Compartimientos líquidos del organismo - Equilibrio del agua y del sodio

RESUMEN DE LECTURA.

COMPARTIMIENTOS LÍQUIDOS DEL ORGANISMO

El agua en los seres vivos contiene múltiples elementos en solución (solutos), los cuales pueden variar dependiendo si el liquido es intracelular o extracelular. En la materia, las moléculas están continuamente sometidas a dos tendencias, una tendencia a la dispersión y una tendencia a interactuar entre sí, agregándose.

• La tendencia a la dispersión: Está relacionada con el fenómeno de la agitación térmica, donde las moléculas se agitan de forma desordenada y se mide en forma de energía cinética ; la agitación térmica está directamente relacionada con la temperatura.  La energía cinética media de las partículas es directamente proporcional a la temperatura absoluta; la cual se convierte en un parámetro medible. La constante proporcionalidad entre ambas se denomina constante de Boltzmann “k”, donde  Julios por grado y por molécula física real.[pic 1][pic 2]

• La tendencia a la agregación: Está relacionada con fuerzas de interacción de naturaleza electroestática, cuya intensidad viene cuantificada por la cantidad de energía de interacción  definida como la energía que hay que suministrarles para separarlas, es decir, aumentar la distancia entre ellas desde el valor inicial al infinito. La energía de enlace es proporcional a  ; donde r es la distancia intermolecular, lo que nos dice que su efecto decrece rápidamente con la distancia y sólo se detecta cuando las distancias son muy próximas. La energía de interacción puede variar entre 0.5 y 20 kJ/mol y es siempre más pequeña que la de los enlaces covalentes (400 a 800 kJ por mol) que en general mantienen unidos los átomos que constituyen una molécula. Asimismo, existen fuerzas de repulsión intermolecular que se ejercen a distancias aún menores que las mencionadas para las fuerzas de enlace, pues la fuerza de repulsión decrece en la proporción . La existencia de estas fuerzas de repulsión es tan importante como las fuerzas de atracción, pues sin ellas la materia se aglomeraría progresivamente a pesar de los choques de la agitación térmica en un conglomerado único indiferenciado. La existencia de estas fuerzas explica cómo las moléculas parecen «rebotar» las unas sobre las otras. [pic 3][pic 4][pic 5]

Cuando la energía de interacción es mucho mayor a la energía cinética media de un grupo de moléculas, estas no pueden separarse unas de las otras y se mantienen de forma organizada. La energía cinética en estos casos se traduce en rotaciones o vibraciones de las moléculas; esto es propio del estado sólido de la materia. (Tendencia a la aglomeración). Por el contrario, cuando la energía cinética es netamente mayor que la energía de interacción la materia tendrá una tendencia a la dispersión, teniendo moléculas independientes una de otras generando disperso y fluido propio del estado gaseoso. Un gas ideal no es sino aquel en el que se pueden despreciar las energías de interacción entre las moléculas del gas. Cuando las moléculas tienen la misma magnitud tanto de energía de interacción y cinética media se dice que está en un estado líquido.

• Disoluciones: Mezcla de líquidos homogénea a nivel molecular (moléculas o iones que forman la mezcla se distribuyen de forma uniforme; forma definitiva de un estado disperso). Comúnmente la concentración de uno de los líquidos es mayor, a este se le denomina solvente. En disoluciones biológicas el solvente siempre es el agua.
• Suspensiones: Se considera suspensión a una disolución la cual coexiste con agregados moleculares lo suficientemente pequeños (masa y tamaño) como para no sedimentarse manteniéndose en suspensión en estado disperso de manera estable en el tiempo por la simple agitación térmica de las moléculas que los rodean
• Solución ideal: La solución ideal existe con el propósito de simplificar cálculos teóricos considerando que en una solución las energías de interacción son todas equivalentes entre si (solvente-solvente, solvente – soluto, soluto – soluto). Por consiguiente, toda disolución tiende a la idealidad conforme la diluimos, porque podemos despreciar el valor de los enlaces soluto-soluto, soluto-solvente frente a los más numerosos enlaces solvente-solvente.
• Determinación de la composición de una disolución: En un líquido las moléculas de soluto y solvente o sus iones en caso de que exista una disociación se desplazan unas sobre otras. Cada una de estas moléculas constituye una unidad cinética. Un Osmol representa un número de unidades cinéticas iguale al numero de Avogadro. En el caso de un compuesto parcialmente disociado, por ejemplo, un ácido débil, la osmolaridad depende tanto de la molaridad como del grado de disociación. Por ejemplo, una disolución 50 mM (50 mmol/L) de un ácido débil disociado al 20% deberá tener una osmolaridad de 60 mOsM (10mmol/L de A – y otras tantas de H+, más 40 mmol/L de ácido AH no disociado),
• Fracción molar y concentración ponderal de la teoría a la práctica: La forma más natural de medir la proporción de un constituyente i de una disolución es calcular la fracción molar  definida como la relación entre el número de moles de  este compuesto al número total  total de moles (solvente + solutos) presentes en la disolución: [pic 6][pic 7][pic 8]

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Naturalmente si se suman todas las fracciones molares de cada componente incluido el soluto esta suma deberá ser 1.

• Concentración másica:  está definida para un soluto  como: [pic 10][pic 11]

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• Concentración molal: Relación de numero de moles del soluto a la masa del solvente:

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• Concentración molar: Expresa el número de moles de soluto en relación al volumen de la disolución:
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• Preguntar por la fracción acuosa.

• Concentración osmolal y concentración osmolar: Las nociones de osmolaridad y osmolalidad cuantifican el número de osmoles de los solutos presentes en la disolución, en relación con el volumen de la solución (osmolaridad)o con la masa del solvente (osmolalidad).

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• El agua y los solutos en el organismo: las células de nuestro organismo están sumergidas en un líquido salado extracelular, denominado «medio interno» por Claude Bernard, cuya composición es muy diferente de los medios intracelulares.
• En la especie humana, el agua representa alrededor del 60% del peso corporal. Pero esta es muy variable (regla del 60:40:20) y existe una forma antropométrica para calcularlo:

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• Agua celular: El 60% del agua total es agua intracelular, las propiedades hidro químicas del agua varían en cada tipo de célula en base a sus funciones y necesidades
• Agua extracelular: 40% del agua total. Esta está compartimentada en 2 secciones:

• Sector plasmático: 12% del agua total, donde se encuentran las células sanguíneas, intravascular.
• Sector intersticial: 28% del agua total, baña a todas las células es extravascular.

Los dos sectores están separados por la pared endotelial de los capilares. Entre los vasos sanguíneos, sólo los capilares permiten los intercambios entre los compartimientos líquidos: la pared de las arterias y de las venas es impermeable al agua y a los compuestos disueltos en ella. Esta condición es indispensable para que todas las partes del cuerpo humano incluso las más periféricas, reciban sangre cargada de elementos nutritivos.

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