METABOLISMO DEL AGUA

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METABOLISMO DEL AGUA

• Jaime Ayala M. D. MSc.
• Universidad de la Sabana

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ESTRUCTURA MOLECULAR DEL AGUA
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CARÁCTER TETRAÉDRICO

• El ángulo formado entre (H-O-H) es de 104.5º.
• La distancia entre el oxígeno y el hidrógeno es
  de 0.096nm.

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PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL AGUA
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PROPIEDADES DEL AGUA
ALGUNAS PROPIEDADES DEL AGUA Masa
molecular..........           18 da Punto de
fusión.........             0oC (a 1 atm) Punto
de ebullición ....            100oC (a 1
atm) Densidad (a 4ºC)........          
1g/cm3 Densidad (a 0ºC)..........        
0'97g/cm3 
http//web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_
ov/2BCH/B1_BIOQUIMICA/t12_AGUA/informacion.htm
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• DENSIDAD MAXIMA A 4 C
• Permite que el hielo flote.
• gt Volumen en estado sólido y lt volumen
• en estado líquido.
• Casquetes polares ayudan a aislar la
• temperatura para que el océano no se
• congele.

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DIPOLO ELÉCTRICOLa mayor electronegatividad del
oxígeno con respecto al hidrógeno induce a una
distribución asimétrica entre estos átomos.
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PUENTES DE HIDRÓGENOSe establece entre un átomo
electronegativo y el hidrógeno unido
covalentemente a otro átomo electronegativo.
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• ELEVADA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN
• 100º C a 1 atmósfera.
• Hace posible la vida en condiciones adversas.
• ELEVADO CALOR ESPECIFICO
• 1 cal/g/ºC ó 4,184 J/g C.
• Es el calor necesario para elevar la temperatura
  de 1gramo de agua en 1ºC.
• Permite definir cambios de calor en el organismo,
  sin modificaciones importantes de la temperatura
  corporal.

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• CONDUCTIVIDAD CALORÍFICA
• Permite la adecuada conducción de calor en el
  interior corporal y garantiza la termorregulación
  (Mantener la temperatura constante e igualarla en
  las diferentes zonas del organismo).
• ELEVADA CONSTANTE DIELÉCTRICA
• ? 80 a 20 ºC.
• Impide la fuerza de atracción electrostática
  entre iones de la misma carga en las moléculas de
  H2O.

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• ELEVADO CALOR DE VAPORIZACIÓN
• 536cal/g.
• Permite eliminar exceso de calor, por el sudor
  (620 Kcal/día), por medio de la piel y por los
  pulmones.
• ELEVADA TENSIÓN SUPERFICIAL
• Determina la cohesión entre las moléculas de su
  superficie.
• Tensoactivos facilitan la mezcla y emulsión de
  grasas en medio acuoso (Sales biliares,
  surfactante pulmonar y líquido sinovial
  articular).

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• CAPACIDAD DE HIDRATACIÓN O SOLVATACIÓN DE IONES
• Por su capacidad de formar puentes de hidrógeno
  con grupos polares de moléculas iónicas y sales,
  facilita la separación de iones de diferente
  carga y así como solubilización de compuestos no
  iónicos (Alcoholes, ácidos orgánicos, aminas y
  glúcidos).
• Se considera disolvente de moléculas anfipáticas,
  contribuyendo a la formación de micelas,

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• OSMOSIS
• Permite el paso de agua por la membrana de las
  células parietales gástricas, para la producción
  de HCl.
• TRANSPARENCIA
• Propiedad física importante en los procesos de
  fotosíntesis en ócéanos y fondos marinos.
• ELECTROLITO DÉBIL
• Sustancia que al disolverse en agua produce iones
  parciales, con reacciones de tipo reversible.
• Se comporta como anfótero (Ácido o base).

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DISTRIBUCIÓN
LIQUIDO EXTRACELULAR 33 DE AGUA 25 DE ÉSTE, EN
EL LÍQUIDO INTRAVASCULAR
LIQUIDO INTRACELULAR 66 DE AGUA
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DISTRIBUCIÓN

• Biomolécula más abundante en el ser humano
  65-70 del peso corporal.
• Importancia Mayoría de reacciones bioquímicas
  del organismo se realizan en medios acuosos.
• Una tercera parte (33) ? LEC
• Dos terceras partes (66) ? LIC

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INGESTA

• Ingesta primaria
• ? Hace referencia al agua que se ingiere como
  líquidos, o formando parte de los alimentos
  sólidos.
• ? Sed normal Ingesta de líquido en respuesta a
  una deficiencia de agua.
• ? Existencia de receptores que participan en el
  mecanismo de la sed, en el hipotálamo lateral
  cerca de los receptores que regulan la secreción
  de ADH.

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• INGESTIÓN
• 2700 ml/día
• ? Bebida 1300 ml.
• ? Alimentos 900 ml.
• ? Oxidación metabólica
• 500 ml.

• EXCRECIÓN
• 2700 ml/día
• ? Respiración 500 ml.
• ? Transpiración,
• evaporación 700 ml.
• ? Orina 1400 ml.
• ? Heces 100 ml.

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PRESIÓN OSMÓTICA

• La presión osmótica es fuerza que ejerce el
  solvente para que pasar de una zona de menor
  concentración de soluto a una de mayor. En otras
  palabras, es la presión necesaria para evitar la
  ósmosis.
• Ecuación de la presión osmótica pV nRT.
• Presión mecánica necesaria para mantener una
  solución en equilibrio con un disolvente puro y
  evitar que este atraviese la membrana
  semipermeable.

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PRESIÓN OSMÓTICA

• La presión osmótica, depende del número de
  partículas de la solución de acuerdo con la
  fórmula 
•                          
• donde
•      es la suma de las concentraciones de
  
  todas las partículas de soluto.
• R es la constante universal de los gases.
• T es la temperatura absoluta.

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PRESIÓN OSMÓTICA
Tomado de http//www.puc.cl/química/agua/presióno
smótica.htm
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EFECTO GIBSS - DONNAN

• La osmosis del agua en los compartimientos
  depende del efecto de Gibbs Donnan.
• De acuerdo a su tonicidad, las partículas
  osmóticamente activas se restringen a un lado de
  la membrana celular.
• Moléculas con carga negativa y gran tamaño
  (Proteínas), no difunden por membranas
  semipermeables, pero afectan distribución de
  partículas iónicas Atrae iones K y repele iones
  Cl-, generando gradientes eléctricos de cargas
  y -, a ambos lados de la membrana y gradientes de
  concentración de K y Cl, iguales y de signo
  opuesto.

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PRESIÓN ONCÓTICA

• Presión osmótica ejercida por una disolución
  coloidal. Ej. Proteínas
• 3 factores contribuyen a su existencia
• ? La presión osmótica que ejercen las partículas
  
• coloidales.
• ? La presión osmótica producida por el exceso
  de
• partículas permeables.
• ? La atracción de agua que llevan a cabo los
  coloides.

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OSMOLITOS
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Los valores se expresan en mEq/l
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INTERCAMBIO DE AGUA Y ELECTROLITOS ENTRE LOS
COMPARTIMIENTOS

• Difunden fácilmente Compuestos orgánicos no
  electrolitos.
• Sustancias que generan un aumento de presión
  osmótica no difunden fácilmente.
• Na, K, Mg Mecanismo activo acoplado a
  reacciones que liberan energía.
• En el tubo renal entra Na a la célula, se
  elimina H ó K.

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ACUAPORINAS

• El agua puede atravesar la membrana por difusión
  simple o a través de poros acuosos.
• Estos poros están representados por unas
  proteínas llamadas ACUAPORINAS

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ACUAPORINAS

• Facilitan el paso del agua en células cuya
  membrana no permite su difusión simple como la de
  las células del segmento ascendente del asa de
  Henle renal y las células del túbulo colector
  renal
• La permeabilidad al agua en ciertas membranas
  no es una propiedad de la bicapa lipídica en sí
  misma, sino que depende de este factor proteico

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ESTRUCTURA

• Homotetrámero de 190-200 kDa,
• Se organiza en cuatro canales acuosos
  independientes.
• Cada monómero está constituido 269 aminoácidos
  que se encuentran distribuidos en seis a -
  hélices
• NPA( Asparagina-Prolina-Alanina) que es esencial
  para el transporte de agua.

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CLASIFICACION Y DISTRIBUCION

• AQUAGLICEROPORINAS
• AQP ORTODOXO(6).

• SE DIVIDEN EN

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AQUAGLICEROPORINAS

• Participan en el transporte de agua, permiten el
  paso de otros compuestos como urea, glicerol y
  gases como el CO2.
• Presencia de un residuo alternativo a
  His-180, aumenta el diametro del poro
• Entre ellas se encuentran
• AQP-3. membranas eritrocitarias, en los
  túbulos proximales renales y en las vías
  respiratorias
• AQP-7.
• AQP-9 leucocitos

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ACUAPORINAS ORTODOXAS

• Participan solamente en el paso de agua a través
  de las membranas.
• En este grupo se encuentran
• AQP-0. fibra del cristalino
• AQP-1 . membranas eritrocitarias, en
  los túbulos proximales renales y en las vías
  respiratorias
• AQP-2 riñón
• AQP-4, cerebro
• AQP-5 glándulas salivales, lagrimales
  y sudoríparas
• AQP-6 epitelio renal
• AQP-8

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FUNCIONES DEL AGUA

• DISOLVENTE UNIVERSAL Medio de transporte.
• ESTRUCTURAL Componente de macromoléculas
  -Puentes de hidrógeno.
• TERMOREGULACIÓN Sudoración.
• SED Participa en activación de osmorreceptores y
  otros mecanismos ante bajas concentraciones de
  agua.
• METABÓLICA Sustrato de reacciones enzimáticas ?
  hidroxilos e hidrogeniones.
• LUBRICACIÓN Articulaciones, cavidad abdominal y
  vía aérea.

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REGULACIÓN DEL AGUA EN EL ORGANISMO

• Hormona antidiuretica (ADH) o arginina
  vasopresina (AVP).
• Renina angiotensina - Aldosterona.
• Péptido natriurético auricular (PNA).

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ADH

• Nonapéptido cíclico Primeros 6 aa forman
  estructura anular por la unión de 2 cisteínas en
  las posiciones 1 y 6 mediante un enlace
  disulfuro.
• Se sintetiza en el núcleo supraóptico y
  paraventricular del hipotálamo por la
  propresofisina.
• Es transportada por medio del flujo axoplásmico
  hacia la neurohipófisis donde se almacena
  (Gránulos).
• Después se liberada hacia el torrente sanguíneo.
• Su transportador es la neurofisina II.

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ADH

• Tiene 2 tipos de receptores
• ? V1 Músculo liso vasos rectos y células
  mesangiales.
• ? V2 Región basal de las células del túbulo
  colector.
• Controla la velocidad de excreción o retención de
  agua por el riñón. Promueve la absorción de agua
  en TCD.
• Permite el equilibrio osmótico entre el túbulo
  colector urinario y el intersticio hipertónico
• Activación Estrés físico o emocional, dolor,
  acetilcolina, nicotina, morfina, cambios en
  volumen sanguíneo y Na.
• Inhibición Adrenalina, fenitoína y etanol.

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ALDOSTERONA

• Síntesis Zona glomerulosa de corteza
  suprarrenal.
• Su acción principal es regular el volumen del
  LEC, mediante la reabsorción de Na, Cl-, HCO3-y
  H2O y la excreción de H y K por el riñón.
• Los principales reguladores son Sistema Renina -
  Angiotensina, deshidratación, hiponatremia,
  hipercalemia y ACTH.

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(No Transcript)
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Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona
? Na, PA, estímulo simpático
Aparato yuxtaglomerular
Renina
Angiotensinógeno
Angiotensina I
ACE (Pulmón. Circulación)
Angioensina II
Saralasina
? PA
Aldosterona
Zona glomerular
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PÉPTIDO NATRIURÉTICO AURICULAR

• Es sintetizado, almacenado y secretado por la
  aurícula.
• Promueve la excreción de Na, y H2O por el riñón,
  además produce relajación del músculo arteriolar
  y vasodilatación.

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ALTERACIONES DEL EQUILIBRIO HÍDRICO
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DESHIDRATACIÓN

• Condición en la cual el cuerpo pierde suficiente
  líquido como para funcionar correctamente.
• Puede ser causada por una pérdida excesiva de
  agua del organismo secundario a Vómito, diarrea,
  poliuria, diaforesis excesiva.
• La pérdida exagerada de agua, se relaciona con
  múltiples manifestaciones patológicas como
  Cefalea, mareo, tos, vómito pérdida de peso,
  cambios de estado de ánimo e inversión en el
  patrón de sueño.

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EDEMA

• ? INTRACELULAR
• Depresión de los sistemas metabólicos de los
  tejidos
• falta de nutrición suficiente de las células.
• ? EXTRACELULAR
• Disminución de la presión osmótica.
• Obstrucción linfática.
• Incremento de la presión hidrostática.
• Aumento de la permeabilidad capilar

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(No Transcript)