UNIDAD BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS :AGUA UNIDAD BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS :AGUA UNIDAD BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: LAS SALES MINERALES

DIRECTRICES Y ORIENTACIONES GENERALES PARA LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD BLOQUE I. ¿CUÁL ES LA COMPOSICIÓN DE LOS SERES VIVOS? LAS MOLÉCULAS DE LA VIDA I. PRINCIPALES TEMAS DEL CURRICULUM Base físico-química 2. El agua Disoluciones acuosas de sales minerales. 3. Las sales minerales. II. ORIENTACIONES 3. Reconocer el papel del agua y de las disoluciones salinas en los equilibrios osmóticos y ácido-base.

SALES MINERALES DEFINICIÓN Las sales minerales son biomoléculas inorgánicas que en los seres vivos aparecen tanto precipitadas, como disueltas, como asociadas a otras moléculas.

SALES MINERALES Sales minerales insolubles en agua Funciones Son sales que se encuentran precipitadas y constituyen estructuras sólidas e insolubles con funciones esqueléticas o de protección: - Carbonato cálcico en conchas de moluscos. - Fosfato cálcico en los huesos. - Dióxido de silicio en exoesqueletos. CaCO 3 Ca 3 (PO 4 ) 2 SiO 2

SALES MINERALES Sales minerales solubles en agua Son sales que aparecen disociadas en sus iones correspondientes, tanto en medios intracelulares como extracelulares. Las principales son: En forma de cationes: sodio (Na + ), potasio (K + ), calcio (Ca 2+ ), magnesio (Mg 2+ ) y amonio (NH 4+ ). En forma de aniones: cloruro (Cl - ), sulfato (SO 4 2- ), nitrato (NO 3 - ), fosfatos (PO 4 3-, HPO 4 2-, H 2 PO 4- ), carbonato (CO 3 2- ) y bicarbonato (HCO 3- ). Las sales minerales disueltas en agua siempre están ionizadas.

Sales minerales solubles en agua Funciones Funciones catalíticas. Algunos iones, como el Cu +, Mn 2+, Mg 2+, Zn +,... actúan como cofactores enzimáticos. Los iones de Na +, K +, Cl- y Ca 2+, participan en la generación de gradientes electroquímicos, imprescindibles en el mantenimiento del potencial de membrana y del potencial de acción en la sinapsis neuronal. Dar estabilidad a muchas moléculas. En el cuadro se presentan algunos ejemplos significativos. Funciones osmóticas. Intervienen en los procesos relacionados con la distribución de agua entre el interior celular y el medio donde vive esa célula. Función tamponadora. Intervienen en la regulación del equilibrio ácido-base, a fin de mantener constante el pH del medio interno.

Sales minerales disueltas Ósmosis y presión osmótica Si tenemos dos disoluciones acuosas de distinta concentración separadas por una membrana semipermeable (deja pasar el disolvente pero no el soluto), se produce el fenómeno de la ósmosis que sería un tipo de difusión pasiva caracterizado por el paso del agua a través de la membrana semipermeable desde la disolución más diluida (hipotónica) hacia la más concentrada (hipertónica), este trasiego continuará hasta que las dos disoluciones adquieran la misma concentración (isotónicas o isoosmóticas). Se entiende por presión osmótica la presión que sería necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana semipermeable.

La membrana plasmática de la célula puede considerarse como semipermeable, y por ello las células deben permanecer en equilibrio osmótico con los líquidos que las bañan. Animación: Ósmosis y presión osmótica

El fenómeno de la ósmosis puede provocar intercambios de agua entre el interior y el exterior de la célula. Si el medio externo es hipertónico, la célula pierde agua, se contrae, pero el resultado es distinto según se trate de células animales o vegetales. Si, por el contrario, el medio externo es hipotónico, el agua entra en la célula, ésta se hincha, y el resultado varía también con el tipo de célula. De este modo, las sales disueltas son responsables de los intercambios hídricos de las células con el medio extracelular. Normalmente las células se encuentran en medios isotónicos. Los fenómenos osmóticos son responsables, entre otras cosas de: - La absorción del agua por la raíz, ya que el suelo es hipotónico. - El crecimiento de las plantas por turgencia. En el siguiente cuadro puedes ver el comportamiento de las células animales y vegetales en los distintos medios.. Ósmosis y presión osmótica

SALES MINERALES EQUILIBRIOS OSMÓTICOS

SALES MINERALES EQUILIBRIOS OSMÓTICOS TURGENCIA PLASMOLISIS

pH = -log [H + ]

IONIZACIÓN DEL AGUA Y ESCALA DE PH

Para los seres vivos resulta de capital importancia mantener constantes sus niveles internos de pH. De no ser así, muchas reacciones químicas cambiarían su sentido de reacción, o muchas enzimas precipitarían con lo que se provocarían graves trastornos e incluso la muerte. Los límites aceptables para la vida humana se sitúan entre 6 y 8 en el medio interno. Afortunadamente contamos con los llamados sistemas amortiguadores, tampón o buffer, que son compuestos en disolución que neutralizan los cambios de pH de un medio cuando, como resultado de las reacciones metabólicas se producen sustancias ácidas o básicas que harían variar el pH. Sales minerales disueltas Reguladoras de pH

Cambio de pH tras añadir ácido/base al agua. Sales minerales disueltas Reguladoras de pH Cambio de pH tras añadir ácido/base a una disolución amortiguadora.

Sales minerales disueltas Reguladoras de pH En nuestro organismo destacan dos sistemas tampón: A. Tampón fosfato. B. Tampón bicarbonato.

Sales minerales disueltas Reguladoras de pH

Sales minerales disueltas Reguladoras de pH Actividad de razonamiento: Al añadir a una disolución de cloruro sódico (1) pequeñas cantidades de un ácido (2) o de una base (3), se producen grandes variaciones en el valor del pH. Sin embargo, si se añaden al plasma sanguíneo (4) las mismas cantidades del ácido (5) y de la base (6), apenas cambia el pH. Propón una explicación para este hecho. ¿Cuáles serían las consecuencias de las variaciones bruscas de pH en los seres vivos?

Un fenómeno similar a la ósmosis es la diálisis, proceso que ocurre cuando la membrana que separa dos disoluciones deja pasar, además del agua, moléculas de bajo peso molecular éstas atraviesan la membrana hacia el lado donde su concentración es menor. Sólo las moléculas pequeñas pueden atravesar la membrana, pudiendo así separarse de las moléculas grandes. SALES MINERALES DIÁLISIS Este proceso es la base de la hemodiálisis, técnica que se emplea en Medicina cuando el riñón no puede realizar correctamente su función. Básicamente, consiste en hacer pasar la sangre por un circuito donde una membrana de las características descritas separa la sangre de una disolución muy diluida. Los componentes de la sangre de bajo Pm atraviesan esta membrana y pasan a la disolución. De esta forma, la sangre queda desprovista de sustancias tóxicas resultantes del metabolismo celular, como la urea; pero también ha perdido sustancias que son necesarias como H 2 O, sales, glucosa, aminoácidos, etc; por ello, antes de introducir la sangre en el enfermo hay que reincorporarle estas sustancias.

MEZCLAS ACUOSAS Disoluciones y dispersiones