El agua y las sales, elementos clave para la vida

El agua es la sustancia química que más abunda en la materia viva. En ella el agua juega un papel muy importante, tanto por las elevadas proporciones en las que se halla como por las diversas misiones que lleva a cabo en los organismos. Su cuantía varía de unas especies a otras y de unos órganos a otros pero, en general, la cantidad de agua se relaciona directamente con la vitalidad del órgano e indirectamente con la cantidad de materia mineral que tiene. Por ejemplo, las semillas tienen en torno al 5% de agua y las medusas el 95%. En el caso del hombre, el agua supone un 60%, en el que dos terceras partes es agua intracelular y una tercera parte extracelular, bien de tipo intersticial – tejidos fuera de las células-, o circundante – savia, sangre-.

La molécula de agua tiene una carga total neutra, es decir, posee el mismo número de protones que de electrones, pero presenta una composición asimétrica de los mismos, lo que hace que el agua sea una molécula polar. Esto significa que en torno al oxígeno se concentra una gran densidad de cargas negativas, mientras que los núcleos de hidrógeno quedan parcialmente desprovistos de sus electrones y en torno a ellos se crea una zona de carga positiva.

Este marcado carácter dipolar de las moléculas de agua permite la interacción con otras moléculas igualmente polares y con iones cargados eléctricamente. A su vez, entre las propias moléculas de agua se establecen interacciones dipolo-dipolo que se denominan puentes de hidrógeno. Cada molécula de agua se puede unir a otras cuatro por puentes de hidrógeno, y así indefinidamente. Como resultado el agua tiene una contextura líquida cuando otros compuestos semejantes a ella como el CO2 y el SO2 son gaseosos.

Esta propiedad explica las importantes funciones que desempeña el agua entre los seres vivos:

1. Termorreguladora: por su elevado calor específico – cantidad de calor necesaria para elevar un grado la temperatura de una sustancia-, sirve como amortiguador en los cambios de temperatura, y ayuda a mantenerla constante en los animales homeotermos. Y, dado su alto calor de vaporización, la evaporación superficial hace disminuir la temperatura al sudar.

2. Estructural: la elevada fuerza de adhesión y cohesión entre sus moléculas permite que se mantenga la forma y el volumen de las células, los cambios y deformaciones del citoplasma y explica el ascenso de la savia por los vasos conductores.

3. Disolvente: su naturaleza dipolar hace que el agua sea un buen disolvente frente a gran cantidad de sustancias: iones, polos y dipolos. Al ser un dipolo, el agua se interpone entre los compuestos iónicos, provocando su separación y por consiguiente su disolución. Esto favorece el aporte de nutrientes y la eliminación de productos de deshecho.

4. Lubricante: ejerce una acción mecánica o amortiguadora, por ejemplo el líquido sinovial en los músculos.

5. Misión química: reacciones de hidrólisis, anabolismo de lípidos, producción de oxígeno e hidrógeno en la fotosíntesis.

Por otro lado, las sales se presentan en los organismos vivos bajo dos formas: precipitadas y disueltas. Las sales disueltas se presentan bien en forma de aniones: Cl-, NO3-; o de cationes: K+, Ca2+, Fe2+.

Características de las sales precipitadas:

– Forman estructuras sólidas, insolubles, con función esquelética: CaCO3, SiO2, etc.

– El calcio depositado en el colágeno forma los huesos.

– Los otolitos del oído interno – que mantiene el equilibrio -, están formados por cristales de CaCO3.

Las funciones de las sales en los organismos vivos son:

1. Ósmosis: regulan los fenómenos osmóticos. Las células de nuestro organismo necesitan que los medios intra y extracelulares sean isotónicos.

2. Mantienen el pH dentro de un intervalo. Los iones que regulan el pH son el carbonato/bicarbonato y fósfato/bifosfato. Por ejemplo, en la respiración celular se libera CO2 y se acidifica la sangre. El bicarbonato y los fosfatos neutralizan este efecto.

3. Crean gradientes electroquímicos dando lugar a potenciales de membrana, imprescindibles para la transmisión del impulso nervioso.