Lic. Roland Anaya Espinoza

Departamento Académico de Ciencias de la Salud

Facultad de Enfermería

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El agua forma parte del 60 al 90% de la masa celular.

Gran parte de las reacciones metabólicas de las células ocurren en medio acuoso.

ClasificaciónHIDROFÓBICASInsolubles en agua.

HIDROFÍLICASSolubles en agua

Alto punto de ebullición Solvente universal Molécula dipolar Carga neta 0 Tensión superficial: debido a la interacción dipolo Densidad del hielo menor que la del agua líquida El hielo tiene propiedades aislantes

El perímetro representa la envoltura de Van der Waals de la molécula (los componentes que se atraen están balanceados con los que se repelen). El modelo esquemático de la molécula indica los enlaces covalentes.

(Tomado de la Bioquímica de Voet)

La fuerza de la interacción es máxima cuando el enlace covalente O-H apunta directamente hacia una nube de un par de electrones del átomo de oxígeno al que se une el hidrógeno.

Se forma cuando un átomo de H (unido de modo covalente a un O o N) se encuentra entre 0.27 y 0.30nm de un átomo de O o N.

Un enlace C-H no forma enlaces de hidrógeno. Un enlace S-H puede formar enlaces débiles de

hidrógeno. Pueden ser intramoleculares (dentro de una

molécula) o intermoleculares (entre moléculas). La estabilidad en las dos formas anteriores es casi

igual, razón por la que la ventaja energética en el intercambio del tipo de enlace es muy pequeña.

Cada molécula de agua puede formar cuatro enlaces de H, formando con ellos redes extensas.

Cada molécula de agua está unida en promedio con otras 3.4, y su agrupación varía entre 10-8 y10-11 seg.

La densidad del agua es irregular: la densidad disminuye a 0°C debido a que las moléculas se hallan unidas por los enlaces hidrógeno, lo que hace que se formen cristales y esto reduzca la cinética molecular.

Otros efectos de los enlaces de hidrógeno son el alto calor de vaporización y de fusión

Las substancias apolares y los hidrocarburos no se disuelven en agua.

Esto se debe a que las interacciones agua-agua son más fuertes que las agua-hidrocarburo y las obliga a ubicarse en un solo lugar.

Las substancias apolares son hidrofóbicas (se repelen con el agua y son solubles en disolventes orgánicos)

Las substancias polares son hidrofílicas (afines a y solubles en agua y compuestos polares).

El agua presenta conductividad eléctrica debido a sus iones, ya que surgen porque el agua puede ser donador o aceptor de un protón con si misma. Esto es la autoionización.

El hidrógeno se puede donar a una molécula de agua cercana uniéndose a electrones no compartidos del oxígeno. Esta misma molécula donadora puede aceptar un hidrógeno de una molécula distinta en estado H30+ o H2O. Así, una molécula de agua puede actuar como ácido generando una base conjugada: H-O-H + H-O-H H30+ (hidronio)+ OH- (hidroxilo)

La constante de equilibrio es: Kc= [H+] [OH-] / [H2O]

Los pares de electrones libres del oxígeno de la molécula de agua determinan el comportamiento de la misma.

Según Bronsted & Lowry: Acido.- Sustancia capaz de donar un protón al

solvente formando el ión hidronio (H3O+)

Base.- Sustancia capaz de aceptar un protón del solvente y formar el ión hidroxilo (OH-)

Son mezclas de ácidos débiles con sus sales o de bases débiles con sus sales, debido a que estas soluciones resisten a un cambio en la [H+] al añadir cantidades pequeñas de ácidos o bases (fuertes).

Existe una relación entre el pH y el pKa, que es el pH al cual se disocia la mitad de un ácido.

K= [H+] [A-] pK = -log K [HA] Ecuación de Henderson-Hasselbach pH = pKa + log ([A-]/ [HA])

Es la forma de medir el grado de acidez de una disolución.

pH = - log [ H + ] Existen varios procesos bioquímicos, se

encuentran determinados por el pH como el transporte de oxígeno en la sangre.

Las soluciones básicas tienen valores de pH mayores de 7.0

las soluciones ácidas tienen valores de pH menores de 7.0 .

. La sangre de los pacientes que sufren de ciertas enfermedades, como la diabetes tienen un pH menor a 7, condición llama acidosis.

El estado en el que el pH es mayor a 7.4, se llama alcalosis y puede deberse a vómitos excesivos y prolongados o a hiperventilación.

Alteraciones producidos por cambio de pH sanguíneo como consecuencia de deficiencias

en la regulación de ácidos y bases derivados como productos principalmente del

metabolismo celular

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Permite conservación de vida celular Mantiene pH intra y extracelular Equilibra la incorporación y la regulación

de metabolitos y minerales Regula y controla la captación y liberación

de O2 Mantiene pH sanguíneo Regulación pH enzimático

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ACIDOS

productos normales del catabolismo celular de CHO, Lípidos y Proteínas

Se producen continuamente deben ser neutralizados constantemente

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En condiciones anaerobias ( insuficiencia respiratoria, en ejercicio físico intenso)

los CHO acido láctico y pirúvico se acumulan

en tejidos

se eliminan cuando la oxigenación se reinstala

Los lípidos cuerpos cetónicos CO2

Las proteínas aminoácidos H2SO4, CO 2

(H2CO3)

Ácidos nucleicos H3PO4

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Conjunto de elementos que tienen por objeto mantener

pH sanguíneo = 7.4 (7.38 – 7.45)

Solución amortiguadora solución que al agregarle

un acido o una base fuerte varían poco su pH

Constituidas por ácidos o bases débiles y sus sales correspondientes

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Depende de la [ ] de la sustancia en relación con sus partes disociantes

HA H+ + A –

PARA H2C03

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K = [H+ ] + [A–]

[HA ]

K = [H+ ] + [HCO3]

[H2CO3 ]

ALTERACIONES DEL EQUILIBRIO ACIDO BASE

POR AFECTACION DE ACIDOS Y BASES VOLATILES

ALTERACIONES RESPIRATORIAS

ALTERACIONES DEL EQUILIBRIO

ACIDO BASE

POR AFECTACION DE ACIDOS Y

BASES NO VOLATILES

ALTERACIONES METABOLICAS

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ACIDOS Y BASES VOLATILES

NH+4, CO2, H2CO3

HCO-13,

ACIDOS Y BASES NO VOLATILES

Ácidos orgánicos, úrico, Fosfóricos, Sulfúricos, Sulfhídricos, cítricos, cetónicos (Ac. Acético,

hidroxiacético y Ac

hidroxibutírico)

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Para mantener la H+ o el pH dentro de límites fisiológicos

(H+ de 36 a 44 nmol/L o pH de 7.357 a 7.444)

debe de existir un equilibrio

entre el aporte o producción y el amortiguamiento o

eliminación.

La eliminación y el amortiguamiento se logran

a través de mecanismos

plasmático, respiratorio y renal.

Sistema de acido carbónico bicarbonato (6%) extracelular

Sistema de fosfatos (1.5%) Hemoglobinatos (80%) intracelulares

Proteinatos (14%)

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Sistemas amortiguadores Poseen capacidad de captar H+ ú OH-

sin que se modifique mucho el pH CONSTITUIDAS POR ACIDOS O BASES

DEBILES Y SUS SALES

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NaHCO3

H2CO3

NaH2PO4

H3PO4

Hb (O2) oxidada

Hb reducida (H+)

CH3

COONa CH3

COOH

Sistema de acido carbónico bicarbonato

Sistema amortiguador extracelular con

elementos volátiles

H2CO3 CO2 + HCO-3

CO2 puede eliminarse por

ventilación

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PRODUCTOS DE OXIDACION CELULAR PLASMA SANGUINEO

CO2 CO2

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CO2 + H2O H2CO3

H+ + HCO3 ¯

H+ + HbO2 Hb H+

Eritrocito

En capilar sanguíneo

O2 O2

Útil para oxidaciones

celulares

ANHIDRASA CARBONICA

HCO3 ¯

Cl ¯

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ALVEOLO PULMONAR PLASMA SANGUINEO

O2 + Hb H+ HbO2 + H+

H+ + HCO3 ¯

CO2 + H2O H2CO3

EritrocitoO2

O2

CO2CO2

HCO3 ¯

Cl ¯

Cl ¯

ANHIDRASA CARBONICA

SANGRE EPITELIO TUBULORENAL LUZ TUBULAR

(ORINA)

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HCO3 ¯

CO2

H2O

NaHCO3

H2CO3 H+ + HCO3 ¯ H+

Na+

Na+

+

NaHCO3

CASI EL 90% DEL ES REABSORBIDO POR TUBULOS RENALES

HCO3