leonardo da VinciciAgua y sales minerales. IES Leonardo da Vincici
Agua y sales minerales. IES Leonardo da Vincici
 
Bioquimica basica
Bioquimica basicaBioquimica basica
Bioquimica basica
 
Tabla periódica mostrando los elementos químicos que son bioelementos
Tabla periódica mostrando los elementos químicos que son bioelementosTabla periódica mostrando los elementos químicos que son bioelementos
Tabla periódica mostrando los elementos químicos que son bioelementos
 
Kimik
KimikKimik
Kimik
 
Biomoléculas inorgánicas agua
Biomoléculas inorgánicas aguaBiomoléculas inorgánicas agua
Biomoléculas inorgánicas agua
 
Bioquimica 1er-parcial (1)
Bioquimica 1er-parcial (1)Bioquimica 1er-parcial (1)
Bioquimica 1er-parcial (1)
 
Sales minerales
Sales mineralesSales minerales
Sales minerales
 
La materia viva
La materia vivaLa materia viva
La materia viva
 
Agua y minerales
Agua y mineralesAgua y minerales
Agua y minerales
 
Ciclo bioquimicos
Ciclo bioquimicosCiclo bioquimicos
Ciclo bioquimicos
 
Quimica de la vida
Quimica de la vidaQuimica de la vida
Quimica de la vida
 
Tema 1 La organizacion de la materia. Agua y sales minerales.
Tema 1  La organizacion de la materia. Agua y sales minerales.Tema 1  La organizacion de la materia. Agua y sales minerales.
Tema 1 La organizacion de la materia. Agua y sales minerales.
 
01 biomoleculas
01 biomoleculas01 biomoleculas
01 biomoleculas
 

Similar a Separata bq 1

El origen de la vida y el origen
El origen de la vida y el origenEl origen de la vida y el origen
El origen de la vida y el origen
javier Mutenroy
 
Apuntes bachillerato biologia_bioelementos_agua_sales_minerales
Apuntes bachillerato biologia_bioelementos_agua_sales_mineralesApuntes bachillerato biologia_bioelementos_agua_sales_minerales
Apuntes bachillerato biologia_bioelementos_agua_sales_minerales
juanapardo
 
Estructura Molecular Del Agua ALR
Estructura Molecular Del Agua ALREstructura Molecular Del Agua ALR
Estructura Molecular Del Agua ALR
Alicia
 
Clase agua
Clase aguaClase agua
Clase agua
mnilco
 
El origen de la vida y el origen
El origen de la vida y el origenEl origen de la vida y el origen
El origen de la vida y el origen
javier Mutenroy
 

Similar a Separata bq 1 (20)

02 propiedades-de-las-biomoleculas
02 propiedades-de-las-biomoleculas02 propiedades-de-las-biomoleculas
02 propiedades-de-las-biomoleculas
 
BASE QUÍMICA DE LA VIDA EL AGUA
BASE QUÍMICA DE LA VIDA EL AGUABASE QUÍMICA DE LA VIDA EL AGUA
BASE QUÍMICA DE LA VIDA EL AGUA
 
El origen de la vida y el origen
El origen de la vida y el origenEl origen de la vida y el origen
El origen de la vida y el origen
 
Tema 1 2biol
Tema 1 2biolTema 1 2biol
Tema 1 2biol
 
Apuntes bachillerato biologia_bioelementos_agua_sales_minerales
Apuntes bachillerato biologia_bioelementos_agua_sales_mineralesApuntes bachillerato biologia_bioelementos_agua_sales_minerales
Apuntes bachillerato biologia_bioelementos_agua_sales_minerales
 
El agua
El aguaEl agua
El agua
 
2. El Agua 2009
2. El Agua 20092. El Agua 2009
2. El Agua 2009
 
Bioelementos y biomoleculas.
Bioelementos y biomoleculas.Bioelementos y biomoleculas.
Bioelementos y biomoleculas.
 
Biomoleculas inorganicas
Biomoleculas inorganicasBiomoleculas inorganicas
Biomoleculas inorganicas
 
Estructura Molecular Del Agua ALR
Estructura Molecular Del Agua ALREstructura Molecular Del Agua ALR
Estructura Molecular Del Agua ALR
 
T5.biologia.general.1 a
T5.biologia.general.1 aT5.biologia.general.1 a
T5.biologia.general.1 a
 
Introducción biomeléculas agua2
Introducción biomeléculas agua2Introducción biomeléculas agua2
Introducción biomeléculas agua2
 
Introducción biomeléculas agua2
Introducción biomeléculas agua2Introducción biomeléculas agua2
Introducción biomeléculas agua2
 
27741562 biomoleculas-inorganicas
27741562 biomoleculas-inorganicas27741562 biomoleculas-inorganicas
27741562 biomoleculas-inorganicas
 
Agua.
Agua.Agua.
Agua.
 
Clase agua
Clase aguaClase agua
Clase agua
 
Bioquímica estructural
Bioquímica estructuralBioquímica estructural
Bioquímica estructural
 
Molécula del agua química.
Molécula del agua química.Molécula del agua química.
Molécula del agua química.
 
1. las biomoléculas inorgánicas
1. las biomoléculas inorgánicas1. las biomoléculas inorgánicas
1. las biomoléculas inorgánicas
 
El origen de la vida y el origen
El origen de la vida y el origenEl origen de la vida y el origen
El origen de la vida y el origen
 

Último

Curso = Metodos Tecnicas y Modelos de Enseñanza.pdf
Curso = Metodos Tecnicas y Modelos de Enseñanza.pdfCurso = Metodos Tecnicas y Modelos de Enseñanza.pdf
Curso = Metodos Tecnicas y Modelos de Enseñanza.pdf
Francisco158360
 
Criterios ESG: fundamentos, aplicaciones y beneficios
Criterios ESG: fundamentos, aplicaciones y beneficiosCriterios ESG: fundamentos, aplicaciones y beneficios
Criterios ESG: fundamentos, aplicaciones y beneficios
JonathanCovena1
 

Último (20)

Caja de herramientas de inteligencia artificial para la academia y la investi...
Caja de herramientas de inteligencia artificial para la academia y la investi...Caja de herramientas de inteligencia artificial para la academia y la investi...
Caja de herramientas de inteligencia artificial para la academia y la investi...
 
Programacion Anual Matemática4 MPG 2024 Ccesa007.pdf
Programacion Anual Matemática4    MPG 2024  Ccesa007.pdfProgramacion Anual Matemática4    MPG 2024  Ccesa007.pdf
Programacion Anual Matemática4 MPG 2024 Ccesa007.pdf
 
ORGANIZACIÓN SOCIAL INCA EN EL TAHUANTINSUYO.pptx
ORGANIZACIÓN SOCIAL INCA EN EL TAHUANTINSUYO.pptxORGANIZACIÓN SOCIAL INCA EN EL TAHUANTINSUYO.pptx
ORGANIZACIÓN SOCIAL INCA EN EL TAHUANTINSUYO.pptx
 
AFICHE EL MANIERISMO HISTORIA DE LA ARQUITECTURA II
AFICHE EL MANIERISMO HISTORIA DE LA ARQUITECTURA IIAFICHE EL MANIERISMO HISTORIA DE LA ARQUITECTURA II
AFICHE EL MANIERISMO HISTORIA DE LA ARQUITECTURA II
 
PIAR v 015. 2024 Plan Individual de ajustes razonables
PIAR v 015. 2024 Plan Individual de ajustes razonablesPIAR v 015. 2024 Plan Individual de ajustes razonables
PIAR v 015. 2024 Plan Individual de ajustes razonables
 
Curso = Metodos Tecnicas y Modelos de Enseñanza.pdf
Curso = Metodos Tecnicas y Modelos de Enseñanza.pdfCurso = Metodos Tecnicas y Modelos de Enseñanza.pdf
Curso = Metodos Tecnicas y Modelos de Enseñanza.pdf
 
BIOMETANO SÍ, PERO NO ASÍ. LA NUEVA BURBUJA ENERGÉTICA
BIOMETANO SÍ, PERO NO ASÍ. LA NUEVA BURBUJA ENERGÉTICABIOMETANO SÍ, PERO NO ASÍ. LA NUEVA BURBUJA ENERGÉTICA
BIOMETANO SÍ, PERO NO ASÍ. LA NUEVA BURBUJA ENERGÉTICA
 
SEXTO SEGUNDO PERIODO EMPRENDIMIENTO.pptx
SEXTO SEGUNDO PERIODO EMPRENDIMIENTO.pptxSEXTO SEGUNDO PERIODO EMPRENDIMIENTO.pptx
SEXTO SEGUNDO PERIODO EMPRENDIMIENTO.pptx
 
Criterios ESG: fundamentos, aplicaciones y beneficios
Criterios ESG: fundamentos, aplicaciones y beneficiosCriterios ESG: fundamentos, aplicaciones y beneficios
Criterios ESG: fundamentos, aplicaciones y beneficios
 
TIPOLOGÍA TEXTUAL- EXPOSICIÓN Y ARGUMENTACIÓN.pptx
TIPOLOGÍA TEXTUAL- EXPOSICIÓN Y ARGUMENTACIÓN.pptxTIPOLOGÍA TEXTUAL- EXPOSICIÓN Y ARGUMENTACIÓN.pptx
TIPOLOGÍA TEXTUAL- EXPOSICIÓN Y ARGUMENTACIÓN.pptx
 
Presentacion Metodología de Enseñanza Multigrado
Presentacion Metodología de Enseñanza MultigradoPresentacion Metodología de Enseñanza Multigrado
Presentacion Metodología de Enseñanza Multigrado
 
Estrategias de enseñanza-aprendizaje virtual.pptx
Estrategias de enseñanza-aprendizaje virtual.pptxEstrategias de enseñanza-aprendizaje virtual.pptx
Estrategias de enseñanza-aprendizaje virtual.pptx
 
INSTRUCCION PREPARATORIA DE TIRO .pptx
INSTRUCCION PREPARATORIA DE TIRO   .pptxINSTRUCCION PREPARATORIA DE TIRO   .pptx
INSTRUCCION PREPARATORIA DE TIRO .pptx
 
Medición del Movimiento Online 2024.pptx
Medición del Movimiento Online 2024.pptxMedición del Movimiento Online 2024.pptx
Medición del Movimiento Online 2024.pptx
 
Tema 8.- PROTECCION DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN.pdf
Tema 8.- PROTECCION DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN.pdfTema 8.- PROTECCION DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN.pdf
Tema 8.- PROTECCION DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN.pdf
 
origen y desarrollo del ensayo literario
origen y desarrollo del ensayo literarioorigen y desarrollo del ensayo literario
origen y desarrollo del ensayo literario
 
Registro Auxiliar - Primaria 2024 (1).pptx
Registro Auxiliar - Primaria  2024 (1).pptxRegistro Auxiliar - Primaria  2024 (1).pptx
Registro Auxiliar - Primaria 2024 (1).pptx
 
actividades comprensión lectora para 3° grado
actividades comprensión lectora para 3° gradoactividades comprensión lectora para 3° grado
actividades comprensión lectora para 3° grado
 
Fe contra todo pronóstico. La fe es confianza.
Fe contra todo pronóstico. La fe es confianza.Fe contra todo pronóstico. La fe es confianza.
Fe contra todo pronóstico. La fe es confianza.
 
plan de capacitacion docente AIP 2024 clllll.pdf
plan de capacitacion docente  AIP 2024          clllll.pdfplan de capacitacion docente  AIP 2024          clllll.pdf
plan de capacitacion docente AIP 2024 clllll.pdf
 

Separata bq 1

  • 1. I. ORIGEN DE LAS BIOMOLÈCULAS 1.1. INTRODUCCIÓN Al estudiar la química de los seres vivos, nos damos cuenta que están conformados por sustancias químicas inorgánicas y orgánicas desde las más simples hasta las más complejas, lo cual permite reconocer que el grado de organización biológica está ligada también al grado de organización química. Es por ello dentro de este aspecto, nos planteamos las siguientes preguntas:  ¿Cuál es origen de las Biomoléculas?  ¿Por qué los seres vivos, están constituidos además de lo orgánico, de sustancias inorgánicas?  ¿Existe alguna relación entre el origen de las Biomoléculas con el origen de la vida? Precisamente, estas incógnitas han permitido plantear las teorías más lógicas y acertadas frente al origen de la vida y su relación con el origen de las biomoléculas, las cuales permiten explicar a partir de la evolución química y biológica, el origen de los seres vivos y el origen de las biomoléculas como hechos relacionados entre sí en un proceso mayor denominado el origen de la tierra, el cual supone tres eventos: 1.2.LAS REACCIONES QUIMICAS ESPONTÁNEAS DE LA TIERRA PRIMITIVA Las constantes reacciones químicas espontáneas de los primeros compuestos, en donde la tierra en su estado primitivo sin la existencia de la capa de ozono, estaba totalmente caliente. Las radiaciones utltavioleta ingresaban directamente a los mares en los cuales producían un conjunto de reacciones inestables cuyos primeros compuestos que lograron formarse fueron el cianuro de hidrógeno (HCN), el metano (CH4), el agua (H2O) y el anhidrido carbónico (CO2) entre otros. 1.3.LA PRESENCIA DE UNA ATMÓSFERA REDUCTORA QUE FAVORECIÓ LA EVOLUCIÓN QUÍMICA A medida que la tierra se iba enfriando en el proceso de condensación, los primeros compuestos más estables, mencionados en (1), dieron origen a las purinas y pirimidinas, compuestos de mayor peso molecular, formando ase la sopa biológica de los mares primitivos, en donde las reacciones de condensación química cada vez más iban formando sustancias orgánicas más complejas hasta dar lugar la formación de los primeros aminoácidos y posteriormente los coacervados, al que Oparín denominó evolución química. A partir de los coacervados se forman las primeras formas vivientes, siendo el virus el eslabón entre la materia viviente y no viviente. Es decir, según la teoría evolucionista, el origen de los seres vivos es precedido por el origen de las biomoléculas (evolución química), el cual se dio durante el origen de la tierra en un proceso de condensación y enfriamiento. Durante este evento la atmósfera de la tierra aún no tenía oxígeno, mucho menos la capa de ozono, es decir era una atmósfera totalmente reductora, la misma que permitía garantizar las reacciones de condensación y acoplamiento químico, favoreciendo la síntesis química de sustancias más simples a sustancias más complejas. 1.4.LA FORMACIÓN DE LA CAPA DE OZONO A medida que la tierra iba enfriando, los mares ya estaban en condiciones más favorables para que los coacervados dieran origen a las primeras formas vivientes, mediante la evolución biológica. Es probable que estas primeras formas vivientes comenzaran a realizar la fotosíntesis en los mares primitivos, generando oxígeno, el mismo que sustituyó la atmósfera reductora por una atmósfera oxidante dando origen a una capa de ozono. De esta manera, se hizo más estable la condensación de la tierra y las biomoléculas resultantes de la evolución química, en razón de que al existir una capa de ozono y al disminuir notablemente la temperatura de los mares, ya no ingresaban los rayos ultravioleta que inducían a las reacciones espontáneas inestables, permitiendo de esta manera la realización de procesos de síntesis mediante reacciones químicas y biológicas de condensación, y la aparición de sistemas enzimáticos. 1
  • 2. Estos planteamientos, nos permite concluir:  Las biomoléculas se originaron por un proceso de evolución química.  La evolución biológica es precedida por la evolución química.  La síntesis biológica, es en sí misma una síntesis química en el que las sustancias orgánicas e inorgánicas se complementan en una síntesis mayor que viene a ser los seres vivos.  Los primeros compuestos orgánicos se originaron en condiciones abióticas teniendo como base el cianuro de hidrógeno (HCN), el cual fue demostrado en laboratorio mediante ensayos de reacciones en condiciones simuladas a la tierra primitiva (Esquema Nº 3)  El origen de la vida frente al origen de las células prebióticas pudieron producirse durante el transcurso de la evolución química prebiótica en la que surgen las moléculas biológicas primitivas: polipétidos, polisacáridos, polinucleótidos, catalizadores y patrones replicables, capaces de desarrollar estructuras más complejas y mejor dotadas para sobrevivir. ESQUEMA Nº 1.4. EVOLUCIÓN QUÍMICA DE LAS BIOMOLÉCULAS HCN CIANOACETILENO NITRILOS CIANAMIDA Aminonitrilos Agentes de Diciandimaida Condensación Aminoácidos Purinas Porfirinas Prirmidinas Aminoácidos Aminoácidos Agentes de Condensación PROTEÍNAS COACERVADOS CÉLULAS PRIMITIVAS 2
  • 3. II. METABOLISMO DEL AGUA 2.1. ESTRUCTURA DEL AGUA El agua líquida está formada por potentes fuerzas intermoleculares originadas por la distribución específica de los electrones en la molécula del agua, en el que el átomo de oxígeno comparte 2 electrones en cada uno de los átomos de hidrógeno, formando un ángulo de 104.5º y una distancia interatómica media de 0.0965 nm entre el enlace H-O. Esquema Nº 2.1. Modelo espacial de la estructura del agua 2.1. PROPIEDADES FISICOQUIMICAS Las propiedades fisicoquímicas del agua se deben a su estructura química, es decir a las fuerzas de atracción entre sus moléculas, siendo las más principales: a. Su naturaleza anfiprótica y su constante dieléctrica elevada permite que el agua al disociarse químicamente presente dos tipos de iones: un ion de carga eléctrica positiva denominado hidrogenión y otro ión cargado negativamente denominado hidroxilo: H2O [H+] + [OH-] Hidrogenión Hidroxilo b. Este hecho permite que el agua pueda asociarse con otros compuestos que presenten carga positiva o negativa, por lo que le confiere asignar una propiedad mayor denominado el agua como disolvente químico universal. c. Presenta un calor específico elevado, es decir el agua para elevar su temperatura en un grado centígrado, necesita absorber una gran cantidad de calor. d. El calor de vaporización también es elevado, lo cual permite que el agua difícilmente se evapora, en otras palabras los enfriamientos notables del agua se producen con poca pérdida de la misma por evaporación. e. Gran conductividad térmica, que le confiere la capacidad de absorber gran cantidad de calor. f. La actividad del agua químicamente pura es igual a 1 g. Tiene un peso específico de 1 a condiciones físicas estándares. h. El PH del agua químicamente pura, es de 7.0, quiere decir es neutro. i. Tiene un bajo punto de congelación, que permite pasar el agua de un estado líquido al estado sólido a una temperatura de 0 ºC. j. Su punto de ebullición es elevado, a 100 ºC a una presión atmosférica de 1 Atm. 2.2. PROPIEDADES Y/O FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA Las propiedades biológicas del agua devienen de sus propiedades fisicoquímicas, las cuales permiten que el agua cumpla funciones muy importantes en los seres vivos, siendo los más conocidos: 2.2.1. El agua por ser disolvente químico universal, se comporta en los sistemas vivientes, como medio de transporte de los nutrientes, de las sustancias de secreción y de las de excreción, los cuales van asociados a los procesos de transporte en la absorción, circulación y excreción. 3
  • 4. 2.2.2. De igual manera, por su elevada constante dieléctrica, el agua se comporta como un medio de soporte químico en el que se realizan las reacciones biológicas, es decir, estas reacciones son posibles en medio acuoso. 2.2.3. Por el elevado calor específico, permite que la gran cantidad de calor, proveniente de las reacciones biológicas, provoque una mínima elevación de temperatura en el seno de las células. 2.2.4. El agua permite la disociación de la mayoría de las sales minerales en los líquidos corporales debilitando las fuerzas electrostáticas entre los iones. 2.2.5. Su densidad máxima a 4ºC permite que el hielo flote en el agua líquida, es por ello que los océanos se mantienen líquidos sin enfriarse por debajo de los 4ºC, hecho que permite la existencia de los seres vivos en estas condiciones. 2.2.6. El alto calor de vaporización y la gran capacidad de conductividad térmica, favorece a los seres vivos minimizar las pérdidas de agua por evaporación al margen de las reacciones biológicas exotérmicas. De igual manera, aún cuando las temperaturas del medio ambiente sean superiores a la temperatura normal de 37ºC, la temperatura interna del organismo difícilmente podrá elevarse. 2.2.7. Su alta viscosidad permite circular de manera fluida y continua en los sistemas de circulación de los seres vivos. 2.2.8. Por su alta tensión superficial, fácilmente se combinan con las partículas sólidas y superficies de los microorganismos, lo cual facilita comportarse como un medio de eliminación de materiales infectados, es decir, un medio de asepsia para combinarse con las sustancias antimicrobianas y eliminarlas. 2.2.9. Como nutriente el agua, es indispensable para el mantenimiento hídrico de la célula, en la que constituye un 75-90% de su composición en analogía coincidente con el componente hídrico a nivel del globo terráqueo el cual es la ¾ partes. 2.3. INGESTIÓN, ABSORCIÓN Y EXCRECIÓN DEL AGUA 2.3.1. INGESTIÓN El agua se ingiere junto con los alimentos, sean éstos sólidos o líquidos. El requerimiento de agua por día es de 2.5 L promedio el cual se encuentra como agua libre y agua ligada en los alimentos. 2.3.2. ABSORCIÓN Se realiza a nivel del intestino grueso, en el que la presencia de los electrolitos Cl+ y Na- son importantes para que el agua atraviese la membrana del intestino y pase a la vertiente sanguínea. Los procesos de infecciones diarreicas, eliminan los electrolitos, y junto con ellos gran cantidad de agua, produciéndose la deshidratación. 2.3.3. EXCRECIÓN E l exceso de agua se elimina a cuatro niveles:  NIVEL PULMONAR, como producto de la respiración, el agua en forma de vapor  NIVEL DE PIEL, en forma de sudor.  NIVEL DE RIÑONES, como parte de la orina.  NIVEL DE EXCRETAS FECALES, una mínima porción de agua que se elimina como parte de las heces. BALANCE HIDRICO DIARIO AGUA INGERIDA ml AGUA EXCRETADA ml Bebidas 1350 Respiración 500 Alimentos 900 Piel 700 Agua de oxidación 450 Orina 1400 Heces 100 4
  • 5. TOTAL 2700 2700 3. METABOLISMO DE LOS MINERALES 3.1. ANTECEDENTES Los minerales en el organismo desempeñan diversas funciones biológicas, constituyendo el 5% del peso corporal. Los que se encuentran en mayor cantidad son: calcio, fósforo, sodio, potasio, cloro, magnesio, azufre y hierro, y aquellos que participan en cantidades muy pequeñas son los denominados oligoelementos como: Cobre, manganeso, cobalto, yodo, molibdemo, zinc, fluor, etc. El metabolismo de cada uno de estos elementos estará en función a su ubicación y la concentración representada, por lo que a continuación se desarrollarán los más importantes para la salud: 3.2. METABOLISMO DEL CALCIO Se encuentra en forma de fosfato de calcio en los huesos (99%), y en forma de iones solubles (1%) en los líquidos corporales y en los compartimentos celulares formando parte de la determinación del potencial de membrana. Su función principal es la formación de los huesos y dientes, la coagulación sanguínea, ser integrante como cofactor de algunas enzimas, entre otros. La absorción a nivel intestinal depende de la presencia de la vitamina D y de una dieta rica en proteínas. Las hormonas que participan en la movilización del calcio son: la parathormona sintetizada en la glándula para tiroides, la calcitonina secretada en la tiroides y el colicalciferol sintetizado en el riñón a partir de la vitamina D. La concentración normal en la sangre es de 5 a 7 mg por 100 ml de sangre. La variación de estas cantidades pueden deberse a factores de nutrición y factores hormonales, por lo que la deficiencia de calcio a nivel dietético durante la edad de crecimiento puede conducir al raquitismo, poco desarrollo de la estatura, osteoporosis, desarrollo incompleto de los dientes, etc. Los alimentos ricos en calcio son la leche fresca de vaca, huevos, carnes, pescado y menestras entre otros. 3.3. METABOLISMO DEL FOSFORO El metabolismo del fósforo, se encuentra asociado al metabolismo del calcio, lo cual significa, si en la dieta hay más contenido de calcio, la absorción del fósforo se ve disminuido y viceversa. El fósforo, así como el calcio participa en la osificación de los huesos y en la dureza de los dientes, pero además de esto, su función es formar parte de los nucleótidos que forman los ácidos nucleicos ADN y ARN. Así mismo, son importantes en la formación del ATP, el cual es una molécula biológica de energía que se sintetiza en las mitocondrias, por lo que en este caso asume el papel energético que garantice la realización de las demás funciones biológicas. El fósforo, también lo encontramos como parte de los tampones fostatos ejerciendo la regulación del equilibrio ácido base del sistema sanguíneo. Su metabolismo, al igual que el calcio está regulado hormonalmente por la paratiroides. Si hay una hipofunción de esta hormona, conducirá a una hiperfosfatemia, pero si se da un hiperparatiroidismo permitira el desarrollo de una hipofosfatemia. Los alimentos ricos en fósforo son: Manzana, pescados, mariscos, rana, maca, menestras (principalmente soya y haba) 3.4. METABOLISMO DEL HIERRO Se encuentra formando parte del núcleo de la hemoglobina. Su función principal es realizar el transporte del oxígeno. Así mismo participa en el sistema de transporte de electrones de la cadena respiratoria ( citocromos) 5
  • 6. La absorción se realiza a nivel intestinal en su forma reducida (ion ferroso) y en presencia de agentes reductores como la cisteína. La deficiencia de hierro en la dieta conduce a la anemia, siendo los alimentos ricos en este elemento: bazo, hígado, sangre cocida, lentejas, kiwicha, berros, espinacas, brócoli, etc. 3.5. METABOLISMO DEL SODIO Es el principal componente del líquido extracelular y de las membranas celulares, constituyendo de esta manera el regulador del equilibrio ácido base y el potencial de membrana. Es un electrolito relacionado con el proceso de transporte de moléculas de agua a través de las membranas y con la realización de la presión osmótica de los líquidos corporales. En el plasma sanguíneo constituye de 130 a 145 mEq/L, siendo el 90% de los cationes totales. La fuente principal de este elemento es el Cloruro de sodio (sal de cocina) que se ingiere diariamente en los alimentos. La deficiencia del sodio, conduce a la hiponatremia, la cual se manifiesta con fuerte sudoración, deshidratación y desarreglos gastrointestinales. 3.6. METABOLISMO DEL CLORO Está relacionado con el metabolismo del sodio, siendo su función más importante, mantener la presión osmótica sanguínea, el volumen sanguíneo y la presión arterial. Forma parte del HCl del jugo gástrico, en el que determina su PH ácido para realizar a cabo los procesos de digestión parcial de los alimentos. Participa también en la regulación del equilibrio ácido base y el potencial de membrana . La fuente alimentaria principal es el NaCl. Su deficiencia produce alcalosis metabólica hipoclórica, caracterizada por una hipertonicidad muscular, tetania, depresión respiratoria. Pero si se encuentra por encima de los valores normales conduce a la acidosis metabólica hiperclórica. Los valores normales 340 a 370 mg%. 3.7. POTASIO Se encuentra a nivel celular en una concentración de 150 mEq/L, y a nivel sanguíneo de 3.5 a 5.5. mEq/L Está relacionada con las actividades neuromusculares, es decir responsable de la irritabilidad y excitabilidad celular, y permeabilidad celular. Junto con el sodio forman la bomba de sodio y potasio para regular el transporte de las moléculas de agua a nivel intra y extracelular. Los alimentos ricos en potasio son los cereales. 3.8. MAGNESIO Es un cofactor de enzimas que se encuentra en forma de pirofosfato de tiamina. En la sangre se encuentra de 1.5 a 3.5 mEq/L. Su deficiencia produce contracciones musculares, convulsiones entre otras afecciones. 3.9. YODO. Es considerado como el mineral de la inteligencia, porque está asociada con la actividad intelectual, el dinamismo y la habilidad. Se encuentra en la glándula tiroides asociado a la tiroxina, la cual es una hormona que regula la actividad celular. Su deficiencia produce alteraciones como desarrollo incompleto de los órganos, enanismo, bocio, obesidad etc Los alimentos ricos en yodo son: berros, mariscos, sábila, pescado, ajo, nabo, etc 6
  • 7. 3.10.LAS DISOLUCIONES ACUOSAS 3.10.1. CONCEPTO Una disolución es el soluto disuelto en un disolvente. En este caso, una disolución es una mezcla homogénea formada por dos o más especies químicas que no reaccionan entre sí; cuyos componentes se encuentran en proporción que varía entre ciertos límites. Toda disolución está formada por una fase dispersa llamada soluto y un medio dispersante denominado disolvente. Una disolución puede estar formada por uno o más soluto y uno o más disolventes. Pero en este tema nos referiremos a las soluciones binarias, es decir, aquellas que están constituidas solo por un soluto y un disolvente. El soluto es la sustancia que se disuelve en el disolvente. 3.10.2. CLASES DE DISOLUCIONES EN FUNCIÓN A LA CONCENTRACIÓN DEL SOLUTO: a. SOLUCIONES HIPOTÓNICAS Son aquellas, cuya concentración de soluto presente en la disolución es menor que la solución estándar. Ejm. Una solución de NaCl de 0.4% es hipotónica con respecto al plasma sanguíneo cuya concentración de NaCl es de 0.85% b. SOLUCIONES ISOTÓNICAS Son disoluciones cuya concentración del soluto es igual al de las soluciones estándar. c. SOLUCIONES HIPERTÓNICAS Se refiere a las soluciones con concentraciones de soluto más altas que las soluciones estándar. 7
  • 8. Las soluciones estándar, desde el punto de vista biológico, comprende aquellas cuyos valores de concentración, son valores normales en relación a las funciones biológicas. Estos valores estándar, están dentro de los máximos y mínimos en los cuales se considera normal en función a la salud. Ejm. Glucosa sanguínea normal: 70 a 110 mg/100cc de sangre En cuanto a la concentración, las unidades de medida más utilizadas son las proporciones entre peso y volumen expresado en porcentajes. También se utilizan las concentraciones expresados en normalidad, molaridad o ppm. EN FUNCION A LA INTEGRIDAD DE LAS MOLÉCULAS DEL SOLUTO: a. DISOLUCIONES MOLECULARES: Son aquellas disoluciones, en las que el soluto disuelto mantiene la integridad molecular, es decir no se produce ninguna disociación química. Ejm. Solución de glucosa al 5%. b. DISOLUCIONES IÓNICAS En este tipo de soluciones, las sustancias químicas disueltas sufren ionización de sus moléculas, originando dos ó más iones con cargas eléctricas positivas o negativas Ejm. Solución de NaCl 1%, el sodio se disocia con carga positiva y el cloro con carga negativa NaCl Na - + Cl + EN FUNCIÓN A LA NATURALEZA FÍSICA O ESTADO DE AGREGACIÓN DE LAS DISOLUCIONES a. DISOLUCIONES LÍQUIDAS Cuando su estado físico es líquido. Se puede obtener de disolver sustancias:  Líquida en liquida : etanol + agua, solución de etanol al 50%  Sólida en líquida : Cloruro de sodio + agua, solución fisiológica salina  Gaseosa en líquida : Oxígeno + agua, solución de oxígeno disuelto b. DISOLUCIONES COLOIDALES Cuando se presentan en forma de coloides, es decir no tienen naturaleza líquida ni sólida. Ejm. El citoplasma, la clara del huevo, la savia de las plantas. Este tipo de disoluciones tienen la propiedad de producir el efecto de tyndall, en el que se produce la dispersión de la luz en las partículas disueltas del coloide, que son de un diámetro superior a 10 Aº, en donde la cantidad de agua libre es muy inferior a la cantidad de agua total. c. DISOLUCIONES GASEOSAS Son aquellas mezclas de gases en las que uno de ellos contiene al otro. Ejm. El gas oxígeno disuelta en gas nitrógeno. (el aire) d. DISOLUCIONES SÓLIDAS Es la mezcla de sólidos. Ejemplo  Sólido en sólido : Zinc más estaño da el latón  Gas en sólido: Hidrógeno disuelto en paladio  Líquido en sólido Mercurio en plata da la amalgama POR SU NIVEL DE SATURACIÓN a. SOLUCIONES NO SATURADAS 8
  • 9. Son aquellas donde la fase dispersa y la dispersante no están en equilibrio a una temperatura dada; es decir, ellas pueden admitir más soluto hasta alcanzar su grado de saturación. Ej: a 0 ºC 100 g de agua disuelven 37,5 NaCl, es decir, a la temperatura dada, una disolución que contengan 20g NaCl en 100g de agua, es no saturada. b. SOLUCIONES SATURADAS En estas disoluciones hay un equilibrio entre la fase dispersa y el medio dispersante, ya que a la temperatura que se tome en consideración, el solvente no es capaz de disolver más soluto. Ej una disolución acuosa saturada de NaCl es aquella que contiene 37,5 disueltos en 100 g de agua a 0 ºC . c. SOLUCIONES SOBRESATURADAS Representan un tipo de disolución inestable, ya que presenta disuelto más soluto que el permitido para la temperatura dada. Para preparar este tipo de disoluciones se agrega soluto en exceso, a elevada temperatura y luego se enfría el sistema lentamente. Estas soluciones son inestables, ya que al añadir un cristal muy pequeño del soluto, el exceso existente precipita; de igual manera sucede con un cambio brusco de temperatura. 3.10.3. PROPIEDADES COLIGATIVAS DE LAS DISOLUCIONES ACUOSAS Son aquellas propiedades que adquiere la disolución despuès de que el disolvente haya disuelto el soluto, es decir las propiedades del agua químicamente pura, se ven afectadas en presencia del soluto disuelto. Estas son: 4. Incremento del punto de ebullición 5. Descenso del punto del congelación 6. Ehibición de de la presión osmótica 7. Descenso de la actividad de agua. 7.1.1. DISTIBUCION DE AGUA EN EL ORGANISMO: El agua corporal que constituye el 60% del peso corporal en el adulto se distribuye tanto a nivel extracelular y a nivel intracelular, siendo el intracelular un 40% de peso corporal, proporción que no varía significativamente con la edad aunque sí con el estado fisiológico. El agua extracelular representa el 20% y se distribuye entre el plasma sanguíneo, linfa, y el líquido extracelular. Esta distribución obedece a la presencia de electrolitos en los compartimientos de las membranas en forma de cationes y aniones: DISTRIBUCION DE ELECTROLITOS INTRACELULARES: CATIONES mEq/L ANIONES mEq/L Potasio 160 Fosfato 140 Magnesio 35 Proteinato 55 Sodio 10 Bicarbonato 8 Cloruro 2 DISTRIBUCIÓN DE ELECTROLITOS EXTRACELULARES 9
  • 10. CATIONES mEq/L ANIONES mEq/L Sodio 142 Á. Carbónico 1.2 Potasio 5 Cloruro 105 Calcio 5 Bicarbonato 24 Magnesio 2 Proteinato 16 Á. Orgánicos 6 Fosfato 2 Sulfato 1 7.1.2. REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BASE La regulación del equilibrio ácido base tiene por finalidad amortiguar los cambios de PH de los líquidos corporales, que se producen por la formación de ácidos durante el metabolismo celular. Esta regulación es llevada a cabo preferentemente por la acción amortiguadora de los electrolitos Na +, Cl - y HCO3-, en razón de que se encuentran en mayor proporción que los demás electrolitos, siendo tres los sistemas de tampón en el líquido extracelular: 7.2. SISTEMA DE TAMPÓN HEMOGLOBINA: Ejerce la función del movimiento de los iones cloruro, en los que por cada Ion cloruro que sale del eritrocito, entra en él un Ion bicarbonato (HCO3-) y viceversa, dependiendo de la cantidad de oxígeno. 7.3. SISTEMA DE TAMPÓN PROTEINA Está formado por los proteinatos que se forman al perder iones hidrógeno, es decir pueden comportarse como ácidos cuando donan hidrógenos para equilibrar el PH. 7.4. SISTEMA DE TAMPÓN BICARBONATO El sistema HCO3- / H2CO3, permite equilibrar el PH de la sangre en 7.4. • El ion bicarbonato (HCO3-) se puede combinar con un protón (H+) para formar ácido carbónico (H2CO3), absorbiendo así protones de la disolución y elevando el pH sanguíneo • El ácido carbónico, que se puede formar a partir de CO2 y agua, puede disociarse en H+ y HCO3- para proporcionar H+ y bajar el pH sanguíneo • El ácido carbónico, que se puede formar a partir del bicarbonato, se convierte en CO2 y agua mediante una reacción enzimática muy rápido 7.5. MECANISMOS REGULATORIOS RESPITARORIOS Y RENALES El CO2, por ser volátil, puede ser rápidamente eliminado del organismo en cantidades variables mediante la respiración. Sin embargo, los mecanismos por los cuales se eliminan ácidos a nivel de los pulmones y riñones, son procesos permiten regular la cantidad de de los electrolitos que participan en la regulación del PH. A nivel del pulmón está relacionado con el centro respiratorio el cual es sensible a los cambios de PH de la sangre . Si el PH baja, aumenta la frecuencia respiratoria, debido a que baja la cantidad de los bicarbonatos. Es decir al aumentar la respiración aumenta el CO2 para equilibrar la disminución del bicarbonato. A nivel renal, el equilibrio ácido-base, se realiza a través de la retención o eliminación del HCO3 , según sean las necesidades de iones en el plasma sanguíneo. 8. INGESTIÓN, ABSORCIÓN Y EXCRECIÓN DEL AGUA 8.1. INGESTIÓN 10
  • 11. El agua se ingiere junto con los alimentos, sean éstos sólidos o líquidos. El requerimiento de agua por día es de 2.5 L promedio el cual se encuentra como agua libre y agua ligada en los alimentos. 8.2. ABSORCIÓN Se realiza a nivel del intestino grueso, en el que la presencia de los electrolitos Cl+ y Na- son importantes para que el agua atraviese la membrana del intestino y pase a la vertiente sanguínea. Los procesos de infecciones diarreicas, eliminan los electrolitos, y junto con ellos gran cantidad de agua, produciéndose la deshidratación. 8.3. EXCRECIÓN E l exceso de agua se elimina a cuatro niveles:  NIVEL PULMONAR, como producto de la respiración, el agua en forma de vapor  NIVEL DE PIEL, en forma de sudor.  NIVEL DE RIÑONES, como parte de la orina.  NIVEL DE EXCRETAS FECALES, una mínima porción de agua que se elimina como parte de las heces. BALANCE HIDRICO DIARIO AGUA INGERIDA ml AGUA EXCRETADA ml Bebidas 1350 Respiración 500 Alimentos 900 Piel 700 Agua de oxidación 450 Orina 1400 Heces 100 TOTAL 2700 2700 11