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Lic. Yelitza Quintero Clase No 1 • La asignatura de Bioquímica es de naturaleza teórico- práctico, cuyo propósito es desarrollar en el estudiante la capacidad de comprender los procesos fundamentales de la química de los seres vivos, los conceptos básicos de Química, Química Orgánica y Bioquímica, los fenómenos bioquímicos, que mantienen las funciones del ser humano, la importancia del diagnóstico oportuno y correcto mediante las pruebas de laboratorio, de las alteraciones de los procesos bioquímicos y hematológicos, brindando especial atención al metabolismo del agua, proteínas, enzimas, carbohidratos, lípidos, hormonas y ácidos nucleicos, compuestos de suma importancia en sus procesos metabólicos. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ASIGNATURA Objetivo General: • Anal izar la estructura y función de los pr incipales bioelementos y biomoléculas componentes del organismo (agua, carbohidratos, proteínas, enzimas, l ípidos, aminoácidos, ácidos nucleicos) así como los procesos metabólicos de dichos compuestos que le permiten a un organismo vivo realizar sus funciones, mediante el estudio bibliográfico, para obtener así una mejor comprensión como técnico superior en rehabilitación fisica de como las alteraciones bioquímicas pueden originar diversas patologías. OBJETIVOS • Relacionar los bioelementos y biomoléculas que forman parte del organismo humano, mediante el análisis de cada uno de estos, dirigido al desempeño profesional de los estudiantes. • Relacionar los bioelementos y biomoléculas que forman parte del organismo humano, mediante el análisis de cada uno de estos, dirigido al desempeño profesional de los estudiantes. • Describir el equilibrio hídrico, ácido – base, los niveles estructurales de las proteínas, el mecanismo de acción de las enzimas y su importancia en el metabolismo celular, mediante el estudio de los referentes teóricos, para su desempeño profesional. • Describir las diferentes vías metabólicas de los aminoácidos, los procesos bioquímicos de los ácidos nucleicos y su participación en la transmisión de la información genética, mediante la caracterización de estas, para lograr mejorar su despeño profesional • Analizar las adaptaciones metabólicas en situaciones específicas (ayuno, ejercicios físicos y diabetes mellitus, entre otras) a través del estudio bibliográfico para su desempeño como rehabilitadores. Objetivos Específicos: No. TEMAS 1 Bioquímica del organismo humano. Composición química del organismo humano la organización biomolecular general. Bioelementos y biomoléculas inorgánicas y orgánicas. La célula como unidad estructural y funcional de los seres vivos. El metabolismo. Vías metabólicas. Equilibrio ácido-básico. Regulación del PH sanguíneo - Sistemas amortiguadores - Mecanismos respiratorios - Mecanismos renales 2 Metabolismo de carbohidratos Definición, clasificación y funciones. Rutas metabólicas de los carbohidratos. Glucólisis Glucogénesis. Glucogenólisis. Gluconeogénesis Vía de las pentosas fosfato Fosforilación oxidativa: Mecanismo. Rendimiento energético 3 Metabolismo de los lípidos y proteínas y enzimas. Definición, clasificación y funciones de los lípidos. Proceso de digestión, absorción y transporte de lípidos en el organismo. Lipoproteínas: Definición. Clasificación. Metabolismo. Colesterol: Síntesis. Destinos metabólicos. Regulación Mecanismos de regulación en los lípidos durante el ciclo de ayuno - alimentación. Síntesis de ácidos grasos. Lipólisis: - oxidación. Cuerpos cetónicos. Metabolismo de las proteínas y enzimas. Síntesis de las proteínas y enzimas. Estructura. Clasificación. Propiedades. Funciones de los proteínas y las enzimas 4 Metabolismo de los aminoácidos y ácidos nucleicos. Definición, clasificación y funciones. Proceso de absorción y metabolismo de los aminoácidos y generación de la urea. Proteínas: Hidrólisis, absorción de aminoácidos. Aminoácidos: glucogénicos, cetogénicos y mixtos Ciclo de la urea. Ácidos nucleicos. Definición, clasificación y funciones. Componentes estructurales de los ácidos nucleicos. Estructuras del ADN y ARN. Funciones adicionales de los nucleótidos. 5 Metabolismo en situaciones específicas. - Adaptaciones metabólicas en el ayuno - Adaptaciones metabólicas en el ejercicio físico. - Adaptaciones metabólicas en la diabetes mellitus Los métodos, técnicas y formas de la enseñanza – aprendizaje se basan en el enfoque constructivista para el desarrollo de competencias y orienta la construcción del conocimiento del estudiante. Comprende: Método didáctico: - Método expositivo, explicativo y participativo - Método inductivo – deductivo. - Método de observación y entrevista directa. - Método de trabajo colaborativo. Formas de participación de los educandos: - Diálogo. - Debate. - Exposición individual y grupal. - Investigación: Libros, revistas, páginas webs. - Comentarios individuales de temas del curso en todo momento: antes, durante y después de la clase. ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS Diagnóstica, formativa y sumativa. • 3 parciales de 15 puntos • 1 parcial de 20 puntos • Total 65 puntos • Examen final 35 puntos • 100 puntos promedio final Sistema de Evaluación Unidad No 1. Bioquímica del organismo humano. Composición química del organismo humano la organización biomolecular general. Bioelementos y biomoléculas inorgánicas y orgánicas. La célula como unidad estructural y funcional de todos los seres vivos. Tema No 1 Analizar la célula como unidad estructural y funcional de los seres vivos y la composición química del organismo humado, relacionando los bioelementos y biomoléculas que lo conforman, d i r ig ido a l desempeño pro fes iona l de los estudiantes. Objetivo de la clase • Tabla periódica La primera versión de la Tabla Periódica fue publicada en 1869 por el profesor de química ruso Dmitri Mendeléyev, y contenía 63 de los 118 elementos hoy conocidos en la naturaleza y estaba organizada basándose en sus propiedades químicas. La tabla periódica actual está estructurada en siete filas (horizontales) denominadas períodos y en 18 columnas (verticales) llamadas grupos o familias. Los elementos químicos están ordenados en orden creciente de sus números atómicos, es decir, el número atómico aumenta de izquierda a derecha en el período y de arriba hacia abajo en el grupo. • La tabla periódica, o tabla periódica de los elementos, es un registro organizado de los elementos químicos s e g ú n s u n ú m e r o a t ó m i c o , p r o p i e d a d e s y características. • Está compuesta por 118 elementos confirmados por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, por sus siglas en inglés), de los cuales: • 94 son elementos que existen en la naturaleza, y • 24 elementos son sintéticos, es decir, han sido creados de manera artificial. ¿Qué es la Tabla periódica de los elementos? • ¿Qué es la Tabla Periódica? • La Tabla Periódica de los elementos es un registro de todos los elementos químicos conocidos por la humanidad. Los elementos están ordenados en forma de tabla según su número atómico (número de protones), su configuración electrónica y sus propiedades químicas. • En esta tabla los elementos están organizados en filas y columnas que muestran cierta periodicidad: los elementos que pertenecen a una misma columna tienen propiedades similares. En principio, toda la materia conocida del universo está compuesta por diversas combinaciones de los 118 elementos, registrados en la Tabla Periódica. • Se han establecido símbolos, llamados símbolos químicos, para representar a cada elemento de la Tabla Periódica, que además están identificados según sus estados de agregación (sólido, líquido o gas) a una temperatura de 0 °C y a una presión de 1atm. • La Tabla Periódica es una herramienta fundamental para la química, la biología y otras ciencias naturales, que se actualiza con el pasar de los años, conforme aprendemos más sobre las propiedades de lamateria y las relaciones entre los elementos. • De los 118 elementos químicos que componen la tabla periódica, 10 como: Helio, Zinc, Estroncio, Tántalo, Plata, Indio, Telurio, Ytrio, Galio, Germanio son los que están severamente amenazados. Notas interesantes. • S in He l i o no se pod r í a l l e va r a cabo l a resonancia magnética nuclear para detectar tumores o enfermedades, ni funcionarían las s o l d a d u r a s e s p e c i a l e s , n i s e h a r í a n cromatografías de gases para conocer los materiales que componen a cierto elemento, t ampoco se pod r ía rea l i za r e l buceo a profundidad, ni usar los globos ni los dirigibles. “Los elementos químicos se encuentran en el mismo riesgo que la biodiversidad ecológica”. • De la extinción de elementos, la peor es la del fósforo porque está ligado a muchos procesos básicos de la vida, por ejemplo: es un nutriente esenc ia l pa ra todos los o rgan ismos ; se encuentra lo mismo en nuestras células que hasta en nuestros huesos; su ausencia en el mar restringe el crecimiento en los ecosistemas acuáticos convirtiéndolas en zonas muertas, además, el ciclo de este elemento químico es más lento si se lo compara con el del agua o del carbono. • Así por ejemplo, y a pesar de ser el segundo elemento más abundante en el universo, las reservas de helio se han reducido enormemente. Este gas luminoso tiene gran cantidad de aplicaciones que van desde los globos hasta las máquinas de resonancia magnética. El problema es su ligereza: pesa tan poco que se escapa constantemente de la atmósfera. Según algunas estimaciones, las reservas de helio podrían durarnos en torno a 25 años. • Un buen número de estos elementos en peligro de desaparición son ampliamente utilizados en la industria tecnológica. Mientras que el iridio es un componente fundamental de las pantallas táctiles de móviles y tabletas, el hafnio se usa en la fabricación de motores de aviones y en centrales nucleares. • Otras de estas sustancias, aunque menos amenazadas, también podrían desaparecer del planeta. Es el caso del paladio, el rodio y el platino, que se utilizan como catalizadores en los motores de los coches. Las tierras raras, por su parte, se emplean para fabricar dispositivos electrónicos. El neodimio, por ejemplo, está presente en los auriculares y los discos duros de los ordenadores. Monóxido disódico 4Na + O2 ----- 2 Na2O COMPOSICIÓN DE LOS SERES VIVOS SERES VIVOS: Un ser vivo es un organismo que nace, crece, se reproduce y muere. CONSTITUIDOS POR BIOELEMENT OS BIOMOLÉCULAS ORGÁNICOS INORGÁNIC OS PRIMARIOS SECUNDARIOS CARBONO HIDRÓGEN O OXÍGENO NITRÓGENO FÓSFORO AZUFRE CALCIO SODIO MAGNESI O CLORO GLÚCIDO S LÍPIDOS PROTEÍN AS ÁCIDOS NUCLEIC OS AGUA SALES MINERAL ES OLIGOELEMENTOS BORO, CROMO, COBALTO, COBRE, FLÚOR, YODO, MANGANESO, MOLIBDENO, SELENIO, SILICIO, ESTAÑO, VANADIO Y ZINC BIOELEMENTOS PRIMARIOS: CARBONO: Forma el esqueleto de todos los compuestos orgánicos. Debido a su bajo peso atómico y su elevada electronegatividad, los enlaces covalentes entre átomos de Carbono son muy estables. Forma enlaces covalentes estables con H, O, N y S, permitiendo que existan muchas funciones químicas en compuestos orgánicos. constituyen el 98% del total de la materia viva. Aquellos bioelementos que forman parte de la materia primaria, se hallan presentes en todos los seres vivos OXÍGENO: Es el elemento más abundante, en peso, en el organismo. Se encuentra en la estructura de todos los compuestos orgánicos. Es el agente oxidante final en el metabolismo aeróbico y el único de los elementos biogenéticos que debe suministrarse en forma continua. Las moléculas orgánicas con Oxígeno, especialmente las que contienen alcoholes (OH), son fuertemente polares. HIDRÓGENO: En número de átomos es el elemento más abundante, tanto en el organismo como en el universo. La oxidación del Hidrógeno es la principal fuente de energía en los seres vivos. En los seres aeróbicos esta oxidación depende del Oxígeno. Como ión (H+), determina el pH NITRÓGENO (N): Principalmente como grupo amino (-NH2) presente en las proteínas ya que forma parte de todos los aminoácidos. También se halla en las bases nitrogenadas de los ácidos nucleicos. FÓSFORO (P): Se halla principalmente como grupo fosfato (PO4 3-) formando parte de los nucleótidos. Forma enlaces ricos en energía que permiten su fácil intercambio (ATP). AZUFRE (S):se halla en el coenzima A, esencial para Diversas rutas. BIOELEMENTOS SECUNDARIOS CALCIO (Ca) :Es el factor que desencadena la contracción muscular. Se almacena activamente en el retículo endoplásmico y las mitocondrias. El nivel de calcio en la sangre se regula por acción hormonal. SODIO Na+: Principal catión extracelular en los animales. Importante en la regulación de la presión osmótica. Participa en la generación del potencial de membrana, conducción de los impulsos nerviosos y otros fenómenos de excitabilidad celular. MAGNESIO (Mg): Forma parte de la molécula de clorofila, actúa como catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones metabólicas ClORO Importante en los procesos de regulación de la presión osmótica, pH y equilibrios hídrico y eléctrico. Tiene efecto notable sobre la actividad de algunas enzimas como las amilasas. OLIGOLEMENTOS BORO, CROMO, COBALTO, COBRE, FLÚOR, YODO, MANGANESO, MOLIBDENO, SELENIO, SILICIO, ESTAÑO, VANADIO Y ZINC Oligoelemento Necesario para Buenas fuentes Cromo Uso de azúcar en el organismo. Cereales integrales, especias, carne y levadura de cerveza. Cobre Síntesis y función de la hemoglobina, producción de colágeno, elastina y neurotransmisores, y formación de melanina. Vísceras, mariscos, nueces y frutas. Flúor Fijación del calcio en los huesos y los dientes. Agua fluorada. Yodo Producción de energía (como componente de las hormonas tiroideas). Pescado, mariscos y sal yodada. Hierro Síntesis y función de la hemoglobina, acción de las enzimas en la producción de energía, producción de colágeno, elastina y neurotransmisores. Vísceras, carne, aves de corral y pescado. Manganeso Funciones no plenamente entendidas pero necesarias para la buena salud. Cereales integrales y nueces. Molibdeno Para procesar las proteínas y el material génetico como el ADN, desintoxicación de sustancias peligrosas. Vísceras, cereales integrales, verduras de hoja verde, leche y frijoles (porotos). Selenio Funciones no plenamente entendidas pero necesarias para la buena salud. Brécoles, repollo, apio, cebollas, ajo, cereales integrales, levadura de cerveza y vísceras. Cinc Inmunidad y curación, vista normal y cientos de actividades de las enzimas. Cereales integrales, levadura de cerveza, pescado y carne. Nombre masa % Importancia o función Oxígeno 65 Necesario para la respiración celular; presente en casi todos los compuestos orgánicos; forma parte del agua Carbono 18 Constituye el esqueleto de las moléculas orgánicas; puede formar cuatro enlaces con otros tantos átomos Hidrógeno 10 Presente en la mayoría de los compuestos orgánicos; forma parte del agua Nitrógeno 3 Componente de todas las proteínas y ácidos nucleicos y de algunos lípidos Calcio 1,5 Componente estructural de los huesos y dientes; importante en la contracción muscular, conducción de impulsos nerviosos y coagulación de la sangre Fósforo 1 Componente de los ácidos nucleicos; componente estructural del hueso; importante en la transferencia de energía. Integra los fosfolípidos de la membrana celular. Potasio 0.4 Principal ion positivo (catión) del interior de las células; importante en el funcionamiento nervioso; afecta a la contracción muscular Azufre 0,3 Componente de la mayoría de las proteínas Sodio 0,2Principal ion positivo del líquido intersticial (tisular); importante en el equilibrio hídrico del cuerpo; esencial para la conducción de impulsos nerviosos Magnesio 0,1 Necesario para la sangre y los tejidos del cuerpo; forma parte de muchas enzimas Cloro 0,1 Principal ion negativo (anión) del líquido intersticial; importante en el equilibrio hídrico Hierro trazas Componente de la hemoglobina y mioglobina; forma parte de ciertas enzimas Yodo trazas Componente de las hormonas tiroideas Son aquellas que no tienen el elemento carbono en su estructura, o bien éste se encuentra en baja proporción. Corresponden al agua, las sales minerales y los gases. Biomoléculas Inorgánicas EL AGUA Es el compuesto líquido más importante para los seres vivos. La cantidad de agua varía entre los diferentes organismos • Disolvente Universal •Medio de transporte de sustancias • Interviene en las reacciones químicas. • Mantiene constante la temperatura corporal. SALES MINERALES Las sales minerales son moléculas inorgánicas que aparecen en todos los seres vivos en cantidades variables (no superiores al 5%). En los seres vivos pueden encontrarse en forma sólida o disueltas. Las sales minerales sin disolver forman parte de estructuras sólidas, como huesos y conchas, donde cumplen funciones de protección y sostén. Las sales minerales disueltas presentan sus moléculas disociadas en forma de iones, como sodio (Na+ ), potasio (K+ ), cloruros (Cl– ), carbonatos (CO3 2–), etc. Estos iones mantienen un grado de salinidad constante dentro del organismo e intervienen en funciones muy específicas, como en la transmisión del impulso nervioso o la contracción muscular Biomoléculas orgánicas Las moléculas orgánicas que forman parte de los seres vivos están constituidas por la unión de varios átomos de Carbono. GLÚCID OS Constituyen la fuente principal de energía para las células, forman estructuras en los seres vivos, y también están presentes en otras biomoléculas más complejas, como los ácidos nucleicos. Los glúcidos más sencillos son los monosacáridos, como la glucosa, principal molécula energética de los seres vivos, o la ribosa y desoxirribosa, presentes en los ácidos nucleicos. La unión de varios monosacáridos forma polisacáridos, como el almidón de las plantas o el glucógeno de los animales. Ambos polímeros están constituidos por miles de unidades de glucosa y suponen importantes reservas de este monómero en los organismos. Otro pol isacárido es la celulosa, formado por largas cadenas de glucosa, componente fundamental de las paredes de las células vegetales LÍPIDO S C, H, O y algunos P y N. Insolubles en agua, solubles en disolventes orgánicos. Brillo característico de las grasas. Ejemplos de lípidos son las grasas o triglicéridos, formados por la unión de glicerina y ácidos grasos, que suponen un importante almacén de reserva de energía en los seres vivos. Otros lípidos son los fosfolípidos, que forman las membranas celulares; o los esteroides, un grupo de lípidos complejos entre los que se incluye el colesterol, que da consistencia a las membranas celulares; la vitamina D, que actúa regulando el metabolismo del calcio, y algunas hormonas, como las sexuales. PROTEÍNAS C, H, O, N y S. Constituidas por unidades básicas llamadas aminoácidos. Existen 20 aminoácidos que se combinan de forma específica para dar lugar a proteínas concretas. Grandes moléculas con funciones muy variadas e importantes en los procesos vitales. Forman parte estructural de los seres vivos, como el colágeno de la piel y los huesos, la queratina en el pelo, etc. Controlan la actividad metabólica de las células; por ejemplo, la insulina, que regula los niveles de glucosa en sangre, o la hemoglobina, responsable del transporte de oxígeno a las células. Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores de reacciones biológicas. Otras, como los anticuerpos, son responsables de la defensa contra microorganismos. ÁCIDOS NUCLEICOS C, H, O, N y P. Son grandes polímeros formados por la unión de miles de monómeros, denominados nucleótidos. Existen dos tipos: el ácido desoxirribonucleico (ADN), molécula que almacena la información genética en los organismos, y el ácido ribonucleico (ARN), que, entre otras funciones, está implicado en síntesis de las proteínas. Clasificación Glúcido s Monosacárido s: Glucosa o Dextrosa Fructuos a Galactosa Oligosacárido s Sacarosa Maltosa Lactosa Almidón Glucógeno Celulosa Lípido s Lípidos simples Lípidos compuesto s Proteína s Proteínas simples ó incompletas Albuminas Globulinas Glutaminas Prolaminas Histonas Protaminas Escleroproteinas Proteínas Complejas o Completas Nucleoproteínas Glicoproteínas Mucoproteínas Fosfoproteínas Lipoproteínas Ácidos nucleicos AD N AR N Importancia del Agua • El agua es la biomolécula más abundante en el ser humano. • Constituye un 65-70% del peso del cuerpo, debiendose mantener alrededor de estos valores. De lo contrario, el organismo sufriría graves situaciones patológicas. • La importancia del estudio del agua estriba en que casi todas las reacciones bioquímicas del organismo tienen lugar en medios acuosos. Estructura Molecular del Agua • El ángulo entre los dos átomos de hidrógeno es de 104.5°; la distancia de enlace entre oxígeno e hidrógeno es de 0.096 nm. Estructura Molecular del Agua • La mayor electronegatividad del oxígeno con respecto al hidrógeno, determina una distribución asimétrica de la carga electrónica, con mayor densidad electrónica sobre el oxígeno y, por tanto, un déficit electrónico sobre los hidrógenos. • En consecuencia, la molécula de agua es un dipolo eléctrico, sin carga neta. • Esta estructura condiciona muchas de las propiedades físicas y químicas del agua, debido fundamentalmente a la posibilidad de establecimiento de puentes de hidrógeno entre moléculas acuosas y de éstas con otras moléculas. Molécula de Agua Puente de Hidrógeno • 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. Puente de Hidrógeno Propiedades Físicas y Químicas del Agua 1. Densidad máxima a 4 °C: • Este comportamiento anómalo permite que el hielo flote en el agua. • Esta densidad anómala permite la existencia de vida marina en los casquetes polares ya que el hielo flotante actúa como aislate térmico, impidiendo que la masa oceánica se congele. Propiedades Físicas y Químicas del Agua 2. Elevado Calor Específico (1 cal/g x °C) (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. Propiedades Físicas y Químicas del Agua 3. Elevada Temp. de ebullición: • En comparación con otros hidruros, la Temp. de ebullición del agua es mucho mas elevada (100 °C a 1 atmósfera). • Esto hace que el agua se mantenga lÍquida en un amplio margen de temp. (0-100 °C), lo que posibilita la vida en diferentes climas, incluso a temp. extremas. Propiedades Físicas y Químicas del Agua 4. Elevado Calor de Vaporización: (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, cuandoes necesario, mantener la temp. del organismo mas baja que la del medio ambiente. Propiedades Físicas y Químicas del Agua 4. Elevado Calor de Vaporización: • Por tanto, 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. Propiedades Físicas y Químicas del Agua 5. Elevada Conductividad Calórica: • Permite una adecuada conducción de calor en el organismo, contribuyendo a la termorregulación, al mantener constante e igualar la temp. en las diferentes zonas corporales. Propiedades Físicas y Químicas del Agua 6. Disolvente de compuestos polares de naturaleza no iónica: • Ello sucede por la capacidad del agua de establecer puentes de hidrogeno con grupos polares de otras moléculas no iónicas. • Así, puede disolver compuestos tales como alcoholes, ácidos, aminas y glúcidos. Propiedades Físicas y Químicas del Agua 7. 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. Propiedades Físicas y Químicas del Agua 8. Elevada Constante Dieléctrica ( = 80 a 20 °C) • Implica que el agua sea un buen disolvente de compuestos iónicos y sales cristalizadas. • Este elevado valor de la constante supone que las moléculas de agua se oponen a la atracción electrostática entre los iones positivos y negativos, debilitando dichas fuerzas de atracción. Propiedades Físicas y Químicas del Agua 9. Disolvente de Moléculas Antipáticas: • El agua solubiliza compuestos antipáticos (se llaman asi aquellos que presentan en su estructura grupos polares y apolares simultáneamente). • Esta solubilización lleva consigo la formación de micelas, con los grupos apolares o hidrófobos en su interior y los grupos polares o hidrófilos orientados hacia el exterior para contactar con el agua. • Esta y las anteriores propiedades determinan que el agua sea considerada como el disolvente universal, permitiendo la realización de procesos de transporte, nutrición, osmosis, etc., cuya ausencia haría imposible el desarrollo de la vida. Propiedades Físicas y Químicas del Agua 10. Elevada Tensión Superficial: • Determina una elevada cohesión entre las moléculas de su superficie y facilita su función como lubricante en las articulaciones. • 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. Propiedades Físicas y Químicas del Agua 11. 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. Propiedades Físicas y Químicas del Agua 12. El agua es un electrolito débil: • Ello se debe a la naturaleza de su estructura molecular. Libera el mismo catión que los ácidos (H+; ion hidrógeno o protón, o ion hidronio) y el mismo anión que las bases (OH-; ion hidroxilo). • Por tanto, el agua es una sustancia anfótera, es decir, puede actuar como ácido o como base. 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. Funciones Bioquímicas y Fisiológicas del Agua • 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 cosustrato en reacciones catalizadas por hidrolasas e hidratasas, o puede ser el producto de reacciones catalizadas por oxidasas. • Asimismo, participa como reactante o como producto en infinidad de vías metabólicas. Funciones Bioquímicas y Fisiológicas del Agua • El carácter termorregulador del agua permite conseguir un equilibrio de temperatura en todo el cuerpo, la disipación de cantidades elevadas de calor metabólico, etc. 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. Compartimentación Acuosa Corporal • 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. Compartimentación Acuosa Corporal • 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. Ingestión y Excreción del Agua • En lo referente a la ingestión y excreción de agua en los seres humanos, los valores considerados como normales son los siguientes: • Ingestión media (2700 mL) • Bebida: 1300 mL • Alimentos: 900 mL • Oxidación metabólica: 500 mL El 70-80% debe de ser ingerida de la bebida y el 20-30% de los alimentos PESO DEL CUERPO EN KILOS dividido entre 7 es igual a VASOS DE AGUA DE 250 ML que se deben ingerir. Y entre 16 si es el libra el peso 35 ml x Kg de peso. Ingestión y Excreción del Agua • Excreción (2700 mL) • Respiración: 500 mL • Transpiración, evaporación: 700 mL • Orina: 1400 mL • Heces: 100 mL Célula
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