Propiedades Fisicoquimicas del agua y su distribución en el cuerpo Humano.

Enlace Covalente Enlace Covalente polar Enlace Iónico Diferencia en electronegatividades Covalente Polar Covalente No Polar Iónico

Moléculas Polares y No polares La geometria y la polaridad de los enlaces determinan la distribucion de la carga dentro de la molecula. Una molécula es polar si sus centros de carga + y- no coinciden

No Polar C= 2,5 O = 3,5

Polar H= 2,1 O = 3,5

Ionico Covalente No polar Covalente polar Electro en

Geometria molecular Lineal Trigonal Tetrahedrico

Geometria molecular 107º 109º piramidal 104.5º tetrahedro

2.5-2.1= 0.4

1s22s22p4 1s1 O H H 104,5°

a) Sin Hibridación. En este caso los tres orbitales p del oxígeno se encuentran separados 90º.  Por repulsión de las cargas positivas debido a los dos hidrógenos cercanos, desprovistos casi de electrones, el enlace se abriría a 104.5º .

b) Con Hibridación (sp3) b) Con Hibridación (sp3). Según la teoría de enlace de Valencia e hibridación, la explicación teórica del ángulo de enlace puede hacerse considerando que los cuatro orbitales del oxígeno se hibridizan (sp3), orientándose hacia los vértices de un tetraedro regular al igual que en el caso anterior se producen enlaces sigma con el orbital del hidrógeno.

1 Puentes de H 4 2 3

Hielo Lehninger, 2nd ed., Capitulo 4 Puente de H 0.18 nm Enlace covalente 0.10 nm Lehninger, 2nd ed., Capitulo 4

Propiedades Temperatura de ebullición (100C). Amplio rango para permanecer líquida. Densidad máxima a 4 C. (densidad aumenta al disminuir la temperatura). Existencia vida en zonas de temperatura extrema. Alto Calor específico: 1 cal/g. Energía necesaria para elevar en un grado centígrado de un gramo de líquido. Permite importantes cambios de calor con escasos cambios en temperatura. Alto calor de vaporización: 536 cal/g. Calor necesario para evaporar 1g de agua. Permite eliminar exceso de calor, evaporando cantidades pequeñas de agua. Termoregulacción. Alta Conductividad calorífica: Conducción de calor adecuada al interior del cuerpo. Alta Constante dieléctrica: 80 a 20 C. Buen solvente.

Alta capacidad de hidratación: por naturaleza dipolar. Solvente de moléculas anfipáticas: est polar y apolar. Apolar hacia adentro y polar hacia afuera para interacturar con el agua. Solvente de compuestos polares de naturaleza no iónica como alcoholes, glúcidos, aminas, por medio de puentes de H. Alta tensión superficial: elevada cohesión entre las moléculas de su superficie, tendiendo a que la superficie libre de agua sea mínima. El agua es electrolito débil: Actúa como base o como ácido.

Agua Corporal 70-75% del peso total del cuerpo humano es agua. Donde: 70% Agua intracelular (agua libre o asociada). 30% extracelular: 7% agua plasmática 23% intercelular.

Hidratación-Deshidratación Isotónicas: No hay modificación de electrolitos. Hipertónicas: aumento en la concentración Hipotónicas: disminución en la concentración.

Grados de deshidratación Grado I. Pierde 5% del peso corporal. Grado II: 6-10% del peso corporal. Grado III: 11-15% del peso. Agua corporal adulto: Hombre: 0,6 X peso en Kg. Mujer: 0,5 X peso en Kg. Hombre 70Kg de peso con pérdida del 5% Litros a reponer: Litros de agua del paciente X %peso pérdido/ 100.

Osmolaridad Medida usada en medicina Se tiene 0.1M NaCl en química Para calcular la osmolaridad: 0.1 moles de Na+ y 0.1 moles de Cl-, su osmolaridad sería 0.2 En los fluidos corporales la osmolaridad es 300 miliosmoles por litro, es decir, 0.3 osmoles.

Concepto de pH Es el grado de acidez o basicidad de una solución. Electrolitos: Sustancias que al disociarse tienen la capacidad de conducir la corriente eléctrica. Acidos: sustancias que al disociarse dan lugar a H+ libres. Bases: Sustancias que al disociarse dan lugar a OH- libres.

Escala de pH pH (potencial de Hidrógeno) pH = -log [H+] pOH = -log [OH-] pH + pOH = 14.

Clasificación Soluciones Neutra: pH de 7 Acida: pH inferior a 7 Básica: pH superior a 7

Importancia del pH Diferentes fluidos del cuerpo presentan diversos grados de acidez o basicidad. pH 1,5 en el estómago hasta pH 8,0 en el duodeno. En sangre varia de 7,3 a 7,5. Cualquier cambio es de gran importancia para el manejo clínico.

Ecuación de Henderson-Hasselbach pH = pKa + log [A-]/ [HA] Donde, pKa = constante de disociación del ácido. Deducida a partir de AH A- + H+

Mantenimiento del pH (homeostasis ácido-base) 1. Amortiguadores fisiológicos 2. Ventilación pulmonar. 3. Filtración renal.

Capacidad amortiguadora Cantidad de ácido o base que puede neutralizar dicha solución, con una variación máxima de una unidad en el pH de la solución.

Proteínas Los aminoácidos y proteínas son electrolitos anfóteros, es decir, pueden tanto ceder protones (ácidos) como captarlos (bases) y, a un determinado pH (en su pI), tener ambos comportamientos al mismo tiempo. La carga depende del pH del medio. En un medio muy básico se cargan negativamente, mientras que en el fuertemente ácido lo hacen positivamente.

Hemoglobina Es un tampón fisiológico muy eficiente debido tanto al cambio de pK que experimenta al pasar de la forma oxidada a la reducida, como a la gran abundancia de esta proteína en la sangre (15 % del volumen total sanguíneo).

Amortiguador Bicarbonato Está constituido por H2CO3 y HCO3-. Aunque su valor de pK (6,1) está algo alejado del pH fisiológico de la sangre (7,4), es un sistema muy eficaz debido a que: 1) La relación HCO3-/ H2CO3 es muy alta (20/1), lo que le proporciona una alta capacidad tampón frente a los ácidos; 2) es un sistema abierto, con lo que el exceso de CO2 puede ser eliminado por ventilación pulmonar de manera rápida; y 3) además, el HCO3- puede ser eliminado por los riñones mediante un sistema de intercambio con solutos.

Amortiguador fosfato HPO42- ya que su valor de pK es de 6,8. Así pues, para el tampón fosfato: pH = 6,8 + log HPO42- / H2PO4- A pH fisiológico de 7,4, la concentración de HPO42- (un 80%) es 4 veces superior a la de H2PO4- (un 20%). Así pues, el tampón fosfato es un sistema muy eficaz para amortiguar ácidos. La concentración de fosfato en la sangre es baja (2 mEq/L) por lo que tiene escasa capacidad de tamponar si lo comparamos con otros tampones (ej el bicarbonato). En cambio, a nivel intracelular, las concentraciones de fosfato son elevadas lo que le convierte en un tampón eficiente. Las grandes cantidades de fosfato dentro de las células corporales y en el hueso hacen que el fosfato sea un depósito grande y eficaz para amortiguar el pH.

Alcalosis y Acidosis Alteraciones de pH en el organismo. Origen metabólico o respiratorio.

Alcalosis (aumento pH) Metabólica Respiratoria Causas: Vomitos continuos (pérdida de HCl). Compensación: Disminución de la ventilación pulmonar que aumenta la concentración de CO2, desplazando el equilibrio hacia liberación de protones, bajando el pH. Tratamiento: Infusión isotónica, solución ligeramente ácida como HCl diluido, ácido láctico. Hiperventilación pulmonar por insuficiencia cardiaca, fiebre entre otros. Aumento en eliminación del anión bicarbonato del riñón para disminuir el pH. Tratamiento: Aumento del espacio no oxigenado para que paciente inspire el mismo CO2 que expira. (colocando bolsa plástica).

Acidosis (disminución de pH) Metabólica Respiratoria Causas: Excesiva combustión de grasas (originada por enfermedades como Diabetes). Catabolismo de proteínas que llevan a aumento en producción de ácidos orgánicos, que liberan protones y hacen que disminuya el pH. Compensación: Ventilación pulmonar profunda y rápida para eliminar las cantidades elevadas de CO2. Tratamiento: Infusión soluciones ligeramente alcalinas como bicarbonato. Insuficiencia en la ventilación pulmonar, hipoventilación, bronquitis crónica. De este modo se producen protones. El organismo regula un aumento de la reabsorción de bicarbonato del riñón, con lo que el pH del medio interno tiende a aumentar. Facilitar al paciente ventilación con respiración asistida.

CÓMO SE CALCULAN LOS mEq/L de una solución? 1. Conocer su fórmula Cloruro de Calcio 2. observarla: CaCl2 3. Determinar cantidad iones: dos cloruros por cada calcio. 4. Determinar valencias: Calcio divalente, Cloro monovalente. 5. Calcular P.M: 40 + 71 (2x35.5) = 111g/mol 6. Número de mmoles. 2000 mmoles de Cl- y 1000mmoles de Ca2+. 7. Determinar meq: Ion Calcio = valencia X mmoles = 2 x 1000 = 2000meq Ion Cloruro = 1 x 2000 = 2000meq.

Si se disuelven 3,5g de CaCl2 por L. 111g --------------2000meq de Ca2+ 3,5g--------------- X X= 63 mEq Ca2+.

Amount Ingested = Amount Eliminated 4 4

Iones de importancia fisiológica Nombre Alteración Na+ (catión fundamentalmenteextracelular) Sodio Hipernantremia Hiponantremia K+ (catión fundamentalmente intracelular) Potasio Hiperpotasemia Hipopotasemia Ca++ Calcio Hipercalcemia Hipocalcemia Mg++ Magnesio Hipermagnesemia Hipomagnesemia Cl- Cloruro Hipercloremia Hipocloremia HCO3- Bicarbonato Alcalosis metabólica Acidosis metabólica

Qué es enfermedad de Addison? Qué es enfermedad de Conn?