Sales Minerales

Sales precipitadas o sólidas

Las sales precipitadas o sólidas son sales con una función estructural y de protección. Por ejemplo:

• En el esqueleto interno de los vertebrados encontramos: fosfatos, cloruros y carbonatos de calcio.
• En los caparazones de crustáceos y moluscos hay carbonato cálcico.
• En microorganismos como las algas unicelulares conocidas como diatomeas encontramos: la sílice (SiO2) forma parte de los caparazones de algunos; la sílice también confiere rigidez a la estructura de algunas esponjas que poseen espículas silíceas y endurece estructuras de sostén en algunos vegetales como las gramíneas.

Sales ionizadas o disueltas

Las sales ionizadas son las constituyentes de todos los fluidos extracelulares e intracelulares. Los iones más frecuentes son:

Aniones: Cl– , PO43–, CO32–, HCO3– Cationes: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+

Acciones específicas de los cationes

• Funciones antagónicas: Na+ y K+ aceleran los latidos cardíacos, Ca2+ realiza la acción contraria.
• Los iones de Na+, K+, Cl- y Ca2+ participan en el mantenimiento del potencial de membrana y la transmisión del impulso nervioso.

Función catalítica

Algunos iones como el Cu2+, Mn2+, Mg2+, Zn2+, etc. actúan como cofactores enzimáticos, necesarios para la acción catalítica de las enzimas.

Función homeostática

Con el fin de neutralizar las variaciones del pH, los seres vivos han desarrollado, a lo largo del proceso evolutivo, los llamados sistemas amortiguadores de pH o sistemas tampón o buffer, que contribuyen a mantener el pH constante dentro de ciertos límites, aunque se añadan a la disolución ciertas cantidades de H+ u OH–.

Los sistemas tampón consisten en un par ácido-base conjugado que actúan como dador y aceptor de protones, respectivamente. Las sales minerales que actúa como tampones biológicos son:

• Sistema tampón bicarbonato:
  • Aumento de la concentración de H+, el tampón actúa captando ese exceso de H+ → el equilibrio se desplazará hacia la izquierda. El exceso de CO2 se expulsa al exterior.
  • Descenso de la concentración de H+ → el equilibrio se desplazará hacia la derecha: el CO2 reacciona con el agua, se forma ácido carbónico y este se disocia liberando H+ en el medio, hasta disminuir el pH y devolverlo a valores normales. El exceso de bicarbonato es eliminado a través de los riñones.
• Sistema tampón fosfato:
  • Si se produce un aumento de la concentración de H+ en la célula, el equilibrio se desplazará hacia la izquierda, captando el exceso de H+ y devolviendo el pH a la neutralidad.
  • Si, por el contrario, se produce un descenso en la concentración de H+, el equilibrio se desplazará hacia la derecha, liberando H+ y, por tanto, aumentando su concentración en el medio y disminuyendo el pH hasta alcanzar la neutralidad.

Transporte de Sustancias

Ósmosis

El paso de agua a través de una membrana semipermeable (que permite el paso del agua, pero no de los solutos) que separa dos disoluciones de diferente concentración. El paso de agua se detiene cuando las concentraciones se igualan. La membrana celular se considera una membrana semipermeable.

Presión osmótica

Es la presión que habría que aplicar para detener el flujo de agua a través de una membrana semipermeable que separa dos disoluciones de diferente concentración.

Difusión

Consiste en el movimiento pasivo de moléculas disueltas (soluto) desde un área de mayor concentración a otra área de menor concentración. El proceso continúa hasta igualar las concentraciones. La difusión se produce siempre que no haya barreras que lo impidan. La difusión puede ocurrir en cualquier medio y en cualquier tipo de partículas: líquidos, gases y sólidos. Es un proceso mediante el que se produce el intercambio de gases entre el medio respiratorio y el organismo.

Diálisis

Es el paso de agua y partículas disueltas de pequeño tamaño a través de una membrana de diálisis, la cual permite el paso de moléculas de pequeño tamaño como sales minerales, pero no deja pasar las macromoléculas. Las moléculas de bajo peso molecular atraviesan la membrana desde la disolución en la que están en mayor concentración hacia la disolución más diluida, hasta igualar las concentraciones.

Biomoléculas Orgánicas

Disoluciones verdaderas

Mezclas homogéneas formadas por un disolvente y uno o más solutos; los solutos son iones o moléculas de bajo peso molecular, de tamaño inferior a 1 nm.

Suspensiones

Son mezclas heterogéneas en las que una sustancia no soluble (fase dispersa) formada por partículas de tamaño superior a 200 nm se dispersan en un medio líquido (fase dispersante).

Dispersiones coloidales o coloides

Son mezclas heterogéneas en las que las partículas de la fase dispersa poseen un tamaño que va desde 1 – 200 nm. Propiedades de las dispersiones coloidales:

• Turbidez y dispersión de la luz (efecto Tyndall).
• Sedimentan si se someten a un fuerte campo gravitatorio, por ejemplo, en un ultracentrífuga.
• Sus componentes pueden separarse mediante el uso de membranas semipermeables.
• Pueden presentarse en dos estados: sol y gel.

Isomería

Moléculas con propiedades diferentes pero igual fórmula química.

Isomería estructural

• De cadena: Sus componentes de cadena en diferentes lugares.
• De posición: Grupos funcionales unidos en diferentes posiciones.
• De grupo funcional: Igual cadena pero diferentes grupos funcionales.

Isomería espacial

• De óptica: Desvían la luz polarizada hacia la derecha: dextrógiros (+), y hacia la izquierda: levógiros (-).
• Enantiómeros: OH del carbono asimétrico más alejado del grupo funcional, OH del penúltimo carbono, Si está a la derecha “D” y a la izquierda “L”.
• Epímeros: Se diferencian en la configuración de un único carbono.
• Geométrica: Cis (los sustituyentes están hacia el mismo lado) y trans (los extremos están hacia abajo y arriba del plano que forman los carbonos 2,3,5 y O. ɑ→ abajo β→ arriba

Enlace O-glucosídico

Es una reacción de condensación donde pierde una molécula de agua→ enlace O-glucosídico. Hay dos tipos de enlace O-glucosídico: monocarbonílico (el -OH carbonílico del primer monosacárido y -OH no carbonílico del segundo monosacárido tiene poder reductor) y dicarbonílico (los -OH de los carbonos carbonílicos de los dos monosacáridos y no tienen poder reductor).

Disacáridos

• Sacarosa: ɑ-D-glucopiranosil (1→2) β-D-fructofuranósido, no tiene poder reductor, se produce en la fotosíntesis y abunda en la caña de azúcar y remolacha.
• Lactosa: β-D-galactopiranosil (1→4) ɑ-D-glucopiranosa, tiene poder reductor y se encuentra en la leche.
• Maltosa: ɑ-D-glucopiranosil (1→4) ɑ-D-glucopiranosa, tiene poder reductor y se encuentra en las semillas germinadas.
• Celobiosa: β-D-glucopiranosil (1→4) β-D-glucopiranosa, tiene poder reductor y se encuentra en la celulosa.

Poder reductor

Se forma por la unión de dos monosacáridos mediante enlace O-glucosídico mono o dicarbonílico, que puede ser ɑ o β en función de la posición del -OH del carbono anomérico del primer monosacárido. Los disacáridos con enlace

dicarbonílico pierden el carácter reductor por estar implicados los carbonos carbonílicos de los dos monosacáridos.Reductor→ presentan un -OH anomérico libre. No reductor→ no presentan un -OH anomérico libre. Homopolisacáridos reserva energética: Son macromoléculas que no general presión osmótica, ya que no se disuelven en agua (coloides), almacenan glucosa en forma de almidón o glucógeno y tienen anómero ɑ. Almidón→ está formado por ɑ-D-glucopiranosa, reserva energía en las plantas, se localiza en orgánulos como los amiloplastos y forman la fuente de glúcidos más importantes en la dieta humana. Glucógeno→ está formado por ɑ-D-glucopiranosas, es un polisacárido de reserva de energía en los animales (hígado y músculo), tiene una estructura semejante a la de la amilopectina con ramificaciones cada 8-12 residuos de glucosa y se organiza alrededor de una proteína central y está formada por 30.000-50.000 unidades de glucosa. Homopolisacárido estructurales: Celulosa→ forma la pared celular de las células vegetales, es la biomolécula orgánica más abundante de la naturaleza y el 50% de la materia orgánica de la biosfera es la celulosa. Es un polímero lineal de la β-D-glucopiranosa con enlaces β (1→4). Las unidades de β-D-glucosa forman cadenas lineales no ramificadas paralelas y unidas por puentes de hidrógeno. 

Quitina→ es un homopolisacárido estructural que se encuentra en la pared de las células de los hongos y en el exoesqueleto de los artrópodos. El monómero que la constituye es la N-acetil-glucosamina cuyas unidades se unen mediante enlaces O-glucosídico β (1→4). La quitina es una de las claves del éxito de los artrópodos. Heterósidos: Tienen una parte glucídica y otra no glucídica (aglucón). Según el aglucón pueden ser: glucolípidos y glucoproteínas. Glucolípidos: Forman parte de la bicapa lipídica de las membranas celulares. La parte glucídica se orienta hacia el exterior de la célula, formando el glucocálix. Tiene funciones en los procesos de reconocimiento celular y como receptores de membranas. Por ejemplo: el reconocimiento de las células hospedadoras por parte de ciertos virus y bacterias. Glucoproteínas: La parte proteica es mayor que la parte glucídica. Destacan por su importancia biológica: glucoproteínas de membrana (el reconocimiento celular y recepción de señales externas. Los grupos sanguíneos ABO), glucoproteínas sanguíneas (anticuerpos) y glucoproteínas citoplasmáticas (el plegamiento de la proteína, protegerla de enzimas).