Bioquímica I - Unidad II - PDF

BIOQUIMICA I UNIDAD II PH Y AMORTIGUADORES  Composición. Está formada por un átomo de oxígeno (O) y dos átomos de hidrógeno (H). El átomo de O 2.1 LA ESTRUCTURA tiene una estructura tetraédrica o pirámide QUÍMICA DEL d...

BIOQUIMICA I UNIDAD II PH Y AMORTIGUADORES  Composición. Está formada por un átomo de oxígeno (O) y dos átomos de hidrógeno (H). El átomo de O 2.1 LA ESTRUCTURA tiene una estructura tetraédrica o pirámide QUÍMICA DEL de base triangular, dos de sus orbitales, AGUA completos de electrones, se dirigen hacia dos vértices del tetraedro, los otros dos orbitales, incompletos, hacia los dos vértices restantes.  2.1 LA ESTRUCTURA QUÍMICA DEL AGUA El agua es una molécula dipolar: los electrones que comparten el O y el H están desplazados hacia el O por su mayor electronegatividad por lo que esa zona de la molécula tiene una ligera carga negativa y la de los H es ligeramente positiva. Los dos átomos de H se disponen en estos orbitales incompletos, formando un enlace covalente mediante compartición de un par de electrones desapareados. Debido a que el O es mucho más electronegativo que el H, se produce una distribución asimétrica de los electrones compartidos. El núcleo de O ejerce una atracción mayor sobre los electrones compartidos que los núcleos de H, dejando a éstos con una pequeña carga neta positiva y consecuentemente al O con una carga débilmente negativa.  Esta característica es la base para poder analizar muchas de las propiedades físicas y químicas de la molécula de agua siendo una de las más importantes la formación de puentes de hidrógeno. Estos enlaces, que se forman y se rompen a una gran velocidad, son enlaces débiles electrostáticos, construidos por atracción eléctrica entre una región electropositiva y otra electronegativa. 2.1 LA ESTRUCTURA De esta forma cada molécula de agua, al estar polarizada, tiene la posibilidad de formar cuatro puentes de hidrógeno dos a QUÍMICA DEL través del átomo de oxígeno y dos a través de cada uno de sus AGUA átomos de hidrógeno. El mayor número de enlaces se establece cuando el agua se encuentra en estado sólido, en forma de hielo, dando lugar a una estructura regular cristalina basada en la disposición tetraédrica que adoptan las moléculas de agua unidas entre sí por puentes de hidrógeno.  2.1 LA ESTRUCTURA QUÍMICA DEL AGUA Cuando dos moléculas de agua se aproximan, la zona positiva de una molécula y la negativa de otra se atraen. Estas interacciones intermoleculares se conocen como puentes de hidrógeno.  2.1.1 EL AGUA COMO ELEMENTO VITAL EN LOS SERES VIVOS. El agua es un componente esencial de todo ser vivo, siendo el disolvente general biológico. Se trata de una biomolécula de naturaleza inorgánica que representa el medio en el que ocurren la mayoría de las reacciones celulares del metabolismo, siendo la sustancia más necesaria para la vida. Los organismos vivos son por ello dependientes del agua para su existencia.  EL AGUA COMO ELEMENTO VITAL EN LOS SERES VIVOS. Posee una importancia cuantitativa ya que viene a representar el 75 % del cuerpo de los seres vivos. Mantener una correcta hidratación es importantísimo, ya que en nuestro organismo son perjudiciales los valores altos y bajos de agua. Aunque el agua no proporciona energía es un elemento del que no podemos prescindir, ya que interviene en numerosas reacciones bioquímicas necesarias para el buen funcionamiento de nuestro organismo. También interviene en otros procesos fisiológicos esenciales, como son la termorregulación, la absorción de nutrientes o la excreción renal. La importancia del agua para las células vivas refleja sus propiedades físicas y químicas, propiedades que radican en su estructura molecular.  CONTENIDO 2.1.2 ACUOSOS INTRA Y EXTRACLULAR CONTENIDO El contenido de agua en nuestro organismo varia entre el CORPORAL 45% y 75 % de la masa total, con un valor medio cercano al 60%. Estos porcentajes difieren en función del individuo, como ocurre en el caso de atletas cuyo porcentaje de agua es mayor debido a que poseen un contenido bajo de grasa y alto de glucógeno. Además, cabe mencionar que el contenido en agua varia en diferentes tejidos u órganos, como es el caso de huesos y tejido adiposo, donde el porcentaje de agua es inferior (entre el 10% y 20%) al de otros órganos del cuerpo como el riñón (83 %) o el hígado (68%).  LOCALIZACIÓN CORPORAL DEL AGUA CONTENIDO DE AGUA EN DIFERENTES ÓRGANOS Y TEJIDOS EN UN ADULTO JOVEN ÓRGANO O TEJIDO. CONTENIDO EN AGUA Riñón >80 Pulmón >80 Corazón 79 Músculo esquelético 75 Piel 70 Hueso 20 Tejido adiposo 10 Fuente: Gil A. Tratado de Nutrición, 2010  VARIACIÓN DEL % DE AGUA; SEXO, EDAD Y COMPOSICIÓN CORPORAL. 1. Sexo. En general, las mujeres al disponer de una mayor proporción de grasa a partir de la adolescencia, presentan un contenido de agua inferior a los hombres. 2. Edad. A medida que aumenta la edad, el contenido en agua va disminuyendo, siendo por ello la hidratación de especial importancia en las etapas de lactancia y envejecimiento. Los recién nacidos presentan un contenido en agua corporal muy alto, cercano al 75%. Como hemos comentado, el porcentaje va decreciendo con la edad, de modo que los varones adultos, mayores de 50 años, presentan un porcentaje de agua corporal entre el 47% y 67%, siendo inferior (39%-57%) en mujeres de la misma edad.  VARIACIÓN DEL % DE AGUA; SEXO, EDAD Y COMPOSICIÓN CORPORAL. 3. Composición corporal. El tejido adiposo contiene menor cantidad de agua, ya que las células del tejido adiposo sustituyen gran parte del citosol por vacuolas, que contienen esencialmente triglicéridos y muy poca agua. Así́, el agua corporal total se relaciona con la masa libre de grasa -o peso magro- y no con el peso total del individuo. Se estima que el agua corporal total en adultos (hombres y mujeres), representa entre el 70% y 75% de la masa libre de grasa, porcentaje que no varía con la edad.  COMPARTIMENTO ACUOSOS: a) El agua se distribuye en nuestro organismo en distintos CONTENIDO DE AGUA EN DIFERENTES compartimentos acuosos, que se encuentran separados por COMPARTIMIENTOS ACUOSOS DEL membranas celulares: el líquido intracelular y el líquido extracelular, ORGANISMO que a su vez incluye el líquido intersticial y el plasma. COMPARTIMIENTOS % AGUA CORPORAL b) Además, existe una pequeña cantidad de agua transcelular que se TOTAL localiza en las articulaciones, el sistema cerebroespinal y los globos Agua intracelular 68 oculares. Aunque ambos compartimentos poseen las misma Agua extracelular 35 osmolaridad, presentan diferentes características físico-químicas. Líquido intersticial 24 c) El mantenimiento de estos volúmenes y sus proporciones es Plasma 7 necesario para desarrollar funciones vitales, una alteración del 10% puede ser tolerable, pero superar ese porcentaje resulta peligroso Agua transcelular CH3CO2-(aq) + H+(aq) Algunos compuestos se disuelven en el agua pero la solución resultante no conduce la electricidad, por lo que no son electrolitos: azúcar, etanol  REACCIONES ÁCIDO BASE A menudo son llamadas NEUTRALIZACIONES, porque la solución final puede no tener carácter ácido ni básico (se forma en realidad dos iones conjugados correspondientes). Además de agua se produce una SAL ÁCIDO + BASE ÁCIDO + BASE CONJUGADO CONJUGADO SAL AGUA  pH de los líquidos del ser humano Líquidos biológicos pH Sangre venosa 7,35 Sangre arterial 7,45 Saliva 6,0-7,0 Saliva (pacientes con cáncer) 4,5-5,7 Orina 6,0-8,0 Lagrima 7,5  Líquidos biológicos pH Duodeno (Luz) 3 Duodeno (superficie de vellosidades) 5,5 Yeyuno (luz) 6-7 Jugo gástrico 1,5-2,0 Lagrima 7,5 Sudor humano 5,5 Líquido amniótico 7,0-7,5 Semen 7,2-8,0 Vómito 3,8  CONCEPTO. Es la suma de pH y pOH, capacidad de aceptar o pKw ceder pKw protones de una sustancia Fuerza que tienen las moléculas de disociarse, pKa es el pKa logaritmo negativo de la constante de disociación ácida de un ácido débil. Fuerza que tienen las moléculas de disociarse, es el logaritmo pKb negativo de la constante de pKb disociación básica de una base débil Solución Solución reguladora, es la mezcla en concentraciones relativamente elevadas de un ácido débil y su base buffer conjugada; es decir, sales hidrolíticamente activas.  CASO DE ESTUDIO. EFECTO DE LA DIETA EN EL PH SALIVAL Un paciente se presenta en tu consultorio dental con una queja de sensibilidad dental y decoloración de los dientes. Al preguntar sobre su dieta, el paciente revela que ha estado siguiendo una dieta alta en alimentos ácidos y bebidas carbonatadas durante los últimos meses. Realizas una medición del pH de la saliva del paciente y encuentras que su pH salival es de 5.2, por debajo del rango normal de 6.0-7.0. ¿Qué puede estar causando estos problemas bucales y cómo puedes aconsejar al paciente?  CASO DE ESTUDIO. EFECTO DE LA DIETA EN EL PH SALIVAL Resolución: El paciente presenta una acidosis salival debido a la ingesta frecuente de alimentos y bebidas ácidos. Esto puede contribuir a la erosión dental y la sensibilidad dental. Causa: La dieta rica en alimentos ácidos y bebidas carbonatadas disminuye el pH de la saliva, lo que puede dañar el esmalte dental y llevar a problemas dentales como la erosión ácida. Consejo al Paciente: Debes aconsejar al paciente que reduzca la ingesta de alimentos y bebidas ácidos y que enjuague su boca con agua después de consumir alimentos ácidos para ayudar a neutralizar el pH salival. También, considera recomendar productos dentales específicos para la sensibilidad dental y realizar controles regulares para evaluar la salud dental. CASO DE ESTUDIO. IMPACTO DE LA ENFERMEDAD PERIODONTAL EN EL PH DE LA SALIVA Un paciente con enfermedad periodontal avanzada se somete a un tratamiento periodontal intensivo que incluye raspado y alisado radicular. Después del tratamiento, notas que el pH salival del paciente ha disminuido significativamente. ¿Qué puede estar causando esta disminución en el pH salival y cuál es su importancia en el contexto de la salud bucal del paciente? CASO DE ESTUDIO. IMPACTO DE LA ENFERMEDAD PERIODONTAL EN EL PH DE LA SALIVA Resolución: La disminución en el pH salival después del tratamiento periodontal puede deberse a un aumento en la actividad bacteriana en la boca como resultado de la liberación de bacterias atrapadas durante el raspado y alisado radicular. Causa: Las bacterias periodontales liberadas durante el tratamiento pueden producir ácidos como subproductos metabólicos, lo que reduce el pH salival. Además, la inflamación asociada con la enfermedad periodontal también puede contribuir a la disminución del pH.  ACTIVIDAD. CASO DE ESTUDIO. EVALUACIÓN DE EROSIÓN DENTAL EN UN PACIENTE JOVEN Un paciente de 16 años se presenta a tu clínica dental con una queja de dientes sensibles y una sonrisa menos blanca de lo que solía ser. Después de una evaluación inicial, notas que tiene erosión dental en varios dientes, particularmente en las superficies vestibulares y palatinas de los incisivos superiores. El paciente consume bebidas carbonatadas y cítricas con frecuencia y utiliza enjuague bucal a diario. 1. ¿Cuál podría ser la causa de la erosión dental en este paciente? 2. ¿Cuáles son las implicaciones clínicas de la erosión dental en la salud bucal de este paciente? 3. ¿Qué recomendaciones le darías al paciente para prevenir una mayor erosión dental y aliviar la sensibilidad dental?