TEMA 2: L'aigua i les sals minerals (2)
2. Les sals minerals
Aquests principis immediats inorgànics es poden presentar de tres maneres:
- Precipitades. Sòlides, insolubles en aigua. Formen estructures amb funció estructural de protecció i sosteniment. Exemple: CO3Ca de les petxines o dels ossos.
- Dissoltes , en forma d'ions:
Cations : Na+ , K+ , Ca2+ , Mg+
Anions : Cl- , SO4- , CO32- , HCO3- , NO3- .
Tenen funcions dinàmiques: Mantenen la pressió osmòtica , són amortidors del pH o realitzen accions específiques : el Ca2+ participa en la contracció muscular o la coagulació de la sang; el Na+ ,i el K+ en la transmissió de l'impuls nerviós , etc.
- - Associades a molècules orgàniques com el fosfat als fosfolípids, el ferro a l'hemoglobina etc.
Funcions de les sals minerals
1) Esquelètica:
* Closques de CO3Ca de les petxines i altres mol·luscs o closques silícies (SiO2) dels frústuls de les diatomees .
* Esquelet intern dels vertebrats , la part mineral dels quals està formada per fosfats i carbonats de calci; el CaF2 és present a l'esmalt dentari.
* Determinades cèl·lules vegetals incorporen sals minerals a la seua paret de cel·lulosa: impregnacions de silici a les tiges de blat, pèls d'ortiga , etc.
2) Manteniment del grau de salinitat del medi intern, és a di, la regulació dels processos osmòtics.
Osmosi: tipus de difusió passiva caracteritzada pel pas de l'aigua a través d'una membrana semipermeabledes de la solució més diluïda cap a la més concentrada .
Si tenim dues dissolucions aquoses de concentració diferent separades per una membrana (deixa passar el dissolvent però no el solut) té lloc el fenomen de l’osmosi que seria un tipus de difusió passiva caracteritzada pel pas de l’aigua (dissolvent) a través de la membrana semipermeable des de la solució més diluïda (hipotònic) a la més concentrada (hipertònica), aquest pas d’aigua continuarà fins que las dues solucions tinguen la mateixa concentració (isotòniques o isoosmòtiques).
Osmosi: Animació de McGraw Hill. Anglés subtitulat.
En aquest enllaç teniu unes animacions sobre processos osmòtics
La membrana plasmática de la cèl·lula pot considerar-se com a semipermeable, i per això les cèl·lulas han de romandre en equilibri osmòtic amb els líquids que l’envoltenQuan la concentració de soluts dels fluids extracel·lulars és igual a la concentració intracel·lular, totes dues solucions son isosmòtiques (isotòniques); si els líquids extracel·lulars augmenten la seua concentració , es fan hipertònics respecte a les cél·lules i aquestes perden aigua, es deshidraten i moren (plasmolisi). De manera semblant si els líquids extracel·lulars es dilueixen, es fan hipotònics respecte al contingut cel·lular, l'aigua tendeix a passar al citoplasma i les cèl·lules s'inflen , es posen turgents i arriben fins i tot a esclatar, si no disposen d'una paret de cel·lulosa com les cèl·lules vegetals.
DiàlisiSi el diàmetre de la membrana semipermeable és suficientment gran per deixar passar, a més del dissolvent, molècules de solut de pes molecular baix, es produeix un fenomen anomenat diàlisi, pel qual aquestes petites molècules travessen la membrana des de la solució més concentrada a la més diluïda
La difusió (veure l'animació)seria el fenomen mitjançant el qual les molècules dissoltes tenden a distribuir-se uniformement al si de l’aigua. Pot ocòrrer també a través de una membrana si és suficientement permeable.
3- Equilibri iònic i sistemes tampó.
Ionització de l'aigua i escala de pH
Els organismes vius no soporten variacions de pH superiors a unes dècimes d'unitat, ja que afecten a l'estabilitat de l'estructura de les proteïnes i per tant la seua funció biològica. (els aminoàcids constituents, segons el pH, poden comportar-se com a compostos ionitzats o no (veure el tema de les proteïnes). Es necessita, doncs, un mecanisme de control que mantinga constant el pH de les cèl·lules i del medi intern: El pH del plasma es manté constant sobre un valor pH=7,4. Si fallara el mecanisme regulador i el pH passara a valors < 7,0 o > 7,8 el resultat podria ser letal; el pas de pH des de 7,0 a 7,8 suposa únicament un augment de de 3.10-8 mols.
Els organismes vius controlen les variacions de pH mitjançant els sistemes tampó o buffer, els quals tendeixen a impedir la variació del pH quan s'afegeixen quantitats moderades d'ions H+ o OH-. Aquest sistema es basa en una parella de compostos formada per un àcid i la seua sal conjugada, que actuen com a donador i acceptor de protons, respectivament.
Exemples d'aquests sistemes tampó els tenim en la parella àcid carbònic-bicarbonat (H2CO3--- HCO3-) i la parella H2PO4- --- HPO42-; Les proteïnes també tenen capacitat tamponadora, com veurem més endavant.
El tampó bicarbonat és comú en els líquids intercel·lulars, manté el pH en valors pròxims a 7,4, gràcies a l’equilibri entre l’ió bicarbonat i l’ácid carbònic, que al seu torn es dissocia en diòxid de carboni i aigua:
