AGUA estructura y función

El objetivo de este tema es que el estudiante comprenda cuáles son las características de la molécula de agua, cómo se relacionan las moléculas entre sí y con otras moléculas del cuerpo humano, cómo de esta interacción depende el balance en términos de pH y presiones en el entorno celular y cómo el cuerpo responde a las alteraciones en el comportamiento de la molécula.

CARACTERISTICAS FISICOQUÍMICAS Dipolos: interacción entre sí y con otras moléculas (solvente universal) Tensión superficial: fenómenos de capilaridad, resistencia e intercambio Punto de ebullición alto

CARACTERISTICAS FISICOQUÍMICAS Calor específico: calorías requeridas para aumentar la T de un cuerpo en un grado. El agua tiene alto calor porque los puentes de H se disuelven lentamente con la T, evitando el rápido calentamiento del cuerpo

CARACTERISTICAS FISICOQUÍMICAS Calor latente de vaporización: E necesaria para destruir la atracción entre moléculas adyacentes para que se puedan evaporar, regulación térmica

ESTRUCTURA MACROMOLECULAR Vapor: sin puentes de H Hielo: cristales hexagonales, “espacio vacío” Líquido: moléculas desordenadas

ESTRUCTURA MOLECULAR Tetraedro irregular No tiene carga neta Es un dipolo eléctrico

PUENTES DE HIDRÓGENO Atracción electrostática recíproca entre el núcleo de una molécula de agua y el par de electrones no compartidos de otra molécula. Suman fuerzas a medida que se suman puentes.

CARACTERÍSTICAS 70% del peso del cuerpo, pérdida del 10% =enfermedad, del 20%= muerte. Entre más jóvenes los tejidos, mayor cantidad de agua almacenan.

pH El agua es un electrolito débil Da origen al mismo catión de los ácidos y al mismo anión de las bases, anfótero o anfolito (comportamiento de ácido o base) La reacción de hidrólisis está desplazada hacia la izquierda baja disociación

pH Cálculo de disociación del agua pura a 25ºC = [H 3 O + ] y [OH - ] =10 -7 K w = [H 3 O + ] [OH - ] = pH = -log [H 3 O + ] pH + pOH = 14

Soluciones amortiguadoras, tampones o buffers Buffer: ácido débil + su base conjugada (sal) Impiden los cambios bruscos de pH Su pH se calcula con la ecuación de Henderson-Hasselbach

CAPACIDAD TAMPÓN Cantidad de base o ácido fuerte que se le puede adicionar para que varíe el pH en una unidad pK a : valor del pH al cual se ha hidrolizado la mitad de una solución pH = pK a + log [sal] / [ácido]

BALANCE HÍDRICO Condiciones fisicoquímicas estables entre la célula y el medio extracelular IngestiónExcreción Bebidas1200 mlOrina1400 ml Alimentos1000 mlHeces 200 ml Metabólica 300 mlPérdida insensible 900 ml Total2500 ml

TAMPONES FISIOLÓGICOS Principal buffer intracelular: sistema fosfato H 2 PO 4 - / HPO 2- 4, pK= 7.2 ó 6.8 Principal buffer extracelular: sistema bicarbonato H 2 CO 3 / HCO 3 -, pK=6.1 Rango de pH fisiológico = 7.35 – 7.45

TAMPÓN ÁCIDO CARBÓNICO/BICARBONATO CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 HCO H + H 2 CO 3 es regulado por el sistema respiratorio, el HCO - 3 es regulado por los riñones Anhidrasa carbónica : 10 6 CO 2 /seg

TAMPÓN FOSFATO H 2 PO - 4 H + + HPO veces menos que bicarbonato en sangre Alta concentración intracelular (75 meq/L)

TAMPONES FISIOLÓGICOS Acidosis : pH sanguíneo arterial < 7.4 Alcalosis: pH sanguíneo arterial > 7.4 Límites compatibles con la vida 7.0 – 7.8

TAMPONES FISIOLÓGICOS Acidosis : pH sanguíneo arterial < 7.4 [  ] de CO 2 Retención de HCO 3 Excreción de H +

TAMPONES FISIOLÓGICOS Alcalosis: pH sanguíneo arterial > 7.4

TAMPONES FISIOLÓGICOS

DISTRIBUCIÓN DEL AGUA

Compartimientos: intracelular (60%) y extracelular (40%) SolutoPlasma (meq/L) L.Intra (meq/L) Na14012 K Ca5- Mg1.534 Cl1042 Proteínas1554

EXCRECIÓN DEL AGUA Osmolalidad de los líquidos corporales aprox. 290 mOsm/Kg de agua Se filtran por riñón 170 L al día Los intercambios de agua se dan por presión osmótica y presión oncótica

DESBALANCE HÍDRICO Depleción del volumen: debilidad, vértigo, nauseas, dolor de cabeza, sed. Frialdad, resequedad, shock.

DESBALANCE HÍDRICO Exceso de volumen: generalmente acompañada de aumento de sodio total, causa edema, dolor de cabeza, hipertensión y nauseas.