6 Agua

Vista previa del material en texto

AGUA
Es el medio líquido fundamental en que se va a desarrollar la mayor parte de las reacciones químicas de la célula. Por lo tanto, es el principal disolvente biológico
Capacidad para disolver un amplia gama de moléculas orgánicas e inorgánicas
La manera en que el agua interactúa con una biomolécula disuelta influye sobre la estructura de cada una
Es un excelente nucleófilo, es un reactivo o un producto en muchas reacciones metabólicas
La red cristalina del NaCl se destruye a medida que las moléculas de agua se agrupan alrededor de los iones de Cl y Na. Las cargas iónicas son así parcialmente neutralizadas y se debilitan las atracciones electrostáticas necesarias para la formación de la red.
La naturaleza apolar de los gases y la disminución de la entropía cuando se introducen en la disolución hacen que sean poco solubles en agua.
5
Se requiere un aporte de energía de unos 350 KJ para romper un mol de enlaces C-C simples y de unos 410 KJ para romper un mol de enlaces C-H pero sólo se requiere de 4KJ para destruir un mol de interacciones de Van del Waals típicas
La ósmosis, es el movimiento de agua a través de una membrana semipermeable impulsado por diferencias en la presión osmótica.
Las disoluciones de igual osmolaridad que el citosol celular son isotónicas con respecto a esa célula. Una célula rodeada por una solución isotónica no gana ni pierde agua. En una solución hipertónica con una osmolaridad mayor a la del citosol, la célula se encoge al salir agua hacia afuera. En una solución hipotónica de osmolaridad menor que el citosol, las células se hinchan al penetrar el agua en ellas.
7
Ionización del agua, ácidos débiles y bases débiles
Las moléculas de agua tienen una ligera tendencia a ionizarse reversiblemente para proporcionar un ión hidrógeno (protón) y un ión hidroxilo, dando el equilibrio
Los protones libres no existen en disolución: los iones hidrógeno formados en el agua son inmediatamente hidratados a iones hidronio (H3O+)
La constante de equilibrio es fijo y característica para cada reacción química a una temperatura dada. Define la composición de la mezcla final en el equilibrio, independientemente de las cantidades iniciales de reactivos y productos.
El grado de ionización del agua en el equilibrio es pequeño; a unos 25°C tan solo dos de cada 109 moléculas en agua pura están ionizadas en un momento dado
8
En agua pura a 25°C, la concentración del agua es de 55.5 M gramos de H2O en 1L divididos por el peso molecular en gramos: (1000g/l)(18.015g/mol) 
pH neutro
La escala de ph REPRESENTA LAS CONCENTRACIONES DE h+ y OH-
Las constantes de equilibrio de las reacciones de ionización se suelen denominar constantes de ionización ó constantes ácidas de disociación
Un ácido –base conjugado consiste en un dador de protones y un aceptor de protones. Algunos compuestos, tales como el ácido acético y el amoníaco son monopróticos: pueden ceder sólo un protón
11
La titulación se utiliza para determinar la cantidad de un ácido en una disolución dada. 
La curva de titulación del ácido acético: Se presenta el ácido acético y la cantidad de NaOH requerida para convertir todo el ácido acético en su forma desprotonada, el acetato (CH3COO-). La zona sombreada es la región útil de capacidad tamponante generalmente entre el 10% y 90% de la titulación del ácido débil.
12
El pH de una disolución acuosa refleja, en escala logarítmica, la concentración de iones hidrógeno.
Cuanto mayor es la acidez de una titulación, menor será su pH. Los ácidos débiles se ionizan parcialmente y liberan un ión hidrógeno, lo que hace disminuir el pH de la disolución acuosa. Las bases débiles aceptan un ión hidrógeno y aumentan el pH
El pKa expresa la fuerza relativa de un ácido o base débiles en escala logarítmica
Cuanto más fuete sea un ácido, menor será su pKa ; cuanto más fuerte sea la base, mayor su pKa 
Los tamponen son mezclas de ácidos débiles y sus bases conjugadas
Las células y los organismos mantienen un pH citosólico específico y constante, normalmente cerca de pH 7, que mantienen las moléculas en un estado iónico óptimo.
Los tampones son sistemas acuosos que tienden a resistir cambios en su pH cuando se añaden pequeñas cantidades de ácido (H+) o base (OH-). 
Un sistema tampón consiste en un ácido débil (dador de protones) y su base conjugada (aceptor de protones)
Se observa que en la curva de titulación del ácido acético se tiene una zona relativamente plana que se extiende alrededor de 1 unidad de pH a cada lado del pH de su punto medio 4.76. Dentro de esta zona una cierta cantidad de (H+) u (OH-) añadida al sistema tiene un efecto mucho menos sobre el pH de la misma cantidad añadida fuera de ella. 
En el punto medio de la región de tamponamiento, donde la concentración del dador de protones es exactamente igual al aceptor de electrones el poder tamponante del sistema es máximo, es decir el cambio de pH es mínimo cuando se adiciona (OH-) o (H+) 
14
Algunos orgánulos altamente especializados y compartimientos extracelulares contienen elevadas concentraciones de compuestos que contribuyen a la capacidad tamponante
Los ácidos orgánicos tamponan las vacuolas de las células vegetales
El amoníaco tampona la orina
Hay dos sistemas tampones biológicos importantes; el sistema del fosfato y del bicarbonato
15
El agua como reactivo
-reacciones de hidróIlsis
-reacciones de condensación
Factor importante del metabolismo corporal
Regulador de la temperatura corporal
Sirve como medio para el transporte en el conducto gastrointestinal del alimento en proceso de digestión que se halla en estado semisólido
Participa en muchas reacciones químicas, por ejemplo en la hidrólisis, el agua actúa como sustrato en la reacción y en la oxidación, el agua es un producto de la reacción
BEBIDA
ALIMENTO
APARATO DIGESTIVO
HECES
ÓRGANOS
TEJIDO
PLASMA
SUDOR
RESPIRACIÓN
ORINA
AGUA METABÓLICA
ABSORCIÓN
SALIVA
JUGOS DIGESTIVOS
AGUA METABÓLICA o de oxidación
 Resulta de la oxidación de los componentes orgánicos de las células del cuerpo
1mol de glucosa + 6 mol de O2 6 mol de CO2 + 6mol H2O 	
 
		OXÍGENO l/g DE		
	NUTRIENTE	ALIMENTO	AGUA FORMADA	AGUA METABÓLICA PRODUCIDA POR GRAMO DE ALIMENTO (g)
	Almidón	0.83	1.49	0.56
	Lípidos	2.02	1.88	1.07
	Proteína	0.97	2.44	0.40
19
La ingestión y el metabolismo de los lípidos, carbohidratos y proteínas da como resultado una mayor respiración y una mayor disipación de calor.
26°C; HR 10% un animal pierde 23.5 g de agua de origen respiratorio en el proceso de producir 12.3g de agua metabólica
El calor que se genera equivale aproximadamente 100 calorías
Parte del calor (13.6%) se neutraliza por el calor de vaporización del agua expirada
 El calor específico del agua es considerablemente mayor que el de cualquier otro líquido.
Muchos animales dependen de la capacidad de enfriamiento del agua ya que ésta pierde se calor latente durante la evaporación por transpiración o jadeo.
Cuando 1g de agua cambia de líquido a vapor, ya sea por jadeo o traspiración, consume alrededor de 580 cal de vapor.
Absorción de agua
 Hay una absorción neta en el rumen y el omaso. En el abomaso de los rumiantes o el estómago glandular de otras especies, es común que haya una salida neta marcada de líquidos
En el caso del duodeno donde los líquidos provenientes del páncreas, la bilis y las glándulas intestinales provocan una entrada neta del agua.
Las relaciones osmóticas dentro del órgano particular tienen un efecto marcado en la absorción
22
 El agua que se absorbe en el conducto gastrointestinal entra al líquido extracelular en la sangre y la linfa.
El volumen sanguíneo es regulado en gran parte por el Na corporal.
El volumen y la presión osmótica del líquido extracelular también son regulados por la sed y la hormona antidiurética producida por la hipófisis
La variación en la ingesta de agua y la excreción controlan en gran parte la osmoconcentración
Fuentes de agua
Agua potable
Agua contenida dentroo sobre los alimentos
Agua metabólica
Agua que se libera de las reacciones metabólicas como la condensación de los aa para formar péptidos
Agua preformada asociada con los tejidos catabolizados durante un periodo de equilibrio energético negativo
	Relación entre agua bebida y contenido de humedad del forraje verde	
	Consumo de agua, l/kg MS	Contenido de humedad del forraje %
	3.7	10
	3.6	20
	3.3	30
	3.1	40
	2.9	50
	2.3	60
	2.0	65
	1.5	70
	0.9	75
REGULACIÓN DE LA INGESTIÓN DE AGUA
 Se produce como resultado de la deshidratación de los tejidos del cuerpo
Cuando un animal tiene sed, el flujo de saliva comúnmente se reduce y la resequedad de la boca y la garganta estimulan la ingestión de agua
	Consumo esperado de agua de varias clases y especies de animales domésticos adultos en un clima templado	
	ANIMAL	L/Día
	Ganado bovino de carne	22-66
	Vacas lecheras	38-110
	Ovejas y cabras	4-15
	Caballos	30-45
	Cerdos	11-19
	Pollos	0.2-0.4
	Pavos	0.4-0.6