La Importancia del Agua en la Vida

Study Notes

Compuesto más abundante en el planeta, clave en la aparición de la vida en océanos primitivos.
Medio principal para procesos celulares, influye en la estructura de macromoléculas celulares.
Estructura química: molécula de agua tiene forma de tetraedro irregular, con el oxígeno en el centro y los hidrógenos en vértices.
Diferencia de electronegatividad genera enlaces covalentes polares, formando un dipolo que permite puentes de hidrógeno.
Un solo agua puede formar enlaces con hasta cuatro moléculas de agua, contribuyendo a redes complejas.
En agua líquida, los enlaces de hidrógeno se forman y rompen rápidamente, en picosegundos.
Propiedades fisicoquímicas del agua: alto punto de fusión, ebullición, elevada tensión superficial, alta constante dieléctrica y capacidad calorífica.
Agua actúa como medio universal para reacciones enzimáticas y disolución de moléculas; regula temperaturas corporales.
Cambios en la concentración de iones afectan la osmolaridad del medio.
Propiedades coligativas dependen del número de partículas en solución; una notable es la presión osmótica que evita el flujo neto del disolvente a través de membranas semipermeables.

La osmolaridad es proporcional a la presión osmótica y corresponde a la suma de concentraciones de solutos.
Cambios en concentración iónica crean gradientes de presión que afectan el flujo de agua.
Fórmula para determinar osmolaridad del suero: Osmolaridad = 2 Na+ + glucosa + BUN, que debe estar entre 280 a 320 mOsm.
Se considera el efecto de aniones asociados al Na+, así como valores equivalentes de glucosa y nitrógeno ureico en mOsm.

Según la teoría de Brönsted y Lowry, un ácido dona protones (H+) y una base los acepta; el agua puede actuar como ácido y base (anfótero).
Ionización continua en agua produce iones H3O+ y OH–; ésto está en equilibrio entre el ácido y la base.
Velocidad de reacción depende de la concentración de moléculas y de la constante de velocidad (k).
La constante de equilibrio (Keq) describe el equilibrio entre concentraciones de productos y reactantes.
pH intracelular varía según actividades metabólicas; se producen entre 50 a 100 mEq/día de ácidos fijos y 10,000 – 20,000 mEq/día de ácido volátil (H2CO3).
Mecanismos físicos (renales y respiratorios) regulan la acidificación o alcalinización, manteniendo el pH constante.
La relación entre HCO3– y CO2 es fundamental en el equilibrio ácido-base, y se evalúa mediante la ecuación de Henderson-Hasselbach.
pH sanguíneo normal fluctúa alrededor de 7.4; sangre venosa ligeramente más ácida que arterial.
La pCO2 en humanos es aproximadamente 40 mm Hg, traducido a 1.2 mEq/L de CO2 sanguíneo.
Proteínas, especialmente la hemoglobina (Hb), actúan como amortiguadores; el 40% del ácido generado del transporte de CO2 se reabsorbe por la Hb.
En los eritrocitos, el CO2 se combina con agua formando ácido carbónico, que se disocia en bicarbonato y protones, influyendo en el pH.

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