El agua

• Es la más abundante de las moléculas que conforman los seres vivos.

• La vida comenzó en el agua, y en la actualidad, dondequiera que haya agua líquida, hay vida.

Agua Corporal

• Agua 50-70% peso corporalLiquido Intracelular 40-50 % (K, Mg, Fosfato y

Sulfato Liquido Extracelular 20 % (Na, Cl y Ca)

Agua plasmática 5%Agua Intersticial 15 %

El cerebro se compone en un 70% de agua, la sangre en un 80% y los pulmones se componen en un 90% de agua

COMPARTIMENTACIÓN ACUOSA CORPORAL

• Según su compartimentación, el agua corporal se puede clasificar en agua intracelular y extracelular.

• El agua intracelular existe en el interior de la célula, tanto en el citosol como en el resto de las estructuras celulares, y constituye un 70% del total del agua existente en el organismo.

• Esta agua intracelular se puede clasificar a su vez en:– Agua libre, de la que puede disponer la célula de

inmediato y con facilidad.– Agua ligada o asociada, que es la que se

encuentra unida a estructuras y entidades macromoleculares.

• El agua extracelular constituye un 30% del contenido total de agua en el organismo y se puede clasificar en:

– Agua plasmática, en la que se incluye el agua del plasma y de la linfa, y que supondría un 7% del total.

– Agua intersticial, que comprende el agua presente en el líquido intersticial, en el líquido cefalorraquídeo, en el humor ocular, etc. Supone un 23% del total del agua del organismo.

Balance Hidrico

INGESTIÓN Y EXCRECIÓN DEL AGUA

– Ingestión media (2700 mL)• Bebida: 1300 mL• Alimentos: 900 mL• Oxidación metabólica: 500 mL

– Excreción (2700 mL)• Respiración: 500 mL• Transpiración, evaporación: 700 mL• Orina: 1400 mL• Heces: 100 mL

La estructura del agua

• Constituida por dos átomos de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (O).

• Cada uno de los átomos de hidrógeno está unido a un átomo de oxígeno por un enlace covalente polar

H H

O

• Un enlace por puente de hidrógeno se efectúa entre un átomo electronegativo y el átomo de hidrogeno unido covalentemente a otro átomo electronegativo.

• Este enlace es mucho mas débil que los enlaces covalentes, formándose y rompiéndose con mayor rapidez que estos últimos.

• Cada molécula de agua puede interactuar por puentes de hidrogeno con otras cuatro moléculas de agua.

Puentes de hidrógeno

Puentes de hidrógeno

• Unión entre las moléculas de agua

• Ocurre entre Oxigeno de una molécula de agua con el Hidrógenos de otra molécula de agua

• El puente de H, en conjunto tienen una fuerza considerable y hacen que las moléculas se aferren estrechamente.

ENLACE PUENTE DE HIDRÓGENO

¿Por qué el hielo flota?

• En el hielo, los puentes de hidrógeno fijan las moléculas en una red cristalina

• Las moléculas de agua en la red son más espaciadas que en agua líquida

• Por tanto el hielo es menos denso que el agua líquida

Densidad máxima a 4 °C:

• Este comportamiento anómalo permite que el hielo flote en el agua.

Este comportamiento permite : • el hielo flote en el agua• la existencia de vida marina en los casquetes

polares ya que el hielo flotante actúa como aislante térmico, impidiendo que la masa oceánica se congele

Propiedades del agua

Densidad Calor especifico

Tensión Superficial Disolución

Transparencia

Agua en la naturaleza

Sólido

Líquido

Vapor

Elevado Calor Calor Especifico

Calor Específico calor necesario para elevar la temp. de 1 g de agua en 1 °C concretamente desde 15 a 16 °C)

• Este alto valor permite al organismo, importantes cambios de calor con escasa modificación de la temp corporal.

• El agua se convierte en un mecanismo regulador de la temp del organismo, evitando alteraciones peligrosas, fundamentalmente a través de la circulación sanguínea.

Elevada Temp. de ebullición:

• En comparación con otros liquidos la Temp. de ebullición del agua es mucho mas elevada (100 °C a 1 atmósfera).

• Esto hace que el agua se mantenga liquida en un amplio margen de temp. (0-100 °C), lo que posibilita la vida en diferentes climas, incluso a temp. extremas.

Elevado Calor de Vaporización:Calor Vaporización es calor necesario para vaporizar 1 g de agua: 536 cal/g).

• Este valor elevado permite eliminar el exceso de calor, evaporando cantidades relativamente pequeñas de agua.

• Ello posibilita, cuando es necesario, mantener la temp. del organismo mas baja que la del medio ambiente.

• la vaporización continua de agua por la piel y los pulmones constituye otro mecanismo regulador de la temp

• La evaporación del sudor también contribuye a este mantenimiento, con lo que globalmente ello supone la eliminación total de unas 620 Kcal diarias.

Elevado Calor de Vaporización:

Elevada Conductividad Calórica:

• Permite una adecuada conducción de calor en el organismo, contribuyendo a la termorregulación.

Cohesión del agua

• Puentes de hidrógeno hacen que las moléculas de agua líquida se mantengan juntas

• Se crea tensión superficial

• Esto permite al agua moverse hacia arriba como una columna contínua a través de los tallos de las plantas

Elevada Tensión Superficial:

Determina una elevada cohesiónentre las moléculas de susuperficie y facilita su funcióncomo lubricante en las articulaciones, huesos , tendonestorax, abdomendonde los órganos internos rozan y se deslizan unos sobreotros.

•La tensión superficial disminuye con la presencia en el líquido de ciertos compuestos que reciben el nombre genérico de tensoactivos (jabones, detergentes, etc.) que facilitan la mezcla y emulsión de grasas en el medio acuoso; así, las sales biliares ejercen esta acción tensoactiva en el intestino delgado, facilitando la emulsión de grasas y, con ello, la digestión.

En el aparato gastrointestinal el agua humedece los

alimentos y garantiza una progresión suave de los

mismos.

Transparencia

• Esta propiedad física no afecta directamente al ser humano, pero es importante para que se origine el proceso de fotosíntesis en la masa oceánica y fondos marinos.

• Como este es el comienzo de una cadena trófica que finaliza en la nutrición humana, la transparencia acuosa contribuye al adecuado desarrollo de la vida.

Capacidad de Hidratación o Solvatación de Iones

• El carácter dipolar del agua determina que sus moléculas rodeen a los distintos iones, aislándolos del resto.

• A este fenómeno se le denomina hidratación o Solvatación de iones y facilita a su vez la separación de iones de diferentes carga, lo que contribuye a la solubilización de compuestos iónicos.

El agua como solvente

• Dentro de los sistemas vivos, muchas sustancias se encuentran en solución acuosa.

• Una solución es una mezcla dos o más sustancias (solvente y solutos).

• La polaridad de las moléculas de agua es la responsable de la capacidad solvente del agua.

– Las moléculas polares de agua tienden a separar sustancias iónicas, como el NaCl.

El agua como solvente

Sustancias hidrofílicas ;moléculas polares que se disuelven rápidamente en agua se llaman

Sustancias hidrofóbicas Moléculas que carecen de regiones polares (grasas) y tienden a ser muy insolubles en agua.

• Las propiedades del agua en cuánto a la disolución

• son esenciales para la salud y la supervivencia.

• Como el agua puede disolver o suspender tal cantidad de sustancias, es un medio ideal para las reacciones metabólicas.

• Al encontrarse reunidos en un líquido común, los reactantes y materiales necesarios como el ATP y las enzimas, colisionan con facilidad para formar nuevos productos.

• El agua disuelve también los productos de desecho y los elimina del cuerpo a través de la orina.

El agua participa en las reacciones químicas

• Durante la digestión, por ejemplo, puede añadirse agua a las grandes

• moléculas de los elementos nutritivos para degradarlas y formar

• otras moléculas más pequeñas.• Este tipo de degradación se llama hidrólisis, es necesaria para

que el cuerpo utilice la energía de los elementos nutritivos.

PERMEABILIDAD AL AGUA

• Las moléculas de agua atraviesan las

membranas, a través de aberturas hidrofilicas

DIFUSION

• Movimiento neto de sustancia (líquida o gaseosa) de un área

de alta concentración a una de baja concentración.

Difusión: moléculas en función de su liofilia y la existencias de canales.

OSMOSISFlujo de agua a través de una membrana semipermeable desde un compartimento donde la concentración de solutos es más baja hacia otro donde la concentración es mayor.

FUNCIONES BIOQUÍMICAS Y FISIOLÓGICAS DEL AGUA

• Las funciones bioquímicas y fisiológicas que el agua desempeña en el organismo se basan en las propiedades físico-químicas anteriores.

• Entre ellas destacan:

– El agua actúa como componente estructural de macromoléculas, como proteínas, polisacáridos, etc., ya que estabiliza su estructura, fundamentalmente a través de la formación de puentes de hidrógeno.

• El agua, como disolvente universal de sustancias, tanto iónicas como antipáticas y polares no iónicas, permite que en su seno se produzcan casi todas las reacciones bioquímicas, y es además un excelente medio de transporte en el organismo.

• El agua es el sustrato o el producto de diversas reacciones enzimáticas. Puede actuar como co-sustrato en reacciones catalizadas por hidrolasas e hidratasas, o puede ser el producto de reacciones catalizadas por oxidasas.

• El carácter termorregulador del agua permite conseguir un equilibrio de temp. en todo el cuerpo, la disipación de cantidades elevadas de calor metabólico, etc.

• Asimismo, participa como reactante o como producto en infinidad de vías metabólicas.

• Durante la digestión, por ejemplo, puede añadirse agua a las grandes moléculas de los elementos nutritivos para degradarlas y formar otras moléculas más pequeñas.

• Este tipo de degradación se llama hidrólisis, es necesaria para que el cuerpo utilice la energía de los elementos nutritivos.

Autora: Msc. Sylvia Araya

BIBLIOGRAFIA

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