Propiedades físico-químicas del agua.

Unidad 3: El agua como constituyente del organismo

Propiedades físico-químicas del agua

        Los seres vivos estamos constituidos de agua la cual ocupa el 60% del organismo animal, estos desenvuelven sus actividades metabólicas en un medio acuoso, donde también algunos productos de las rutas metabólicas es agua. No tiene color, olor, sabor y sus interfaces están limitadas por la tensión superficial, la cual evita que pase de un estado liquido a uno solido, en donde las propiedades del agua y sus cambios son afectados por la temperatura, la presión, el pH, la viscosidad, tensión superficial, difusión u osmosis. La molécula del agua es eléctricamente neutra y es dipolar, cada polo esta hecho por la unión del enlace de un hidrogeno con el oxígeno, ya que la molécula de agua H2O está hecha por dos hidrógenos, por ello se dice que es dipolar. Tiene una parte polar y una no polar o apolar lo cual indica que es un potencial conductor eléctrico.

Dentro de las propiedades del agua encontramos que su punto de congelación es a 0° C y su punto de ebullición es a 100° C, el agua es la molécula más estable encontrada en el organismo por eso es difícil que se evapore dentro del organismo. Dentro de la molécula del agua tienen distintas propiedades que se usan en la fisiología del organismo.

• Calor latente de vaporización: La cual se define como la cantidad de calor necesaria para que 1gr de agua se convierta en vapor.

En el caso del organismo esta propiedad se puede dar según los estados térmicos del organismo. Si hay hipertermia que se define como el aumento en la temperatura corporal que sale fuera de lo normal, este vapor se libera por la sudoración o la deshidratación. En caso que sea una hipotermia en la cual la temperatura corporal disminuye y rompe la homeostasis este líquido se empieza a congelar y la forma de evitarlo es generar energía para que esta genere calor y así regular la temperatura.

• Calor específico elevado: Calorías^[1] que se requieren para calentar 1gr de agua a 1°C.
• Constante dieléctrica: Esta se define como la capacidad que tiene un líquido para que sus moléculas se mantengan separadas por sus cargas y esto le de la capacidad de desplazarse fácilmente y no se concentren en un solo punto.

Funciones del agua

Dentro de las funciones del agua se encuentran la hidratación o lubricación la cual puede ser sobre tejidos, órganos, en las articulaciones como liquido sinovial, pleura, pericardio en las cavidad peritoneal y en el cerebro como liquido encéfalo raquídeo, puede ser amortiguador usado en las rutas metabólicas para regular estas rutas al igual que en ella se forma el pH, sirve de termorregulador en la que mantiene la temperatura del organismo reteniendo el calor y bajando la temperatura en caso de hipertermia llevando este calor de donde hay más a donde hay menos en caso de la protección de órganos, y actúan como una estructura polar (todo lo que sea no polar va a ser atraído y lo polar va a ser repelido).        

El agua se conoce como el disolvente universal, lo que la hace capaz de de darle volumen a la misma y diluir los solventes o solutos en diferentes sustancias. Sirve como transporte, la más importante es la sangre en la que se van a llevar todos los compuestos sanguíneos y los compuestos circulantes por un medio acuosos a todo el organismo, sirve como humectante, este lo hace sobre epitelios y en todas las mucosas del organismo.

Comportamiento del agua

        El organismo está constituido por 18% de proteínas, 7% son minerales, 15% es grasa que se forma de las rutas metabólicas de los carbohidratos y el 60% es agua la cual se encuentra es dos espacios importantes en el organismo uno es intracelular y el otro extracelular de ese 60% de agua que hay en el organismo el 40% se encuentra en el espacio intracelular, la célula necesita estar bien hidratada para poder mantener su homeostasis y sus funciones estén bien reguladas y funcione apropiadamente hablando de forma general, en lo partículas para que lleve las funciones adecuadas del órgano en el que se encuentra. El 20% restante es el agua que se encuentra distribuida en dos espacios más 15% entre células (líquido intersticial) y vasos linfáticos y el otro 5% en vasos sanguíneos.

Metabolismo del agua

El agua se puede obtener de 3 diferentes fuentes hídricas para poder llevar a cabo su metabolismo; la primera fuente hídrica proviene  de la ingesta de agua que tenemos durante los días para mantener la hidratación en el organismo; la segunda fuente hídrica se da en la ingesta de la ingesta de comida más en frutas y verduras donde hay más producción de agua y la tercer fuente hídrica del agua se da de los procesos metabólicos.

Los procesos metabólicos es donde se necesita moléculas de agua para ayudar al organismo a llevar sus funciones y también es su producto final. Esta agua en exceso tiene que desecharse ya que el cuerpo solo permite cierta cantidad de agua dentro de él. El exceso puede salir por medio de la orina, heces fecales sudoración o vaporización.

En los casos clínicos la hidratación de las heces fecales es importante ya que las heces provienen del intestino y si no está bien hidratada puede que no llegue agua a intestino lo cual lleva a diagnosticar problemas a nivel intestinal. Otro diagnostico importante se da cuando no hay hidratación en los pulmones puede ocasionar una neumonía, lo cual nos levaría a aplicar una terapia de gases o terapia de humedad en la que por medio de un nebulizador se hidraten las moléculas de oxígeno y estas entren por medio de la respiración y vuelvan a hidratar a los pulmones.

Cuando el agua que está en exceso y no está circulando correctamente dentro del organismo puede provocar fallas a nivel cardiaco, en los cuales si el agua sale de la aorta a el cuerpo se va a almacenar a nivel torácico provocando una inflamación en abdomen a esta patología se le conoce como insuficiencia cardiaca congestiva izquierda; en la que el agua sale de la arteria pulmonar se puede llenar de agua la cavidad torácica comprimiendo los órganos y a mayor cantidad de agua la temperatura disminuirá enfriando los órganos y provocando la muerte del organismo vivo, a esta patología se le conoce como insuficiencia cardiaca congestiva derecha.

Clasificación de los compuestos del agua

        Pueden ser hidrofilicos, compuestos que si son solubles en agua como los ácidos grasos aunque por su polaridad pueden viajar a través de la celular.

Pueden ser compuestos hidrófobos los cuales no son solubles en agua (lípidos, glicerol, colesterol y las vitaminas liposolubles, sus cargas los hacen insolubles en agua y son repelentes de esta.

Hay compuestos antipáticos: Son los que su composición química y por su naturaleza tienen una porción hridrofilica y otra hidrofobica (como las estructuras de la membrana celular), los fosfolipidos.

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Reflexión del caso clínico

Unidad 4: Propiedades de los líquidos

Tensión superficial

        “El término general para una especie que es activa en la interfase entre dos fases es agente surfactante o de superficie activo.” (Atkins, 1985).

Fuerzas aplicadas a un liquido para que no cambie en su interface; de líquido a gas o de gas a liquido, estas fuerzas son las fuerzas de cohesión (fuerzas intermoleculares las cuales mantienen a las moléculas unidas con una carga centrifuga) y la fuerza de adhesión (fuerzas que permiten al líquido adherirse a una superficie viéndose atraída a esta. La tensión superficial es favorecida por la temperatura en la que se dice que la temperatura es inversamente proporcional a la tensión superficial, en la que si la temperatura aumenta la tensión superficial disminuye pero si la temperatura disminuye la tensión superficial aumenta.

Por medio de diferentes métodos cuantitativos, por ejemplo, con un estalacmometro se puede determinar cuantitativamente la tensión superficial con el conteo de gotas que este líquido produce. A mayor tensión superficial menor número de gotas ya se sus fuerzas de cohesión se vuelven más intensas, sus moléculas de atraerán más, por lo tanto, generaran más volumen en el liquido y a menos tensión superficial, mayor número de gotas habrá ya que sus fuerzas de cohesión tendrán a separarse más entre cada molécula de agua, esto hará que haya menos volumen en el liquido, esto también nos da una regla en la que nos dice que el aumento o disminución tensión superficial sin romper la interface, es directamente proporcional al número de gotas que pueden caer del respectivo líquido. Las sustancias con respecto a la tensión superficial las cuales se pueden dividir en dos:

        Sustancias batotonas = Estas son las que disminuyen la tensión superficial como el jabón, el alcohol, detergentes, derivados del petróleo, bilis, sustancias surfactantes como la que se encuentra en los alveolos pulmonares.

        Sustancias hipsotonas = Estas aumentan la tensión superficial como el agua o los electrolitos.

En caso clínico es importante conocer que dentro de los alveolos pulmonares hay células que mantienen la tensión superficial del alveolo y realizan el intercambio gaseoso; estas células son los neumocitos I, II y III. Los neumocitos II son los que producen mucosa y la sustancia surfactante jabonosa (Dipalmitoilfosfatidilinositolcolina), la cual baja la tensión superficial y eso mantiene el medio acuosos del alveolo se mantenga hidratando al alveolo y haciendo más fácil el intercambio gaseoso.

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