EL AGUA

El agua: concepto, propiedades y funciones JONATHAN PEREIRA El agua es la sustancia más abundante en los organismos vivos, constituyendo aproximadamente el 70% del peso. Todas las características de la estructura y función celular se basan en las propiedades físicas y químicas del agua. Estas propiedades que a continuación se detallan han hecho del agua el disolvente universal, ya que disuelve a más tipos de sustancias y en cantidades mayores que cualquier otro disolvente.

- Propiedades del agua + Calor específico El agua presenta un elevado calor específico, que puede absorber grandes cantidades de calor mientras que, proporcionalmente, su temperatura se eleva ligeramente. Esta propiedad permite que el medio acuoso sirva de protección al organismo ante los cambios bruscos de temperatura, manteniendo la temperatura del organismo relativamente constante a pesar de las variaciones externas de la temperatura. También gracias a esta propiedad, el calor que se desprende en los procesos metabólicos no se acumula en los lugares donde se produce, sino que se difunde en el medio acuoso, dirigiéndose finalmente hacia el medio externo. + Calor de vaporización elevado El calor de vaporización del agua es también elevado lo que le da una capacidad de refrigeración, es decir, el agua pierde calor pero sin perder demasiado líquido. + Constante dieléctrica alta Además el agua presenta la constante dieléctrica más alta de los disolvente normales. Esto le va a permitir reducir las interacciones eléctricas entre los iones y de ahí que sea un disolvente tan bueno. + Puntos de fusión y ebullición altos Los puntos de fusión y ebullición también son altos en el agua. Esto le va a permitir permanecer líquido en un amplio margen de temperaturas, entre 0º y 100º C, que es el más adecuado para los procesos biológicos. - Puentes de hidrógenos: los enlaces del agua Todas las propiedades del agua aparecen por la existencia de unos enlaces que unen las distintas moléculas de agua. Estos enlaces reciben el nombre de puentes de hidrógeno y son los responsables de la cohesión interna del agua líquida. - Funciones del agua Todas estas propiedades determinan las funciones del agua. • Amortiguador térmico. • Transporte de sustancias. • Lubrica o amortigua el roce entre elementos internos del organismo. • Favorece la circulación y turgencia. • Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos. • Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo aportando hidroxilos o hidrogenios al medio. • Constituye el medio donde ocurren las reacciones metabólicas.

Funciones Biológicas de las Proteínas JONATHAN PEREIRA Las proteínas se clasifican según la función fisiológica que realizan. Las principales categorías de proteínas son las que se describen a continuación: 1. Proteínas de transporte. Se encuentran en la sangre y su función consiste en transportan moléculas específicas de un órgano a otro. Por ejemplo, la hemoglobina, presente en los glóbulos rojos, se combina con el oxígeno cuando la sangre pasa a través de los pulmones, y lo transporta a los tejidos periféricos. Una enfermedad genética, la talasemia, está causada por un defecto genético en la estructura de esta proteína.

Las lipoproteínas, por su parte, transportan los lípidos ingeridos con la dieta desde el hígado hasta otros órganos por medio de la sangre. 2. Proteínas alimenticias y de reserva. La ovoalbúmina se encuentra en la albúmina de los huevos y sirve para el desarrollo del embrión de las aves, mientras que la caseína está presente en la leche (3% de su peso) y tiene un gran valor nutritivo para los mamíferos. 3. Proteínas para el movimiento. La actina y la miosina son proteínas filamentosas que se hallan en las células musculares esqueléticas permitiendo su contracción y con ello el movimiento. 4. Proteínas estructurales. Existen muchas proteínas que sirven de soporte a la estructura de los organismos. El colágeno, por ejemplo, es una proteína con una gran capacidad elástica, presente en tejidos tales como los tendones, los cartílagos y la dermis. Otra proteína estructural es la elastina, que se encuentra en los ligamentos. Las plumas de las aves, las uñas, las pezuñas y los cabellos están constituidos en su mayor parte por queratina, una proteína muy resistente e insoluble en agua. 5. Proteínas de defensa. Existe una categoría de proteínas cuya función consiste en proteger el organismo de daños eventuales. Los linfocitos de los vertebrados producen anticuerpos, proteínas altamente especializadas, capaces de reconocer y destruir los agentes patógenos externos, tales como virus y bacterias. El fibrinógeno y la trombina son, en cambio, proteínas que regulan la coagulación e impiden una copiosa pérdida de sangre cuando se lesiona el sistema vascular. También las proteínas tóxicas, como la bungarotoxina del veneno de cobra, tienen una función defensiva. 6. Proteínas de regulación. Regulan la actividad de las células e incluyen varias hormonas, como la insulina, que regula el metabolismo de la glucosa y cuyo déficit provoca la diabetes, o la hormona del crecimiento, que estimula el alargamiento de los huesos. 7. Enzimas. Son proteínas de muy distintos tipos, cuya función consiste en acelerar (catalizar) las reacciones químicas que tienen lugar en la célula. Se conocen más de dos mil enzimas, cada uno de los cuales es capaz de catalizar una reacción distinta. Sin las enzimas, las reacciones se producirían igualmente pero en tiempos excesivamente largos, incompatibles con la vida celular: de hecho, la pérdida de una enzima que regula una función importante de la actividad de la célula produce la muerte de ésta. Hay enzimas que catalizan la síntesis de las proteínas (las sintetasas) y otros que causan su degradación (proteasas). La fecundación es otro acontecimiento biológico que requiere la acción de una enzima: cuando el espermatozoo se adhiere al óvulo, segrega una proteasa que perfora la membrana de este último, lo que facilita la penetración. Durante el último período de gestación, en las glándulas mamarias femeninas se sintetiza la lactosa, el azúcar de la leche, gracias a la acción de una enzima denominada galactosiltransferasa. En el intestino, inversamente, la enzima lactasa digiere la lactosa ingerida con la dieta en sus dos componentes más simples, la galactosa y la glucosa, que pueden ser utilizadas por la célula como fuentes de energía. Las enzimas tienen, pues, una función esencial en la supervivencia de los organismos y son imprescindibles en todas las reacciones químicas del metabolismo celular. Algunas enfermedades genéticas del hombre están inducidas por una enzima defectuosa: los albinos, por ejemplo, son incapaces de sintetizar melanina, el pigmento que confiere el color oscuro a la piel y a los ojos.

Funciones Biológicas de las Proteínas

> Las proteínas se clasifican según la función fisiológica que realizan. Las principales categorías de proteínas son las que se describen a continuación: 1. Proteínas de transporte. Se encuentran en la sangre y su función consiste en transportan moléculas específicas de un órgano a otro. Por ejemplo, la hemoglobina, presente en los glóbulos rojos, se combina con el oxígeno cuando la sangre pasa a través de los pulmones, y lo transporta a los tejidos periféricos. Una enfermedad genética, la talasemia, está causada por un defecto genético en la estructura de esta proteína. Las lipoproteínas, por su parte, transportan los lípidos ingeridos con la dieta desde el hígado hasta otros órganos por medio de la sangre. 2. Proteínas alimenticias y de reserva. La ovoalbúmina se encuentra en la albúmina de los huevos y sirve para el desarrollo del embrión de las aves, mientras que la caseína está presente en la leche (3% de su peso) y tiene un gran valor nutritivo para los mamíferos. 3. Proteínas para el movimiento. La actina y la miosina son proteínas filamentosas que se hallan en las células musculares esqueléticas permitiendo su contracción y con ello el movimiento. 4. Proteínas estructurales. Existen muchas proteínas que sirven de soporte a la estructura de los organismos. El colágeno, por ejemplo, es una proteína con una gran capacidad elástica, presente en tejidos tales como los tendones, los cartílagos y la dermis. Otra proteína estructural es la elastina, que se encuentra en los ligamentos. Las plumas de las aves, las uñas, las pezuñas y los cabellos están constituidos en su mayor parte por queratina, una proteína muy resistente e insoluble en agua. 5. Proteínas de defensa. Existe una categoría de proteínas cuya función consiste en proteger el organismo de daños eventuales. Los linfocitos de los vertebrados producen anticuerpos, proteínas altamente especializadas, capaces de reconocer y destruir los agentes patógenos externos, tales como virus y bacterias. El fibrinógeno y la trombina son, en cambio, proteínas que regulan la coagulación e impiden una copiosa pérdida de sangre cuando se lesiona el sistema vascular. También las proteínas tóxicas, como la bungarotoxina del veneno de cobra, tienen una función defensiva. 6. Proteínas de regulación. Regulan la actividad de las células e incluyen varias hormonas, como la insulina, que regula el metabolismo de la glucosa y cuyo déficit provoca la diabetes, o la hormona del crecimiento, que estimula el alargamiento de los huesos. 7. Enzimas. Son proteínas de muy distintos tipos, cuya función consiste en acelerar (catalizar) las reacciones químicas que tienen lugar en la célula. Se conocen más de dos mil enzimas, cada uno de los cuales es capaz de catalizar una reacción distinta. Sin las enzimas, las reacciones se producirían igualmente pero en tiempos excesivamente largos, incompatibles con la vida celular: de hecho, la pérdida de una enzima que regula una función importante de la actividad de la célula produce la muerte de ésta. Hay enzimas que catalizan la síntesis de las proteínas (las sintetasas) y otros que causan su degradación (proteasas). La fecundación es otro acontecimiento biológico que requiere la acción de una enzima: cuando el espermatozoo se adhiere al óvulo, segrega una proteasa que perfora la membrana de este último, lo que facilita la penetración. Durante el último período de gestación, en las glándulas mamarias femeninas se sintetiza la lactosa, el azúcar de la leche, gracias a la acción de una enzima denominada galactosiltransferasa. En el intestino, inversamente, la enzima lactasa digiere la lactosa ingerida con la dieta en sus dos componentes más simples, la galactosa y la glucosa, que pueden ser utilizadas por la célula como fuentes de energía. Las enzimas tienen, pues, una función esencial en la supervivencia de los organismos y son imprescindibles en todas las reacciones químicas del metabolismo celular. Algunas enfermedades genéticas del hombre están inducidas por una enzima defectuosa: los albinos, por ejemplo, son incapaces de sintetizar melanina, el pigmento que confiere el color oscuro a la piel y a los ojos.

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