Las propiedades del agua como solvente biológico: sustancias polares y no polares.

El agua corporal Nota: La sustancia que se disuelve se denomina soluto y la sustancia donde se disuelve el soluto se llama disolvente. No todas las sustancias se disuelven en un mismo solvente, por ejemplo en el agua, se disuelve el alcohol y la sal. El aceite y la gasolina no se disuelven El agua es el principal constituyente del cuerpo humano y es esencial para la vida. También es el principal solvente de las células vivas. Las moléculas de interés biológico pueden dividirse en: Aquellas que se disuelven fácilmente en agua se denominan polares o hidrófilas. Ej. Cloruro de sódico, la glucosa y el etanol. Aquellas insolubles en agua reciben el nombre no polares (apolares) o hidrófobas Ej. Las parafinas y el benceno. Hay numerosas moléculas que tienen propiedades mixtas, de modo que una parte es polar y la otra no polar. Se conocen con el nombre de sustancias anfifílicas. Ej.Los ácidos grasos de cadena larga, el colesterol y las sales biliares. Líquidos intracelulares y extracelulares. El agua corporal es la suma de la existente dentro de las células, agua intracelular, y la que hay fuera de las células, agua extracelular. El agua extracelular se reparte, además, entre el plasma, el agua intersticial y el agua transcelular..

Distribución del agua corporal en los diferentes compartimientos, en un hombre de 70 Kg. de peso.

El agua intersticial se encuentra fuera de los vasos sanguíneos y baña las células. Además, un pequeño porcentaje de agua corporal constituye el líquido linfático.

El agua corporal contiene gran cantidad de sustancias en disolución: los solutos y el agua del gran espacio extracelular constituyen el llamado líquido extracelular y el líquido del interior de las células se denomina líquido intracelular. El líquido existente en los espacios de tipo seroso, como los ventrículos cerebrales, la cavidad peritoneal, las articulaciones y el interior del ojo, se denomina líquido transcelular. El líquido transcelular y constituye aproximadamente el 2,5% del agua corporal total. El líquido intracelular está separado del extracelular por la membrana plasmática de cada célula individual, que está formada por lípidos (grasas) y tiene una parte central no polar.

En consecuencia, las moléculas polares no pueden cruzan fácilmente desde el líquido extracelular hasta el líquido intracelular. En realidad, esta barrera se utiliza para crear gradientes de concentración que las células aprovechan para realizar diversas funciones.

Difusión

Cuando una sustancia (el soluto) se disuelve en un solvente y se forma una solución, las moléculas individuales de soluto se dispersan dentro del solvente y son libres de moverse al azar. En una solución acuosa. Las moléculas de agua y de soluto están en continuo movimiento y colisionan frecuentemente entre sí. Este proceso conduce a la difusión, es decir, a la al azar de las moléculas de la solución. La difusión no se limita a las soluciones acuosas, sino que tiene lugar a través de membranas celulares formadas en su mayor parte por lípidos.

NOTA: Lípidos: Son moléculas apolares y por tanto, hidrófobicas. Tienen un rol estructural y energético, entre otros.

A medida que el agua pasa a través de la membrana hacia el tubo, el nivel de la disolución de azúcar sube visiblemente. Una membrana semipermeable idónea para este experimento es la que existe en el interior de los huevos, entre la clara y la cáscara. En este experimento, el agua pasa en ambos sentidos a través de la membrana. Pasa más cantidad de agua hacia donde se encuentra la disolución concentrada de azúcar, pues la concentración de agua es mayor en el recipiente con agua pura; o lo que es lo mismo, hay en ésta menos sustancias diluidas que en la disolución de azúcar. El nivel del líquido en el tubo de la disolución de azúcar se elevará hasta que la presión hidrostática iguale el flujo de moléculas de disolvente a través de la membrana en ambos sentidos. Esta presión hidrostática recibe el nombre de presión osmótica. Numerosos principios de la física y la química intervienen en el fenómeno de la ósmosis en animales y plantas.

En la ilustración se explica claramente este proceso: Dos recipientes, uno de ellos con una base que es una membrana semipermeable, en cada uno hay una solución de distinta concentración. En el recipiente mayor hay una solución de agua pura y en el recipiente menor hay solución más concentrada de moléculas de azúcar, por lo que el agua del recipiente mayor tiende a moverse al recipiente menor aumentando su volumen.

En las células la concentración del medio interno está determinada por la presencia de solutos, como por ejemplo glucosa, aminoácidos, iones, etc.

A pesar de que las membranas lipídicas son hidrófogas, son más permeables al agua que los iones, de modo que la osmolaridad del líquido intracelular es la misma que la del líquido extracelular (es decir, ambos líquidos tienen una osmolaridad de alrededor 300 mosmol. Kg -1 y, por consiguiente, son isoosmóticos). Si la presión osmótica en un compartimiento es mayor que en otro, el agua se desplazará desde el área de menor presión osmótica hasta de la mayor presión osmótica hasta que ambas se igualen.