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Líquidos Del

Organismo

UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA FACULTAD DE MEDICINA

ESCUELA DE MEDICINA “LUIS RAZETTI” DEPARTAMENTO DE CIENCIAS FISIOLÓGICAS CÁTEDRA DE FISIOLOGÍA HUMANA NORMAL

Dr. ALBERTO JOSE GARCIA GONZÁLEZ Medico Cirujano

MSc & Dr. Bioquímica – IVIC Profesor Cátedra de Fisiología. Escuela “Luis Razetti” - UCV

Qu

ímic

a

• Átomos

• Iones

• Molécula

• Formula

• Enlace

• Valencia

• Reacción química

• Redox

• Equilibrio iónico

• Equilibrio químico

• Constante de equilibrio

Físi

ca

• Masa

• Volumen

• Presión

• Temperatura

• Trabajo

• Carga eléctrica

• Resistencia

• Capacitancia

• Permeabilidad

• Permisividad

• Barrera

• Transporte

• Movimiento

• Ecuación de estado

Mat

em

átic

a • Suma

• Resta

• División

• Multiplicación

• Factorización

• Logaritmo

• Exponencial

• Hipérbola

• Sigmoidea

• Ecuación de la recta

• Pendiente

• Despeje de incógnitas

• Derivada

• Integral

Bio

qu

ímic

a • Lípidos

• Proteínas

• Carbohidratos

• Ácidos nucleicos

• Membrana celular

• Enzimas

• Receptores

• Ruta de señalización

• Cofactor

• Fosforilación

• De fosforilación

• Activación

• Desactivación

• Inhibición

• Regulación aguas arriba y aguas abajo.

Mo

rfo

logí

a • Célula

• Compartimientos

• Cavidades virtuales

• Planos anatómicos

• Anatomía de sistemas

Otr

os

Co

nce

pto

s • Porcentajes

• Media , DE

• Rango

• Antropometría

• Normalidad

• Frecuencia

• Periodo

• Comprender los fundamentos fisicoquímicos de la importancia del agua y los electrolitos en el cuerpo humano.

• Analizar los mecanismos de regulación hidroelectrolítica y de intercambio de agua y solutos entre los diferentes compartimientos corporales

Competencias generales a desarrollar

Líquidos Del

Organismo

Agua

Contenido

Entorno

Continente

Líquidos Del

Organismo

Agua

Composición

Regulación

Compartimiento

Características Fisicoquímicas del

Agua

Compartimiento

Composición

• MOLÉCULA

• SOLUCIÓN

• Distribución

• Medición

• Factores

• Presencia de solutos

• Mecanismos de intercambio

Importancia del agua

para la vida

Características del

Agua

Dinámica

de los compartimientos

Regulación

de la composición

DMA 2012: AGUA Y SEGURIDAD ALIMENTARIA

Molecular

Sistémico

Bioquímicas

Fisiológicas

Fisiopatológicas

Farmacológicas Terapéuticas

Genéticas

Anatómicos

Metabólicas

Importancia del agua

Que es el Agua?

Robert Boyle (1627-1691)

Produjo gas hidrógeno 1671

Henry Cavendish (1731 -1810)

Hidrogeno + oxigeno = Agua. Agua == Hidrogeno + Oxigeno

Antoine-Laurent de Lavoisier (1743 –1794)

O:H = 16:2,0154 = H2O (1890)

Edward Williams Morley (1838 –1923) • Henry Cavendish en el siglo XVII preparó agua quemando hidrógeno en el aire.

• Antoine Lavoisier, demostró que el agua se forma únicamente de hidrógeno y oxígeno.

• Edward Morley en 1890, logró determinar que 16 partes ponderales de oxígeno se unen con 2,0154 partes de hidrógeno

Molécula

Químicas

Físicas

Solución

Fisicoquímicas

Coligativas

Características del Agua

Características Químicas del Agua

La voz agua proviene del latín aqua y éste del indoeuropeo akwa.

Óxido de hidrógeno.

Hidróxido de hidrógeno.

Hidrato.

Ácido hídrico.

Monóxido de dihidrógeno.

Óxido de dihidrógeno.

R-718.

Dihidruro de oxígeno.

Ácido hidroxílico.

Hidróxido de hidronio.

Ácido hidróxico.

H

3H 2H 1H

O

18O 17O 16O

2H:1H = 1:105

3H:1H = 1:1018

18O:17O:16O

1:5:2,500

1H2 16O 1H2

18O 1H2 17O 1H2H16O

997,280 2,000 400 320

La combinación isotópica mas abundante del agua es 1H2 16O

Composición atómica de la molécula de agua


Enlaces intramoleculares del agua


Los orbítales híbridos sp3 del átomo del oxigeno se extienden hacia los vértices de un tetraedro

Características Químicas del Agua Geometría de la molécula de agua

Ángulo entre enlaces de 109,5

Molécula tetraédrica simétrica

Metano Agua

Ángulo entre enlaces de 104,5

Molécula tetraédrica asimétrica

Características Químicas del Agua Geometría de la molécula de agua

Características Químicas del Agua Polaridad de la molécula de agua

La polaridad es la propiedad que representa la separación que existe entre las cargas eléctricas de una molécula.


Oxígeno electronegativo atrae con mas fuerza los electrones

cada enlace

Dipolo: sistema de cargas de signo opuesto e igual magnitud cercanas entre sí

Molécula polar


Oxígeno electronegativo atrae con mas fuerza los electrones

cada enlace

El momento dipolar del agua es de 1,84 D (debyes)

p = q. d

Momento Dipolar: producto entre la distancia (d) que separa a las cargas (longitud del enlace) y el valor de las cargas iguales y opuestas en un enlace químico


Oxígeno electronegativo atrae con mas fuerza los electrones cada enlace

El momento dipolar del agua es de 1,84 D (debyes)

ángulo entre enlaces de

104,5

Geometría tetraédrica asimétrica Molécula polar

La combinación isotópica mas

abundante del agua es 1H2 16O

Molécula formada por la unión de 16 partes ponderales de oxígeno con 2,0154 partes de hidrógeno

Peso Molecular = 18,01528 gramos/mol

Molécula

Químicas

Físicas

Solución

Fisicoquímicas

Coligativas



Puentes de hidrogeno ( 4,7 Kcal/mol)

Donador de hidrogeno

Aceptor de hidrogeno

0,177 nm

Enlace covalente

0, 0965 nm

Densidad máxima a 4 °C Esta densidad anómala permite la existencia de vida marina en los casquetes polares ya que el hielo flotante actúa como aislante térmico, impidiendo que la masa oceánica se congele.

Características del Agua Densidad anómala

Esta densidad anómala permite la existencia de vida marina en los casquetes polares ya que el hielo flotante actúa como aislante térmico, impidiendo que la masa oceánica se congele.

Características del Agua Densidad anómala


Punto de Ebullición

Punto de fusión

Diagrama fase de equilibrio (Agua)

Características del Agua Estado Sólido

•Alto grado de ordenamiento. •Movimiento vibracional. •Forma definida. •Resistente a la deformación. •No Fluye. •Difusión lenta a través de otros sólidos. •Capacidad como solvente reducida.


Punto de fusión

Solidificación: Paso de líquido a sólido. Descenso de temp energía cinética < fuerzas de cohesión.


Es la cantidad de energía necesaria para hacer

que un mol de un elemento que se encuentre en

su punto de fusión pase del estado sólido al

líquido, a presión constante.

Calor necesario para fundir 1 g de agua a 0 C=

333,9 kJ/kg (79,9 kcal/kg) a 0 ºC

Calor de Fusión

Características del Agua Estado liquido

•Poco grado de ordenamiento. •Movimiento aleatorio. •Forma no definida. •Deformable. •Difusión a través de otros líquidos miscibles. •Capacidad como solvente elevada. •Alto grado de fluidez


Punto de Ebullición

Punto de fusión

Diagrama fase de equilibrio (Agua)


Vaporización: paso de liquido a gas se realiza con absorción de calor

La absorción de calor en la vaporización del agua, significa perdida de calor por el organismo

Presión de Vapor: presión gaseosa que ejercen las moléculas vaporizadas en el vació y en equilibrio con el líquido


Vaporización del liquido a nivel de la superficie libre. Presión del líquido inferior a la presión externa.

Evaporación:

Vaporización del líquido toda la masa.

Forma burbujas de vapor

Presión del liquido igual o mayor a la presión

externa.

La Temperatura. de ebullición del agua es de 100 °C

a 1 atmósfera de presión.

Ebullición


Es la cantidad de energía necesaria para que

la unidad de masa (kilogramo, mol, etc.) de

una sustancia que se encuentre en equilibrio con

su propio vapor a una presión de una atmósfera

pase completamente del estado líquido al

estado gaseoso

Calor necesario para vaporizar 1 g de agua a 100

C= 539 cal/g (2257 J/g)

Calor de Vaporización

Estado Líquido


Permite eliminar el exceso de calor, evaporando

cantidades relativamente pequeñas de agua.

Mantiene la temperatura del organismo mas baja

que la del medio ambiente.

La vaporización continua de agua por la piel y

los pulmones constituye un mecanismo regulador

de la temperatura corporal.

La evaporación del sudor también contribuye al

mantenimiento de la temperatura corporal, con lo

que globalmente ello supone la eliminación total

promedio de unas 620 Kcal diarias.

Calor de Vaporización

Estado Líquido


Calor necesario para elevar la temp. de 1 g de

agua en 1 °C concretamente desde 14,5 a 15, 5 °C.

1 cal·g-1·K-1

Calor Específico

Este alto valor permite al organismo importantes cambios de calor con escasa modificación de la temperatura corporal

Las moléculas tienen una estructura interna porque están compuestas de átomos que tienen diferentes formas de moverse en las moléculas. La energía cinética almacenada en estos grados de libertad internos no contribuye a la temperatura de la sustancia sino a su calor específico.

Estado Líquido

Características del Agua Estado Líquido

Es la capacidad para conducir calor

El coeficiente de conductividad

térmica caracteriza la cantidad de calor

necesario por m2, para que atravesando

durante la unidad de tiempo, 1 m de

material homogéneo obtenga una

diferencia de 1 °C de temperatura entre

las dos caras

El coeficiente de conductividad

térmica (λ) para el agua a 300 grados

kelvin = 0,58 W·m-1·K-1

Conductividad térmica

Calor específico Elevado 1 cal/°C•g

Pto Ebullición

Pto Fusión

Temperatura de evaporización

Temperatura de congelación

100°C

0°C

Calor de vaporización Elevado 539 cal/g a

100 °C:

Calor de Fusion 79,9 cal/g a 0

ºC

Conductividad térmica 0,58 W·m-

1·K-1


Capacidad termorreguladora

Cohesión Propiedad con la que las moléculas de agua se atraen a sí mismas.


La elevada fuerza de cohesión entre las moléculas de agua se relaciona con: Volumen celular Turgencia en las plantas Deformaciones citoplasmáticas.

Amortiguación de articulaciones Medio de trasporte


Determinada por una elevada cohesión entre las moléculas de su superficie.

Hay predominio de las fuerzas de cohesion Facilita su función como lubricante en las articulaciones. Disminuye en presencia de compuestos tensoactivos .

Capilaridad

Adhesión >>> Cohesión


El alto grado de cohesión molecular,

combinado con la adhesión a la superficie

de otras estructuras (debida a su

polaridad), permite que el agua pueda

ascender a lo largo de conductos

estrechos. Esta propiedad denominada

capilaridad resulta fundamental para el

ascenso de la savia bruta por los tubos del

xilema en los vegetales.

Características del agua liquida

•Alto Grado de fluidez.

Viscosidad.

Resistencia al deslizamiento de un fluido.

f = η . (dv/dx). s

η = coeficiente de viscosidad.

Agua = 10,08


Estudio de la circulación sanguínea

Características del Agua Interacciones del agua con moléculas no polares

Formación de micelas, con los grupos apolares o hidrófobos en su interior y los grupos polares o hidrófilos orientados hacia el

exterior para contactar con el agua

Interacciones del agua con moléculas no polares

Características del Agua Interacciones del agua con moléculas polares no iónicas

Azucares Alcoholes Aminas Ácidos Orgánicos

Características del Agua Interacciones del agua con moléculas polares ionizables

Características del Agua Interacciones del agua con moléculas polares iónicas

Las moléculas o partículas cargadas eléctricamente son fácilmente disociadas en presencia de agua

La ionización sucede porque las fuerzas coulómbicas entre las cargas opuestas son débiles y, por tanto, se rompen fácilmente

q+q-/r2

la diferencia en los gradientes iónicos es la base energética y funcional de muchos procesos


Constante dieléctrica () A 298 ◦K del agua es de aprox 80 (78.5 F/m)

Implica que el agua sea un buen disolvente de compuestos iónicos y

sales cristalizadas

Interacciones del agua con moléculas polares ionizables

Capacidad de Hidratación o Solvatación de Iones

El carácter dipolar del agua determina que sus moléculas rodeen a los distintos iones, aislándolos del resto.

Contribuye a la solubilización de compuestos iónicos.

Solvatación permite separación de iones de diferentes carga.


Características del Agua Interacciones del agua con moléculas polares ionizables

Características del Agua Capacidad de Hidratación o Solvatación de Iones

•La solubilidad de una sustancia en un solvente es la cantidad de soluto, en gramos, que se puede disolver en 100g de solvente, hasta formar una solución saturada, a una temperatura de 25ºC.


Concentración: peso/peso, peso/volumen, normalidad, molaridad, osmolalidad, osmolaridad.

Solución conduce electricidad >> agua pura

Electrolito


Electrolito fuertes Electrolito débil

Capacidad de ionización


Capacidad de ionización


Ionización del agua

Amortiguación de los cambios de pH. Fisiología del equilibrio acido-ase

Hidratación y Solvatación

Constante Dieléctrica

Solvente Universal y

Amortiguadora


Capacidad termorreguladora

Calor Específico Temp. de ebullición

Calor de Vaporización Conductividad Calórica

Funciones biológicas del agua

•Componente estructural de macromoléculas.

•Solvente de las reacciones químicas del cuerpo.

•Mantiene la concentración normal de electrólitos.

•Medio de transporte.

•Solvente para la digestión y absorción de los alimentos.

•Termorregulador.

•Fundamental para el mantenimiento la función cardiovascular

•Mantiene la función renal.

• Aporta el líquido para las secreciones glandulares.

1. Concepto de Compartimiento.

2. Compartimientos corporales . Clasificación.

3. Distribución del agua en el organismo

4. Composición hidroelectrolítica

5. Mecanismos de intercambio entre los compartimentos corporales.

6. Mecanismos de intercambio de agua y solutos.

7. Mecanismos de regulación de volumen y composición de compartimientos corporales

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