Agua y sales minerales: propiedades, funciones y ósmosis celular

El Agua: Estructura, Polaridad e Importancia Biológica

Composición y Abundancia

El agua es el componente más abundante de los seres vivos, suponiendo entre un 60% y un 90% del peso de la mayoría de los organismos.

Estructura Molecular y Polaridad

La molécula de agua tiene dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno que están unidos mediante enlaces covalentes.

La desigualdad en la distribución de cargas en la molécula se denomina polaridad. Esta polaridad es la causa de que entre una molécula de H₂O y las de su alrededor surja una atracción electrostática que las mantiene unidas mediante enlaces o puentes de hidrógeno.

Importancia Biológica del Agua

Las propiedades del agua son cruciales para los procesos vitales:

• Principal disolvente biológico: Facilita la disociación de compuestos iónicos y su disolución. También provoca la dispersión y disolución de sustancias polares, facilitando así sus reacciones.
• Elevada capacidad térmica: Debido al elevado número de enlaces de hidrógeno entre las moléculas de H₂O, hace falta más energía para elevar su temperatura, lo que contribuye a la termorregulación.
• Alcanza su densidad máxima a 4°C: Su densidad máxima es de 1 g/cm³. El hecho de que el hielo flote sobre el agua evita la congelación de las zonas profundas de mares y lagos y permite el desarrollo de vida bajo la superficie helada.

Las Sales Minerales: Funciones Reguladoras y Estructurales

Las sales minerales son compuestos inorgánicos que se encuentran en forma sólida o disuelta en los seres vivos.

Tipos de Sales y Funciones

• Sales precipitadas: Tienen función estructural y dan consistencia a estructuras como los huesos y el caparazón de los moluscos.
• Sales disueltas: En las disoluciones acuosas forman aniones y cationes con importantes funciones reguladoras, tales como:
  • Evitar los cambios bruscos en el pH.
  • Intervenir en funciones específicas, como la contracción muscular.
  • Controlar la salida y entrada del agua de las células, contribuyendo a mantener el equilibrio hídrico gracias a los fenómenos osmóticos.

Fenómenos de Transporte y Equilibrio Hídrico

El movimiento de sustancias y agua a través de las membranas celulares se rige por los siguientes fenómenos:

Difusión

Cuando dos disoluciones de distinta concentración se ponen en contacto o están separadas por una membrana permeable, el agua y los solutos se desplazan hasta lograr una concentración intermedia. Esto se denomina difusión, donde el movimiento se produce desde las regiones de mayor concentración a las de menor concentración.

Ósmosis

Cuando dos disoluciones de distinta concentración están separadas por una membrana semipermeable (que solo deja pasar moléculas de H₂O), el agua pasará de la concentración más diluida (hipotónica) a la más concentrada (hipertónica), por lo que las concentraciones tenderán a igualarse. Este proceso se denomina ósmosis, y la presión necesaria para realizarlo se conoce como presión osmótica.

Efectos de la Ósmosis en las Células

Las células pueden verse afectadas por el proceso osmótico dependiendo del medio:

• Célula animal:
  • En un medio hipertónico, pierden H₂O y se deforman (crenación).
  • En un medio hipotónico, pueden llegar a estallar (lisis).
• Célula vegetal:
  • En un medio hipotónico, la pared de la membrana plasmática impide que estallen. La entrada de H₂O hincha la célula y ejerce una presión sobre la pared llamada turgencia.