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CONTENIDO

1.0 IMPORTANCIA DEL AGUA EN EL ORGANISMO2.0 ESTRUCTURA MOLECULAR DEL AGUA3.0 PROPIEDADES FISICO-QUMICAS4.0 FUNCIONES BIOQUMICAS Y FISIOLGICAS DEL AGUA5.0 COMPARTIMENTACIN ACUOSA CORPORAL6.0 INGESTIN Y EXCRECIN DEL AGUA7.0 INGESTIN Y EXCRECIN DEL AGUA8.0 IONES PRESENTES EN LA COMPOSICIN DE LOS SERES VIVOS9.0 ACTIVIDAD

1.0 IMPORTANCIA DEL AGUA EN EL ORGANISMOEl agua es la biomolcula ms abundante en el organismo humano. Constituye un 65-70% del peso

del cuerpo. La importancia del estudio del agua estriba en que casi todas las reacciones bioqumicas

del organismo tienen lugar en medios acuosos.

2.0 Estructura molecular del agua.La estructura de la molcula del agua tiene carcter tetradrico, con una hibridacin sp3 del tomo

de oxgeno, situado en el centro, y los dos tomos de hidrgeno dispuestos en dos de los vrtices de

dicho tetraedro. Las dos restantes direcciones de enlace corresponden a los otros dos orbitales,

ocupados cada uno de ellos por una pareja de electrones. El ngulo entre los dos tomos de

hidrgeno es de 104.5; la distancia de enlace entre oxgeno e hidrgeno en de 0.096 nm.

La mayor electronegatividad del oxgeno con respecto al hidrgeno,

determina una distribucin asimtrica de la carga electrnica, con

mayor densidad electrnica sobre el oxgeno y, por tanto, un dficit

electrnico sobre los hidrgenos. En consecuencia, la molcula de agua

es un dipolo elctrico, sin carga neta. Esta estructura condiciona

muchas de las propiedades fsicas y qumicas del agua, debido

fundamentalmente ala posibilidad de establecimiento de puentes dehidrgeno entre molculas acuosas y de stas con otras molculas.

2.1 Puente de Hidrgeno

Un enlace por puente de hidrgeno se efecta entre un tomo

electronegativo y el tomo de hidrgeno unido covalentemente a

otro tomo electronegativo. Este enlace es mucho mas dbil que

los enlaces covalentes formndose y rompindose con mayor

rapidez que stos ltimos. Cada molcula de agua puede

interactuar por puntes de hidrgeno con otras cuatro molculas de

agua.

El AGUA, sus propiedades y funciones

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3.0 PROPIEDADES FISICO-QUMICAS

3.1 Densidad Mxima a 4C

Este comportamiento anmalo permite que el hielo flote en el agua. De tal manera, permite la

existencia de vida marina en los casquetes polares ya que el hielo flotante acta como aislante

trmico, impidiendo que la masa ocenica se congele.

3.2 Elevado Calor Especfico

1 cal/gC, calor necesario para elevar la temperatura de 1g de agua en 1C. Este valor permite al

organismo importantes cambios de calor con escasas modificacin de la temperatura corporal. El

agua se convierte en un mecanismo regulador de la temperatura del organismo, evitando

alteraciones, fundamentalmente a travs de la circulacin sangunea.

3.3 Elevada Temperatura de Ebullicin

En comparacin con otros hidruros, la temperatura de ebullicin del agua es de 100C a una

atmsfera, esto hace que el agua se mantenga lquida en un amplio margen de temperatura (1-

100C), lo que posibilita la vida en diferentes climas, incuso a temperaturas extremas.

3.4 Calor de Vaporizacin

Calor necesario para vaporizar 1g de agua; 536 cal/g. este valor elevado permite eliminar el exceso

de calor, vaporando cantidades relativamente pequeas de agua, ello posibilita, cuando es necesario,

mantener la temperatura del organismo mas baja que la del medio ambiente. Por lo tanto, la

vaporizacin continua de agua por la piel y los pulmones constituye otro mecanismo regulador de

temperatura. La vaporizacin del sudor tambin contribuye a este mantenimiento, con lo que

globalmente supone la eliminacin total de unas 620 Kcal/dia.

3.5 Conductividad Calrica

Permite una adecuada conduccin de calor en el organismo, contribuyendo a la termorregulacin, al

mantener constante e igualar la temperatura en las diferentes zonas del cuerpo.

3.6 Disolvente de Cmpuestos Polares de Naturaleza No Inica

Ello sucede por la capacidad del agua de establecer puentes de hidrgeno con gripos polares de otras

molculas no inicas. As, puede disolver computes tales como: alcoholes, cidos, aminas y

glcidos.

3.7 Capacidad de Hidratacin o Solvatacin de Iones

El carcter bipolar del agua determina que sus molculas rodeen a los distintos iones, aislndolos del

resto, a su vez, facilita la separacin de iones de diferente carga, lo que contribuye a lassolubilizacin de compuestos inicos.

Las molculas de agua, al ser polares, se disponen alrededor de los grupos polares del soluto,

llegando a desdoblar los compuestos inicos en aniones y cationes, que quedan as rodeados por

molculas de agua. Este fenmeno se llama solvatacin inica.

3.8 Constante Dielctrica ( = 80 a 20)

Presenta un valor elevado lo que implica que el agua sea un buen disolvente de compuestos inicos,

compuestos covalentes polares como los glcidos y sales cristalizadas. Este elevado valor de la

constante supone que las molculas de agua se oponen a la atraccin electrosttica entre los iones

positivos y negativos, debilitando dichas fuerzas de atraccin.

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3.9 Disolvente de Molculas Anfipticas

El agua solubiliza compuestos antipticos (se llaman as aquellos compuestos que presenten en su

estructura grupos polares y apolares simultneamente. Esta solubilizacin lleva consigo la formacin

de micelas, con los grupos apolares o hidrfobos en su interior y los grupos polares o hidrfilos

orientados hacia el exterior para contactar con el agua.

Esta y las anteriores propiedades determinan que el agua sea considerada el Disolvente Universal, permitiendo la realizacin de transporte, nutricin, osmosis, etc cuya ausencia hara imposible el

desarrollo de la vida.

3.10 Tensin Superficial elevada.

Determina una elevada cohesin entre las molculas de superficie y facilita su funcin como

lubricante en las articulaciones.

La tensin superficial disminuye con la presencia en el lquido de ciertos compuestos que reciben el

nombre genrico de tenso activos (jabones, detergentes, etc.) que facilitan la mezcla y emulsin degrasas en el medio acuoso; as las sales biliares ejercen esta accin tensoactiva en el intestino

delgado, facilitando la emulsin de las grasas y, con ello, la digestin.

3.11 Transparencia

Esta propiedad fsica no afecta directamente al humano, pero es importante para que se origine el

proceso de la fotosntesis en la masa ocenica y fondos marinos. Como este es el comienzo de una

cadena trfica que finaliza en la nutricin humana, la transparencia acuosa contribuye al adecuado

desarrollo de la vida.

3.12 El agua es un Electrolito dbil

Ello se debe a la naturaleza de su estructura molecular. Libera el mismo catin que los cidos (un in

H+ o protn hidronios) y el mismo anin que las bases (un OH- o in hidroxilo). Por tanto, el agua

es un anfolito sustancia anftera, es decir, puede actuar como cido o como base.

Un ion hidrogeno se disocia de su tomo de oxigeno de la molcula (unidos por enlace covalente), y

pasa a unirse con el tomo de oxgeno de la otra molcula, con el que ya mantena relaciones

mediante el enlace de hidrgeno.

Como vemos, el agua no es un lquido qumicamente puro, ya que se trata de una solucin inica que

siempre contiene algunos iones H3O+ y OH- . (Se utiliza el smbolo H+, en lugar de H3O

+).

El producto [H+][OH-]= 10-14, se denomina producto inico del agua, y constituye la base para

establecer la escala de pH, que mide la acidez o alcalinidad de una disolucin acuosa , es decir, suconcentracin de iones [H+] o [OH-] respectivamente. Definimos el pH como:

pH=-log[H+]

El pH del agua es 7 y lo consideramos neutro. Valores mayores sern bsicos o alcalinos y valores

menores cidos.

H2O H3O+ + OH-

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4.0 FUNCIONES BIOQUMICAS Y FISIOLGICAS DEL AGUA

Las funciones bioqumicas y fisiolgicas que el agua desempea en el organismo se basan en las

propiedades fisico-qumicas anteriores, entre ellas destacan:

- El agua acta como componente estructural de macromolculas como protenas,polisacridos, etc., ya que estabiliza su estructura fundamentalmente a travs de la formacinde puentes de hidrgeno.

- El agua, como disolvente universal de sustancias, tanto inicas como antipticas y polares noinicas, permite que en su seno se produzcan casi todas sus reacciones bioqumicas, y es

adems un excelente medio de transporte del organismo.

- El agua es el sustrato o producto de diversas reacciones enzimticas. Puede actuar comocosustrato en reacciones catalizadas por hidrolasas e hidratasas, o puede ser el producto de

reacciones catalizadas por oxidasas.

- As mismo, participa como reactante o como producto en infinidad de vas metablicas.- El carcter termorregulador del agua permite conseguir un equilibrio de temperatura en todo

el cuerpo, la disipacin de cantidades elevadas de calor metablico, etc.

- Los seres vivos se han adaptado para utilizar qumicamente el agua en dos tipos dereacciones:

a) En la fotosntesis en la que los enzimas utilizan el agua como fuente de tomos de

hidrgeno.

b) En las reacciones de hidrlisis, en que los enzimas hidrolticos han explotado la capacidad

del agua para romper determinados enlaces hasta degradar los compuestos orgnicos en otros

ms simples, durante los procesos digestivos.

5.0 COMPARTIMENTACIN ACUOSA CORPORAL

Segn su comportamiento el agua corporal se puede clasificar en agua intracelulary extracelular.

El agua intracelular existe en el interior de la clula, tanto en el citosol como en el resto de las

estructuras celulares, y constituye el 70% del total del agua existente en el organismo. Esta agua

intracelular se puede clasificar en:

- Agua libre, de la que puede disponer la clula de inmediato y con facilidad.- Agua ligada o asociada, 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 puedeclasificar en:

- Agua plamtica, en la que se incluye el agua del plasma y de la linfa, y que supondra un 7%del total.

- Agua Intersticial, que comprende el agua presente en el lquido intersticial, en el lquidocefalorraqudeo, en el humor celular, etc. Se supone un 23% del total del agua del organismo.

6.0 INGESTIN Y EXCRECIN DEL AGUA

En los seres humanos los valores considerados como normales son los siguientes:- Ingestin media (2700 ml), de los cuales,

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Bebida: 1300 ml

Alimentos: 900 ml

Oxidacin metablica: 500 ml

7.0 INGESTIN Y EXCRECIN DEL AGUA

Excrecin (2700 ml) de los cuales:

- Respiracin: 500 ml- Transpiracin, evaporacin: 700 ml- Orina: 1400 ml- Heces: 100 ml

8.0 IONES PRESENTES EN LA COMPOSICIN DE LOS SERES VIVOS

Aparte del agua, existen otros elementos y compuestos que forman parte de la estructura de los seresvivos. Slo har mencin de los ms importantes, ya que de muchos de ellos todava no se encuentra

una explicacin de su funcin dentro de los organismos. Entre estos podemos encontrar NO metales

y metales; dentro de los dos grupos existen unos 60 elementos que forman parte de los seres vivos.

9.0 ACTIVIDAD

Contesta las siguientes preguntas en tu libreta.

1. De acuerdo a tu peso, realiza los clculos para obtener el porcentaje de agua que tecorrespondera.

2. Dibuja la estructura tetradrica de la molcula de agua y en base a ello explica 3 propiedadesqumicas (polaridad, puente de hidrgeno y covalencia)

3. Qu propiedades fisicoqumicas regulan la temperatura corporal? Explica brevemente cmolo hacen.

4. Investiga (si es necesario) y Dibuja el proceso de solvatacin para una molcula covalente yuna sustancia inica.

5. Fundamenta (en base a la literatura encontrada) porqu el agua NO es capaz de disolver losaceites y grasas pero s molculas anfipticas.

6.

Investiga la importancia biolgica, metablica, fisiolgica, bioqumica, etc de los siguienteselementos: Ca, K, Na, Mg, Fe, Co, P, Cl, O, H y C

7. Qu importancia tiene el equilibrio inico del agua en el organismo?8. Menciona 2 funciones bioqumicas y 2 funciones fisiolgicas del agua.9. Elabora un cuadro sinptico acerca de la distribucin, ingestin y excrecin del agua en el

cuerpo humano.