Lizbeth Miranda Acero Estudiante de Medicina BIOQUÍMICA DEL AGUA

1. Miranda Acero Lizbeth

2.  El agua esta compuesta por dos moleculas de
hidrgeno y 1 de oxigeno, contiene una
geometria tetrahedrica.
 En el centro de la molecula se encuentra el
oxigeno, y en las esquinas esta el hidrogeno
unidos al oxigeno por un enlace covalente.
 En las otras dos esquinas de la molecula,
estan ocupados por los pares de electrones
que no comparten el oxigeno.

4.  El oxigeno es mas electronegativo que el
hidrogeno, es decir tiene mayor capacidad
para atraer electrones cuando se une al
hidrogeno.
 El oxigeno carga positiva parcial
 El hidrogeno carga positiva parcia

5.  Los enlaces oxigeno-hidrogeno, se desplaza
hacia el oxigeno, por lo tanto es polar.
 Las moléculas de agua están dobladas en un
ángulo de enlace de 104.5°

6.  Un enlace de hidrogeno es una atracción
débil entre un átomo electronegativo en una
molécula y un átomo de hidrogeno en otra
molécula.

7.  Las interacciones no covalentes son
electrostáticas, se producen entre el núcleo
positivo de un átomo y las nubes electrónicas
de otro átomo cercano a los enlaces.
 En los seres vivos las interacciones no
covalentes mas importantes son las
interacciones iónicas, el enlace de hidrogeno,
las fuerzas de Van der Waals y las
interacciones hidrofobicas

8.  Las interacciones iónicas entre los átomos o
grupos cargados, las cargas opuestas se
atraen y las cargas iguales se repelen.
 La atracción de las cadenas laterales de los
aminoácidos cargados positiva o
negativamente forman puentes salinos.

10.  Las fuerzas de repulsión que se generan
cuando las cargas iguales se acercan es
importante para algunos procesos biológicos,
como el plegamiento de las proteínas,
catálisis enzimática y reconocimiento
molecular.

11.  En los enlaces covalentes entre el hidrogeno y
oxigeno, nitrógeno y azufre; el hidrogeno es
atraído débilmente hacia los electrones.
 En la molécula de agua, cada par de
electrones del oxigeno, pueden formar un
enlace de hidrogeno con moléculas cercanas

13.  El enlace intermolecular, resulta como un
puente entre las dos moléculas de agua.
◦ El enlace de hidrogeno 20kcal/mol
◦ El enlace covalente 396kcal/mol
 Cuando se pueden formar un gran numero de
enlaces intermoleculares(estados solido y
liquidos), las moléculas se vuelven en
agregados tridimensionales.

15.  La cantidad de energía que se emplea para
romper estos agregados explica, los puntos
tan altos de ebullición y fusión, calor de
vaporización.
 La tensión superficial y la viscosidad del agua
se deben a su capacidad para formar gran
numero de enlaces de hidrogeno.

17.  Son las fuerzas electrostáticas transitorias
débiles que se producen en dipolos, pueden
ser de atracción o repulsión, actuan a una
distancia de 2-4 A°
 La atracción entre moléculas es mayor a una
distancia denominada, ratio de Van der
Waals, si se acercan mas se genera una
fuerza de repulsión.

19.  La magnitud de las fuerzas va a depender de
la polarización del átomo.
 Los átomos electronegativos con pares de
electrones sin compartir, se polarizan
facilmente.

20.  INTERACCION DIPOLO-DIPOLO
Fuerzas que se producen, entre moléculas
que contienen átomos electronegativos,
hacen que se orienten en forma que el
extremo positivo de una molécula al extremo
negativo de la otra. Los enlaces de hidrogeno
aquí son especialmente fuertes

21.  INTERACCIONES DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO
Un dipolo permanente, induce a un dipolo
transitorio de una molécula cercana, al
distorsionar su distribución electrónica, esta
interacción es mas débil que la anterior.

22.  INTERACCION DIPOLO INDUCIDO-DIPOLO
INDUCIDO
El movimiento de los electrones con las
moléculas apolares cercanas, da lugar a un
desequilibrio de cargas transitorio en las
moléculas adyacentes.
Un dipolo transitorio en una molécula,
polariza los electrones de una molécula
vecina, a esta acción se le denomina fuerza
de dispersión de London.

24.  Una propiedad muy singular es que el agua
permanece liquida a temperatura ambiente.
 El responsable de que el agua permanezca
siendo liquido a temperatura ambiente, son
los enlaces de hidrogeno.

25.  Debido a su estructura, cada molécula de
agua, puede formar enlaces de hidrogeno,
con otras cuatro moléculas de agua, y cada
una de estas puede formar enlaces con otras
cuatro.
 El numero máximo de enlaces se forma
cuando el agua se congela, para romper de
estos enlaces se requiere de energía.
 El agua liquida es formado por agrupaciones
de moléculas análogas al hielo, cuyos enlaces
se están rompiendo y formando
continuamente

27.  Cuando las moléculas entran en un punto de
ebullición estas se liberan una de la otra.
 El agua desempeña un papel importante en la
regulación de la temperatura en los seres
vivos.
 La elevada capacidad calorífica del agua
acoplada con el elevado contenido de agua en
las especies ayuda al control térmico interno.

28.  La evaporación del agua se utiliza como un
mecanismo de enfriamiento, ya que permite
perdidas elevadas de calor.
 El humano puede liberar 1200g de agua,
entre el aire expirado, el sudor y la orina.

29.  El agua es el disolvente universal ideal, puede
disolver componentes orgánicos como el Na,
K, Cl, asi como azucares y aminoácidos.

30.  La estructura dipolar y los enlaces de
hidrogeno permiten disolver sustancias
iónicas y polares.
 Un aspecto importante de la interacción
iónica en disolución acuosa es la hidratación
de iones.
 Dado que las moléculas de agua son polares,
estas son atraídas hacia los iones cargados
como el Na y el cloro.

32.  Las esferas de solvatación se agregan
alrededor de los iones positivos y negativos.
 Al adherirse los iones, se reduce la fuerza de
atracción entre ellos y los espacios cargados
se disuelven entre ellos.
 Debido a que las moléculas se unen entre
ellas a través de las fuerzas intermoleculares
la debilidad de estas interacciones, se evita
excluyendo al agua de las superficies
interaccionantés

33.  Son virtualmente insolubles en agua, el efecto
hidrófobo es a través de la red de
solvatación.
 Su asociación en gotas o moléculas mas
grades, es por la propiedad disolvente del
agua, no de la atracción de las moléculas
apolares.
 Estas entran en un ambiente acuoso y los
enlaces de hidrogeno intentan formar una
estructura en forma de caja alrededor de ella

35.  Las interacciones hidrofobicas son la
principal responsable de la estructura de la
membrana y estabilidad de las proteínas

36.  Son moléculas que tienen dos grupos polares
y dos apolares y esto afecta su
comportamiento en el agua.
 Los ácidos grasos ionizados son moléculas de
este tipo, debido que contiene grupos
carboxilo hidrófilos y grupos
hidrocarbonados hidrófobos

38.  Cuando se mezcla en el agua las estructuras
forman micelas.
 En las micelas, las especies cargadas(gpos.
Carboxilato) denominados cabezas polares,
tienden a orientarse hacia si mismos, de
forma que están en contacto con el agua.
 Las colas de los hidrocarbonados quedan
secuestrados en el interior hidrófobo.

40.  Es el proceso mediante el cual las moléculas
de un disolvente pasan a través de una
membrana semipermeable, desde una
disolución de menor concentración de un
soluto hasta una disolución de mayor
concentración de un soluto.
 Los poros de la membrana son de tamaño
suficiente para permitir el paso los solutos en
ambas direcciones.

43.  La presión osmótica es la presión que se
requiere, para detener el flujo neto de agua a
través de la membrana.
 Cuanto mayor es la concentración de agua en
una disolución mas rápido es el movimiento a
través de la membrana.

44.  La concentración de solutos en una
disolución se puede expresar en términos de
osmolaridad
 La presión osmotica puede crear ciertos
problemas dentro de las células del cuerpo,
un ejemplo muy claro son los eritrocitos.

46.  Debido a la concentración relativamente baja,
las macromoléculas tienen un efecto pequeña
sobre la osmolaridad de la membrana.
 Las proteínas tienen grandes cantidades de
grupos ionizables, lo que tiene un efecto
directo sobre la osmolaridad intracelular,
debido a la atracción que se ejerce sobre los
iones de carga opuesta.

47.  Los grupos ionizables de las proteínas, no
pueden penetrar la membrana, ya que las
membranas celulares son dializadoras, es
decir permiten el paso de nutrientes y
producto de desecho.
 Las consecuencias de este equilibrio tienen
efecto directo en el equilibrio, ya que las
distribuciones iónicas no son las mismas del
lado interno que del lado externo.

48.  Las concentraciones intracelulares de iones
inorgánicos son mayores, que fuera de esta.
 Estas diferencias iónicas en la membrana,
permiten el establecimiento de un gradiente
eléctrico denominado POTENCIAL DE
MEMBRAMA.

50.  El potencial de membrana aporta elementos
para muchas funciones, incluyendo
transporte activo y pasivo.
 Este efecto de intercambio de iones, la célula
tiende a hincharse constantemente; este es
llamado efecto de DONNAN
 Las células deben entonces regular
constantemente su osmolaridad.

52.  El conocimiento del metabolismo del agua es
de gran interes para el medico.
◦ Vomito
◦ Diarrea
◦ Traumatimos
◦ Quemaduras

53.  Para el estudio del equilibrio hidrico y
electrolitico se utiliza la conotacion
miliequivalentes.
 Equivalente: cantidad de un ion compuesto
por un solo elemento o un conjunto: K,Na,
PO4, SO4.

54.  Ejm:
 mEq= Na (peso atomico 23)+ Cl (peso
atomico 35)= NaCl 58.
 El equivalente es el peso molecular en
gramos de un ion dividido por su
electrovalencia

55.  Las propiedades de las soluciones que son
afectadas por la adición de los solutos
incluyen el
◦ punto cronoscopio
◦ punto de ebullición
◦ Presión de vapor
◦ presión osmótica

56.  La magnitud del cambio de las propiedades
de las soluciones es lo que se denomina:
 Propiedad coligotiva
 Es proporcional a la cantidad de soluto
añadida

57.  Solucion molal= 1 mol disuelto en 1000gr de
agua.
 Produce un aumento de 0.5°C a la ebullicion.
 1.86°C en crioscopio.
 Baja 17.5mmHg que lleva a un aumento de la
presion osmotica capaz de sostener una
columna de agua a 230mts

58.  Los cambios en la concentracion de los
solutos se perciben mas facilmente en la
presion oncotica.
 La presion osmotica corresponde a la presion
hidrostatica que se produce cuando dos
soluciones con diferente concentracion de
solutos esta separados por una membrana
permeable.

59.  Un osmol representa un mol de particulas
disueltas
 Contribuyen a la presión osmótica
 Hay una membrana que separa una solucion
de un soluto en agua pura
 Una solucion osmolal tiene un mol de
particulas por liro de agua

60.  La presion osmotica depende la particula
 No depende de la carga ni del tamaño.
 Las presiones osmticas en el cuerpo son
practicamente identicas, con una
concentracion de particulas de 0.3 osmolal.

61.  El equilibrio de las concentraciones molales y
las presiones osmoticas de ambos lados de la
membrana son iguales.
 Isotonico: presion igual de ambos lados.
 Hipertonico: la concentracion de la solucion
es mayor de un lado.
 Hipotonico: la solucion tiene una menor
concentracion de solutos

62.  En la solución hipertónica: glóbulo rojo se
encoje y se arruga,
 En la hipotónico: se hincha y se hemolisa.
 La isotonicidad se debe de mantener para que
el organismo mantenga un equilibrio

63.  Liquido total de una persona es el 70% del
peso corporal.
 Se divide en:
◦ Intracelular.
◦ Intravascular: plasma
◦ Intersticial: Es el que rodea a las células.
 Extracelular.
 Los líquidos extracelulares constituyen entre
30-35% liquido total del cuerpo.

64.  Condicionado por la osmolaridad de los
líquidos corporales
 Ingesta de 2 a 2.5lts diarios
 Agua visible: 1,200
 Agua oculta: alimento 600-1lt.
 Agua de oxidación: 300ml (producido por la
mitocondria)

65.  Compartimientos corporales
◦ Intracelular
◦ Extracelular
◦ Pleural
◦ Pericardica
◦ Peritoneal

66.  Los líquidos corporales tienen la misma
concentración de aniones y cationes; gran
consistencia en su composición
 La concentración de los componentes iónicos
del plasma (la mitad aniones y la mitad
cationes) es de 340 mEq o de 310 mEq en el
plasma completo

67.  Los iones mas importantes en este medio son
el Ca, el Mg y los fosfatos y la actividad de
estos iones va a depender de la actividad de
la membrana.
 La concentración del calcio es mínima aquí,
sin embargo es fundamental para diversos
procesos

68.  La glucosa va a aumentar la presión osmótica
entre el intersticio y las células.
 La membrana es una estructura que solo deja
pasar agua y algunos modelos habitualmente
no cargados como la urea y la creatinina
 El paso de iones como el Na, K y Mg no se
presenta como un fenómeno de difusión, si
no como un mecanismo acoplado a
reacciones que liberan energía.

69.  Entonces podemos entender que el paso de
iones de un lado a otro de la membrana,
implica la conservación de la neutralidad
eléctrica, mediante la entrada y la salida de
un catión.
 Na Na
 K K

70.  La ingestión de soluciones acuosas echa a
andar mecanismos homeostáticos muy
importantes
 El riñón es el encargado de mantener la
osmolaridad de los líquidos al poder elaborar
orina mas diluida para perder agua o
producirla mas concentrada para conservarla.

71.  El riñón va a responder a los cambios en la
composición de los líquidos, respondiendo a
la activad de las hormonas (aldosterona y
hormona antidiuretica)
 Cuando la osmolaridad del plasma
disminuyen se produce orina hipotónica.

72.  La presencia de una cantidad excesiva de
sales (aumento de la osmolaridad en el
liquido extracelular) determina la
concentración de una orina concentrada para
bajar la osmolaridad de los líquidos
corporales

73.  Otros mecanismos para la regulación de la
osmolaridad es la ingesitión de agua,
motivada por la sed.
 Esta es una sensación subjetiva debido a
estímulos diversos entre ellos la osmolaridad.
 El sistema nervioso interviene en la sesión y
la respuesta de la sed.

74.  En algunas lesiones del hipotálamo se puede
observar polidipsia o hipodipsia
 Los efectos en la administración de
soluciones hipotónicas, se deben a la
modificación de la osmolaridad .
 En cambio cuando se administra la solución
salina fisiológica, no cambia la tonicidad del
compartimiento.

75.  La falta de agua acompañada de un aumento
en la concentración de sales, se puede
observar en pacientes débiles que por alguna
razón no ingieren agua.
 En la diuresis osmótica hay mayo perdida de
agua que de sales, ejemplo la eliminación de
glucosa en la orina, donde se pierde mas
agua y sobre viene un exceso de sales en el
organismo.

76.  La eliminación del exceso de urea por el riñón
se logra a costa de excreción de cantidades
importantes de agua.
 En el caso de la diabetes insípida, con
defectos en la absorción tubular de agua hay
una perdida mayo de agua que de cloruro de
sodio.

77.  Aquí el agua se pierde proporcionalmente
menor que la sal, por lo que los líquidos
extracelular se vuelven hipotónicos. Esto
ocurre típicamente en la insuficiencia de la
corteza suprarrenal.
 Aquí la deshidratación es intensa, la
hipotonicidad provoca el paso del agua del
liquido extracelular hacia las células.

78.  La deshidratación paralela a la perdida de
sales, casi siempre se debe a la perdida de
los líquidos de las secreciones del aparato
digestivo.
 En la insuficiencia renal crónica se pierde
fácilmente sodio por la baja capacidad del
mecanismo de absorción.

79.  Ayudan a conservar los compartimientos al
contribuir con cerca del 80% de la
concentración osmolar de los líquidos
orgánicos extracelulares.
 Forma parte del jugo gástrico, el pancreático,
el intestinal entre otros. El vomito produce la
perdida de cloro y tendencia hacia la
alcalosis.
 Ayuda a la regulación del equilibrio acido
base del organismo.

80.  La excitabilidad e irritabilidad de la
terminación neuromuscular se relaciona con
la concentración iónica de: Na y K que tienen
a aumentarla y el Ca, Mg e H tienden a
disminuirla.
 Existe una cantidad importante de sodio en
los huesos, que forman parte de las sales
absorbidas y sirven como un reservorio
movilizable.

81.  La perdida de Na y Cl por la orina esta
condicionada por las concentraciones en el
plasma y cuando estas descienden, la excreción
urinaria baja de manera proporcional
 El sodio excretado por vía renal, es el resultados
de una absorción incompleta del túbulo en el
glomérulo; la reabsorción esta mediada por la
aldosterona que se produce en las glándulas
suprarrenales, y es la encargada del absorción de
sodio

82.  Como las sales de sodio definen la
osmolalidad efectiva de los líquidos,
cualquier variación en la concentración de
sodio produce cambios en el movimiento del
agua.
 La perdida de sodio, produce baja de sodio
en los líquidos extracelulares, lo que a su vez
provoca disminución en la secreción de
hormona antidiuretica.

83.  El catión mas abundante es el potasio con
cerca de 150mEq/L y el Mg con 20 mEq/L.
 El K es un ion con importancia para la
irritabilidad y excitabilidad de las
membranas; ejem. Cuando se aumenta la
concentración de K, la célula cardiaca
excitada se le puede provocar una parálisis
en sístole

84.  La ingestión de K es de unos 4grs, todo se
absorbe en el intestino. Su eliminación es de
10% por la materia fecal y el resto por la orina
 En los túbulos se intercambia con el sodio,
provocando que este ultimo entre
nuevamente a la célula y eliminando potasio
 La hiperkalemia provoca bradicardia, colapso
vascular y modificaciones
electrocardiográficas

85. LA EDUCACION ES EL ARMA
MAS PODEROSA QUE SE
PUEDE USAR PARA CAMBIAR
AL MUNDO