GUÍA MÓDULO I BIOQUÍMICA II

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MÓDULO I 
CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS DEL AGUA. 
FUNDAMENTOS DEL METABOLISMO HÍDRICO 
MSc. William J. Zambrano Herrera 
Profesor Asociado 
Área de Conocimiento Bioquímica y Tecnología de Procesos 
 
SAN CARLOS, FEBRERO DE 2020 
 
IMPORTANCIA DEL AGUA 
El agua es el componente químico predominante de los organismos vivos, constituyendo 
aproximadamente el 70% o más del peso en la mayoría de ellos. Es un compuesto químico 
formado por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O) y es vital para todos los 
organismos que existen en el planeta. Los procesos químicos y físicos de la vida requieren 
que las moléculas puedan desplazarse, encontrarse e intercambiar parejas continuamente 
en los procesos complicados del metabolismo y de la síntesis. Un entorno líquido permite 
una movilidad molecular, y el agua no es sólo el líquido más abundante de la Tierra, 
sino que, además, está admirablemente adecuado para esta finalidad. Entre algunas de sus 
funciones, destacan: 
1. Permiten la regulación de la temperatura corporal Termorregulación. 
2. Constituye un solvente y medio de suspensión o dispersión para la materia del 
protoplasma. Muchas macromoléculas con interés biológico desarrollan su actividad 
en contacto con ella (proteínas, enzimas y ácidos nucleicos). 
3. Es el medio para la mayoría de las reacciones bioquímicas: 
Los reactivos y productos de las reacciones metabólicas, los 
nutrientes, así como los productos de desechos, dependen 
del agua para transportarse dentro de las células y entre 
ellas. Es un medio para procesos de digestión (hidrólisis, absorción, metabolismo, 
excreción y secreción). Es importante en la inhibición o propagación de las 
diferentes reacciones químicas, enzimáticas o microbiológicas. 
4. Participa activamente en muchas reacciones químicas que 
hacen posible la vida, con frecuencia sus iones (H+ y OH–) 
son los verdaderos reactivos 
5. Cumple función estructural en los tejidos vivos. Prácticamente todas las moléculas 
biológicas toman su configuración nativa en respuesta a las propiedades físicas 
y químicas del agua que las rodea. 
EL AGUA EN LOS ANIMALES 
Como se ha dicho anteriormente es el componente mayoritario en el organismo. Varía con la 
edad de los animales: Por ejemplo en el embrión el porcentaje aproximado es del 95%, en el 
animal joven desciende al 75-80% para caer a niveles de 50-70% en el animal adulto. 
Paralelamente a este descenso se incrementa el contenido de grasa del animal, es decir se 
asiste a una especie de sustitución del agua por la grasa. 
 
También varía según los tejidos y órganos. Por ejemplo el contenido acuoso de sangre, 
leche, orina o saliva está próxima al 100%, mientras que otros tejidos como el músculo su 
contenido aproximado es del 70%. El agua puede ingresar al animal por dos vías: 
 
1. Vía Exógena: Agua de bebida, agua de los alimentos. 
2. Vía endógena: Agua metabólica (oxidación de nutrientes, polimerización, 
catabolismo de tejidos). 
 1 gr Proteína-----0,4 gr H2O 
 1 gr CHO----------0,6 gr H2O 
 1 gr Lípidos------1,1 gr H2O 
 
La distribución del agua en el animal se distribuye de la siguiente manera (Figura 1): 
 En el interior de la célula: Aproximadamente 63% del total del agua. 
 En el exterior de la célula: Aproximadamente 37% del total de agua, del cual 30% 
corresponde al líquido intersticial, y 6% al plasma. 
 
Figura 1.- Distribución del agua en los animales 
 
PROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS DEL AGUA: ESTRUCTURA MOLECULAR, 
ENLACES NO COVALENTES, EVAPORACIÓN, CONDUCTIVIDAD TÉRMICA. 
Estructura molecular: 
 Está constituida por dos átomos de hidrógeno unidos covalentemente a un átomo de 
oxígeno. Para ello, cada átomo de hidrógeno de una molécula de agua comparte un 
par de electrones con el átomo de oxígeno central (Nelson y Cox, 2014), como se 
ilustra en la Figura 2: 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.- Conformación de la molécula de agua por enlaces covalentes 
 
 La geometría de la molécula está marcada por la forma de los orbitales electrónicos 
externos del átomo de oxígeno, los cuales describe aproximadamente un tetraedro, 
con un átomo de hidrógeno en dos vértices y electrones sin compartir en los otros 
dos. Esta configuración incide en que el agua sea una molécula no lineal, sino angular, 
formando un ángulo de 104,5º (Figura 3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.- Forma tetraédrica del agua. 
 
 Por otro lado, se observa que la molécula de agua es polar, debido a que el átomo de 
oxígeno es altamente electronegativo, y mientras más electronegativo es un átomo, 
más carga negativa extrae del hidrógeno del cual está enlazado, haciendo a éste 
más positivo, mientras que sus dos pares de electrones no compartidos constituyen 
una región de carga negativa local, en consecuencia la molécula de agua es polar, 
porque se forma un dipolo en su estructura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.- Demostración de la polaridad de la molécula de agua 
 
 Otra particularidad de la molécula de agua es que puede formar otro tipo de unión 
no covalente tanto con otras moléculas de agua como otras sustancias hidrofílicas 
(afines al agua), esto gracias a su estructura dipolar. Así surgen los puentes de 
hidrógenos. Un enlace o puente de hidrógeno es una atracción electrostática debido 
a la interacción entre un átomo de H2 unido covalentemente a un grupo donador (el 
oxígeno, por ejemplo) y un par de electrones libres de un grupo aceptor (el oxígeno, 
por ejemplo), De esta manera, cada molécula de agua es simultáneamente un 
donador de enlace de H2 y un aceptor de enlace de H2 (Figura 5). 
 
 
 
 
Enlace de 
hidrógeno 
0,177 nm 
Enlace covalente 
0,0965 nm 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.- Formación de puentes de hidrógeno entre moléculas de agua. 
 
PROPIEDADES DISOLVENTES DEL AGUA 
1. Gran poder solvente: El agua funciona como disolvente universal en los medios 
intracelular y extracelular gracias principalmente a las dos propiedades del agua 
descritas anteriormente: su tendencia a formar enlaces de hidrógeno y su carácter 
dipolar. Las sustancias que pueden beneficiarse de estas propiedades de modo que 
se disuelven fácilmente en agua se denominan hidrófitas o “afines al agua”. De este 
modo, el agua disuelve fácilmente los compuestos hidroxilo, las aminas, los 
compuestos sulfhidrilo, los ésteres, las cetonas y una gran variedad de otros 
compuestos orgánicos (Figura 6). 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6.- Interacción del agua con otras moléculas por puentes de hidrógenos 
 
2. Medio para la ionización de la mayoría de las sustancias: A diferencia de la 
mayoría de los líquidos orgánicos, el agua es un disolvente excelente para los 
compuestos iónicos. Las sustancias como el cloruro sódico (NaCl), que se encuentran 
en estado sólido en forma de redes estables de iones, se disuelven con facilidad en 
agua. La explicación de este hecho reside en la naturaleza dipolar de la molécula de 
agua Las interacciones de los dipolos del agua con los cationes y los aniones en una 
disolución acuosa hacen que los iones se hidraten; es decir, se rodeen de capas de 
moléculas de agua denominadas capas de hidratación (Figura 7). 
AGUA 
Carbonilos 
(carbohidratos) 
Hidroxilos 
(Alcoholes) Sulfidrilos 
Aminos 
(aminoácidos, péptidos, 
proteínas) 
Carboxilos 
(aminoácidos, péptidos, 
proteínas, algunos ácidos 
grasos de cadena corta) 
 
Figura 7.- Demostración de cómo la molécula se liga a sales, y las solubiliza. 
 
3. Limitada capacidad de disolver moléculas hidrofóbicas: Las sustancias como los 
hidrocarburos, que son no polares y no iónicos y que no pueden formar enlaces de 
hidrógeno, muestren sólo una limitada solubilidad en el agua. Las moléculas que se 
comportan de esta manera se denominan hidrófobas o “con aversión al agua”. 
Cuando las moléculas hidrófobas se disuelven, no forman capas dehidratación, a 
diferencia de las sustancias hidrófilas, de ahí se explica la baja solubilidad de las 
sustancias hidrófobas en agua, como es el caso de los aceites. 
 
4. Comportamiento con moléculas anfipáticas: Existen moléculas que se comportan 
de manera hidrófila (o lipófoba) e hidófoba (o lipófila) al mismo tiempo, las cuales 
se denominan anfipáticas. Tal es el caso de los ácidos grasos y detergentes. Las 
moléculas anfipáticas tienen un grupo de cabeza muy hidrófilo, acoplado a una cola 
hidrófoba, generalmente un hidrocarburo. Es muy importante el hecho de que las 
moléculas anfipáticas constituyen la base de las membranas bicapa biológicas 
(Figura 8) que rodean las células y que forman las separaciones entre los 
compartimientos celulares. Estas bicapas están formadas fundamentalmente por 
fosfolípidos, como el que aparece en la Figura 9. 
 
Figura 8.- Modelo de membrana celular, bicapa lipídica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9.- Varios fosfolípidos, sustancias anfipáticas. 
5. Presión Osmótica: Es la presión causada por efecto de la ósmosis en los tejidos. 
La Ósmosis es el fenómeno en que las concentraciones de dos soluciones se van 
equilibrando, gracias al paso del disolvente que las forma, a través de una 
membrana semipermeable que las mantiene separadas, desde la solución más diluida 
a la más concentrada. De esta manera se pueden establecer gradiente de 
concentración osmótica, en medios hipertónicos (altamente concentrados) el agua 
intracelular migra desde el citoplasma hacia el exterior, deshidratando a la célula, 
caso contrario en condiciones hipotónicas, la débil concentración afuera de la célula 
permite que el agua extracelular ingrese a la célula, ocasionando la lisis (ruptura). 
En condiciones isotónicas, existe un equilibrio entre concentraciones a cada lado de 
la membrana celular (Figura 10). 
En general, las membranas celulares son permeables al agua y a algunos 
solutos e impermeables a otros, pero en equilibrio las concentraciones molares, y 
por tanto, las presiones osmóticas, de un lado y otro de la membrana, 
son iguales. Un buen ejemplo es el de los glóbulos rojos suspendidos en soluciones 
de distinta concentración; cuando se colocan en agua o en soluciones 
salinas con menos de 320 miliosmoles (equivalentes a 0,9 g de NaCl por 100 
ml), los glóbulos rojos se hinchan y se rompen debido a la tendencia a igualar 
la concentración de solutos en el interior del glóbulo y en su exterior; las 
proteínas no pueden salir del eritrocito y la velocidad de entrada del agua 
supera con mucho a la velocidad de salida de los solutos de pequeño tamaño 
molecular; la pared del glóbulo rojo no resiste esa presión: el fenómeno de 
ruptura de los glóbulos rojos se denomina hemolisis. Cuando los glóbulos 
rojos se colocan en soluciones con más de 320 miliosmoles, la velocidad de 
salida del agua rebasa a la de entrada de solutos y los glóbulos pierden agua y 
se encogen, arrugándose. Al poner los glóbulos rojos en una solución con 
320 miliosmoles, entra y sale la misma cantidad de agua y los glóbulos están 
en una solución isotónica 
 
 
 
Figura 10.- Demostración del efecto de concentraciones osmóticas sobre la célula 
 
PROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS DEL AGUA 
 
1. Alta conductividad térmica: permite la distribución rápida y regular del calor 
corporal, evitando gradientes de temperatura entre las diferentes zonas del 
organismo y favoreciendo la transferencia de calor a la piel para ser evaporada. 
Gracias a ello se manifiesta la termorregulación en los organismos vivos. 
 
2. Alto calor de evaporación: El calor de evaporación Es la energía necesaria para 
trasformar 1 kg de agua líquida en vapor a 100 0C. El calor de vaporización del agua 
pura es 2260 kJ/g = 540 kcal/g. Dado este alto calor de vaporización, un organismo 
puede disipar una enorme cantidad de calor mediante la vaporización de pequeñas 
cantidades de agua, lo cual incide en la regulación de la temperatura corporal. De 
esta manera, cuando se evapora un líquido, absorbe calor para pasar del estado 
líquido al gaseoso; en el caso del agua se requieren 536 kcal para evaporar un 
gramo de agua; así, cuando por la piel o los pulmones se pierde agua en forma de 
vapor, cada litro de agua evaporada implica la pérdida de 536 kcal. Así, ante una 
carga extra de calor, éste se disipa evaporando cantidades relativamente pequeñas 
de agua, protegiendo de la deshidratación. Es importante tener en cuenta que, 
aunque el sudor es una forma muy eficaz para eliminar calor, puede dar lugar, 
cuando es prolongado, a una excesiva pérdida de agua que, si no se reemplaza, 
Turgencia Flacidez Plasmólisis 
Lisis Normal Deshidratación 
puede causar graves problemas. De hecho, el organismo necesita equilibrar 
mediante la ingestión de líquidos las pérdidas para poder seguir manteniendo la 
capacidad de regular la temperatura corporal. Cuando las pérdidas de sudor 
exceden peligrosamente a la ingesta, el sistema circulatorio no es capaz de hacer 
frente a la situación y se reduce el flujo de sangre a la piel. Esto da lugar a una 
menor sudoración y, por tanto, a una menor capacidad para perder calor. En estas 
condiciones se produce un aumento de la temperatura corporal que puede tener 
consecuencias fatales. 
 
3. Alta capacidad calorífica: La capacidad calorífica o calor específico, es la cantidad 
de energía necesaria para elevar la temperatura en 1 grado centígrado a un gramo 
de agua en condiciones estándar. Para el agua, este valor es de 1Cal/gr·ºC (se 
necesita 1 caloría para elevar en 1 ºC la temperatura de 1 gr. de agua). Gracias a 
esto, los organismos son capaces de absorber una grandes cantidades de calor sin 
que haya incrementos correspondientemente grandes en su temperatura interna. 
 
4. Alto valor de tensión superficial: La superficie de cualquier líquido se comporta 
como si sobre esta existe una membrana a tensión. A este fenómeno se le conoce 
como tensión superficial. El agua tiene una tensión superficial de 71,97 dina/cm. 
Aunque hay sustancias capaces de romper esta atracción, es el caso de las sales 
biliares (Figura 11.d), que facilitan la digestión de las grasas gracias a que las 
gotitas de grasa emulsionadas (Figura 11.a y 11.b) se organizan después en micelas 
(Figura 11.c) que aumentan la absorción (crean un mayor gradiente de difusión) y 
facilitan la entrada de otros nutrientes. En el intestino se observan las gotitas de 
grasa en forma de emulsión, pero también como micelas, de tamaño mucho mayor 
que las gotitas emulsionadas y siempre en mayor cantidad, que acercan los lípidos 
que transportan al enterocito para ser absorbidos. De esta manera, las sales 
biliares mejoran la digestibilidad y también la absorción de la grasa y de otros 
nutrientes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11.b y 11.c.- Las partículas de grasa se repelen con el agua 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 11.c Micela 
 
Figura 11.d.- Demostración de cómo son absorbidos los lípidos por intermediación de las 
sales biliares 
 
5. Potencial de Hidrógeno (pH): Cuanto más alta sea la [H+] en una disolución, menor 
será el pH, de modo que un pH bajo corresponde a una disolución ácida. Por otro 
lado, una [H+] baja debe ir acompañada de una [OH-] alta. La mayoría de los 
líquidos corporales tienen unos valores de pH que se sitúan en un margen de 6.5 
a 8.0, que a menudo se denomina margen de pH fisiológico. La mayoría de los 
procesos bioquímicos tienen lugar en esta zona de la escala (Figura 12). El agua 
(aceptando o donando protones) también contribuye en el mantenimiento del pH, 
esencial para la vida, ya que la actividad de muchos procesos, como por ejemplo la 
actividad enzimática, es pH dependiente. 
 
Figura 12.- Escala de pH y ubicación de la mayoría de los fluidos biológicos. 
6. Viscosidad: La viscosidad del agua es 0,890x10-2 gr/cm·seg, lacuál es una medida de 
su resistencia a las deformaciones graduales producidas por tensiones cortantes o 
tensiones de tracción. El agua, junto con sustancias viscosas, actúa como lubricante: 
la saliva lubrica la boca y facilita la masticación y la deglución, las lágrimas lubrican 
los ojos y limpian cualquier impureza; el líquido sinovial baña las articulaciones; las 
secreciones mucosas lubrican el aparato digestivo, el respiratorio, el genito-
urinario. Mantiene también la humedad necesaria en oídos, nariz o garganta. 
Proporciona flexibilidad, turgencia y elasticidad a los tejidos. El líquido del globo 
ocular, el cefalorraquídeo, el líquido amniótico y en general los líquidos del 
organismo amortiguan y protegen cada uno de los tejidos en los que participan. 
 
 
ASPECTOS BÁSICOS DEL METABOLISMO HÍDRICO 
 
Balance del Agua. 
Es la relación entre las ganancias y pérdidas de agua, que obedece a una estricta regulación 
(Figura 13). 
Egresos de Agua: Los egresos hídricos se realizan por vía respiratoria, cutánea, digestiva y 
renal, existiendo egresos por vía mamaria en los períodos de funcionalidad de esta glándula 
(Figura N° 1); los egresos de sodio y potasio se realizan por las mismas vías. Debe notarse, 
sin embargo, que pérdidas de agua pura se producen por difusión a través de la piel 
(perspiración) y por evaporación pulmonar, pudiendo su combinación representar el 50% de 
los egresos hídricos normales en equinos; todas las restantes vías, incluyendo la vía cutánea 
en caso de sudoración, Implican pérdidas de agua y electrolitos. Por otra parte, debe 
recordarse que, con excepción de los egresos renales, los restantes egresos hidrosalinos 
son todos irreductibles; esto es, ocurren cualquiera sea el status hidrosalino orgánico. 
 
 
Figura 13.- Balance de entrada/salida de agua del organismo. 
Ingresos Hídricos
• Agua de bebida
• Agua de los alimentos
• Agua metabólica
Egresos Hídricos
• Respiración
• Micción
• Sudoración
• Lactación
Efectos de la restricción de agua 
1. Disminución del consumo de alimentos y de las pérdidas fecales totales. 
2. Disminución del metabolismo 
3. Disminución de la excreción urinaria. 
4. aumento de la excreción de sólidos en la orina. 
5. disminución del ritmo respiratorio. 
6. disminución del peso vivo. 
7. deshidratación exhaustiva. 
8. muerte. 
Alteraciones del equilibro hídrico: 
Deshidratación: Es la condición en la cual el cuerpo pierde suficientemente líquido como 
para funcionar correctamente. Puede ser causada por una pérdida excesiva de agua del 
organismo a consecuencia del vomito, diarrea, poliurea, diaforesis excesiva. La pérdida 
exagerada de agua, se relaciona con múltiples manifestaciones patológicas como: Cefalea, 
mareo, tos, vómito pérdida de peso, cambios de estado de ánimo e inversión en el patrón de 
sueño. La deshidratación isotónica constituye el tipo más común en Medicina Veterinaria, 
siendo ordinariamente causada por enfermedades digestivas y urinarias; el 
tipo hipertónico del fenómeno es ordinariamente ocasionado por depravación absoluta o 
relativa de agua, pero puede también originarse por la hiperventilación consecutiva a las 
grandes pirexias y a la acidosis metabólica. El tipo hipotónico es el menos frecuente y se le 
encuentra generalmente como consecuencia de sudoración excesiva (hiperhidrosis) en 
equinos ordinariamente como consecuencia de grandes síndromes dolorosos (cólico, 
laminitis, etc.) 
Edematización: Se refiere a una hinchazón de los tejidos blandos del animal por 
acumulación de líquidos en los tejidos. El edema se produce cuando se escapa líquido de 
pequeños vasos sanguíneos del cuerpo (capilares). El líquido se acumula en los tejidos 
circundantes, lo que produce la hinchazón 
 Intracelular: 
1. Hiponatremia: consiste en una concentración demasiado baja de sodio (Na) en la 
sangre. Las causas son muy diversas, desde ingerir un exceso de líquido hasta la 
insuficiencia renal, la insuficiencia cardíaca, la cirrosis y los diuréticos. 
La hipernatremia, por su parte, puede ser por hemoconcentración 
(deshidratación hipertónica), o absoluta. Esta se encuentra generalmente 
representada en la intoxicación por cloruro de sodio, trastorno descrito en 
diversas especies y que ocurre al existir una alta ingesta de sal con restricción 
paralela en el agua de bebida, cuyo resultado final es la fijación de más agua, 
quizá debido a una serie de fenómenos: sed, secreción de hormona antidiurética 
y excreción de orina muy concentrada, salida de agua de las células al líquido 
extracelular, para disminuir el problema, y disminución de las pérdidas 
adicionales de agua. 
2. Depresión de los sistemas metabólicos de los tejidos. 
3. Falta de nutrición suficiente de las células. 
4. Sobrehidratación ("sobrecarga hídrica", "intoxicación hídrica"), constituye un 
fenómeno poco menos frecuente que ha sido descrito en diversas especies, 
aunque con mayor frecuencia en rumiantes (terneros), encontrándose asociado 
a un período prolongado de restricción hídrica seguido de una rápida ingesta de 
agua al restablecerse su aporte. En tal circunstancia, el súbito aumento de 
volumen circulante y rápido descenso de osmolaridad plasmática fuerzan un 
flujo rápido de agua de líquido extracelular a líquido intracelular, que provoca 
calambres, edema pulmonar y/o cerebral y hemólisis, síntomas que se agregan a 
los de una reducción severa de sodio plasmático (hiponatremia) causada por la 
hemodilución. 
 Extracelular: 
1. Disminución de la presión osmótica. 
2. Obstrucción linfática: Es un bloqueo de los vasos linfáticos que drenan líquido 
desde los tejidos a través de todo el cuerpo y permiten que las células del 
sistema inmunitario viajen hasta donde se necesiten. La obstrucción 
linfática puede causar linfedema, que significa inflamación debido a un bloqueo 
de los conductos linfáticos. El linfedema se produce cuando el sistema linfático 
no es capaz de drenar la linfa y provoca una hinchazón por acumulación de 
líquido en los tejidos blandos del cuerpo. La linfa es un líquido formado por 
proteínas, agua, hidratos de carbono y células que ayudan a combatir 
enfermedades e infecciones. 
3. Aumento de la permeabilidad capilar. 
LOS IONES EXTRACELULARES: EL SODIO Y EL POTASIO 
Funciones del sodio y del potasio: 
1. Ayudan a conservar el volumen de los compartimientos, al contribuir con cerca del 
80% de la concentración osmolar de los líquidos orgánicos extracelulares. 
2. Forman parte de la composición del jugo gástrico, el jugo pancreático, el jugo 
intestinal, etc., vertidos en grandes cantidades en la luz del tubo 
digestivo. 
En situaciones patológicas, la pérdida de estas secreciones produce graves 
trastornos; por ejemplo, el vómito causa la baja del Cl- y conduce a la alcalosis; en 
la fístula duodenal, la pérdida del jugo pancreático lleva a la acidosis por la fuga de 
HCO3-, y el catión correspondiente, Na+; en la diarrea intensa con pérdida de las 
secreciones pancreáticas o intestinales también se 
pierde agua, Na+ y HCO3-. 
3. Ayudan a la regulación de la neutralidad o sea del equilibrio ácido básico del 
organismo. 
4. La excitabilidad y la irritabilidad de la terminación neuromuscular se relaciona a la 
concentración iónica: el Na+ y el K+ tienden a aumentarla y el Ca+2, el Mg+2 y el H+ a 
disminuirla de acuerdo con la relación: 
𝑖𝑟𝑟𝑖𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 ∞
𝑁𝑎+ + 𝐾+
𝐶𝑎+2 + 𝑀𝑔+2 + 𝐻+
 
Este mecanismo es regulado por la llamada bomba de sodio-potasio, que es un 
intercambiador de iones presente en todas las membranas celulares de todos los seres 
vivos. Su función es imprescindible, pasa iones de sodio (Na+) a un lado de la membrana y 
mueve iones de potasio (K+) en dirección contraria, Para ello se vale de la energía producida 
por la degradación de ATP. La Figura 14 muestra esquemáticamente cómo funciona la 
bomba de sodio-potasio: en un lado de la membrana la bomba sodio potasioune tres iones 
de sodio (1). En la cara citoplasmática de la membrana (medio intracelular) la bomba sodio 
potasio une una molécula de ATP y la hidroliza (obtiene energía de la rotura del enlace de 
un fosfato, dando ADP y P inorgánico) (2). Con esta energía la proteína cambia de 
conformación, un residuo de ácido aspártico (un aminoácido de la proteína) recibe la 
energía y promueve el movimiento de los aminoácidos abriendo el canal transmembrana. En 
ese momento los 3 iones de sodio pasan al exterior de la membrana (3). Es en este 
momento cuando dos iones de potasio se unen a la bomba sodio potasio en la cara externa 
de la membrana (4). En esta nueva conformación de la proteína, el ADP y el fosfato 
inorgánico (Pi) son liberados y la proteína recupera su configuración inicial, dejando a los 
iones de potasio en el lado del citoplasma (5) 
 
Figura 14.- Demostración del funcionamiento de la bomba de sodio/potasio. 
 
La bomba de Na+/K+ desempeña un papel muy importante en el mantenimiento del volumen 
celular. Entre el interior y el exterior de la célula existen diferentes niveles 
de concentración de solutos. Como la bomba extrae de la célula más moléculas de las que 
introduce tiende a igualar las concentraciones y, consecuentemente, la presión osmótica. 
Sin la existencia de la bomba, dado que los solutos orgánicos intracelulares, a pesar de 
contribuir en sí mismos poco a la presión osmótica total, tienen una gran cantidad de 
solutos inorgánicos asociados, la concentración intracelular de estos (que generalmente son 
iones) es mayor que la extracelular. Por ello, se produciría un proceso osmótico, consistente 
en el paso de agua a través de la membrana plasmática hacia el interior de la célula, que 
aumentaría de volumen y diluiría sus componentes. Las consecuencias serían catastróficas 
ya que la célula podría llegar a reventar (proceso conocido como lisis). 
 
5. Existe una cantidad importante de sodio en los huesos que forma parte de las sales 
adsorbidas en los cristales óseos y constituye un reservorio de 
sodio fácilmente movilizable.