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El Agua Corporal: Composición y Compartimentos, Apuntes de Fisiología Humana

fisiología. generalidades de los principales temas. Apunte de clase

Tipo: Apuntes

2019/2020

Subido el 26/03/2020

juan-pablo-sempe
juan-pablo-sempe 🇦🇷

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1.1 EL HOMBRE COMO SISTEMA FISICOQUIMICO
En las ciencias morfológicas, como la histología y la anatomía, los
estudiantes reciben una instrucción basada, fundamentalmente, en la
descripción de las formas, características y relaciones entre los órganos y
tejidos, En FISIOLOGIA deberán aprender cómo, por qué, de qué manera
esos órganos funcionan. Deberán llegar a comprender los mecanismos
por los cuales el hombre camina, piensa, se emociona, se reproduce.
También deberán aprender cómo reaccionan los tejidos, los órganos y el
hombre en su totalidad, frente a cambios en el medio exterior y en el
medio que rodea sus células. Deberá comprender, en última instancia,
cómo y por qué el hombre VIVE.
Para poder aproximarnos a algo tan complejo es conveniente utilizar un
modelo simple, basado en dos conceptos elementales:
a) El hombre está compuesto, en un 60-65%, por AGUA y, desde el
punto de vista fisicoquímico, puede ser considerado una solución cuyo
SOLVENTE es agua y cuyos SOLUTOS son Ias proteínas, la glucosa, la
urea, el sodio, el cloruro, el potasio, etc., disueltos en ella. No interesa, a
los fines de este modelo, que el tejido óseo tenga sólo 22 % de agua o
que la piel tenga 72% de agua: el CUERPO de un adulto tiene agua en
una proporción igual al 60-65% de su peso corporal.
b) El hombre es una máquina capaz de transformar una forma de
energía en otra. Así, toma la energía química almacenada en los
alimentos y la utiliza para producir CALOR y TRABAJO. Habrá gasto de
energía cuando el hombre realice una contracción muscular, cuando
respire, cuando su sangre circule, cuando estudie o digiera sus alimentos.
También se gastará energía cuando se deba mantener una diferencia de
concentración de un ion, por ejemplo, entre los dos lados de una
membrana celular. Se liberará calor siempre que se realice un trabajo y
también para mantener una temperatura corporal diferente a la del medio
exterior.
INDICE – Parte 1 Pág
1.1 EL HOMBRE COMO SISTEMA
FISICOQUIMICO 1
1.2 EL AGUA CORPORAL TOTAL
- Los indicadores y el método de
dilución
- Influencia de la edad y el sexo en el
agua corporal total
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1.3 LOS COMPARTIMIENTOS EXTRA
E INTRACELULARES 5
1.4 ENTRADAS Y SALIDAS DE LOS
COMPARTIMIENTOS CELULARES
- Distribución de las sustancias entre los
compartimientos
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1.5 COMPOSICION DE LOS
COMPARTIMIENTOS CORPORALES
- Dispersiones de sólidos en agua
- Masa y concentración
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1.6 CANTIDAD DE SUSTANCIA Y
SOLUCIONES MOLARES
- Soluciones molares
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Cap 1 Parte 1 p. 1
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¡Descarga El Agua Corporal: Composición y Compartimentos y más Apuntes en PDF de Fisiología Humana solo en Docsity!

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1.1 EL HOMBRE COMO SISTEMA FISICOQUIMICO

En las ciencias morfológicas, como la histología y la anatomía, los estudiantes reciben una instrucción basada, fundamentalmente, en la descripción de las formas, características y relaciones entre los órganos y tejidos, En FISIOLOGIA deberán aprender cómo, por qué, de qué manera esos órganos funcionan

. Deberán llegar a comprender los mecanismos por los cuales el hombre camina, piensa, se emociona, se reproduce. También deberán aprender cómo reaccionan los tejidos, los órganos y el hombre en su totalidad, frente a cambios en el medio exterior y en el medio que rodea sus células. Deberá comprender, en última instancia, cómo y por qué el hombre VIVE.^ Para poder aproximarnos a algo tan complejo es conveniente utilizar un modelo simple, basado en dos conceptos elementales: a) El hombre está compuesto, en un 60-65%, por AGUA y, desde el punto de vista fisicoquímico, puede ser considerado una solución cuyo SOLVENTE es agua y cuyos SOLUTOS son Ias proteínas, la glucosa, la urea, el sodio, el cloruro, el potasio, etc., disueltos en ella. No interesa, a los fines de este modelo, que el tejido óseo tenga sólo 22 % de agua o que la piel tenga 72% de agua: el CUERPO de un adulto tiene agua en una proporción igual al 60-65% de su peso corporal.^ b) El hombre es una máquina capaz de transformar una forma de energía en otra. Así, toma la energía química almacenada en los alimentos y la utiliza para producir CALOR y TRABAJO. Habrá gasto de energía cuando el hombre realice una contracción muscular, cuando respire, cuando su sangre circule, cuando estudie o digiera sus alimentos. También se gastará energía cuando se deba mantener una diferencia de concentración de un ion, por ejemplo, entre los dos lados de una membrana celular. Se liberará calor siempre que se realice un trabajo y también para mantener una temperatura corporal diferente a la del medio exterior. INDICE – Parte 1 Pág 1.1 EL HOMBRE COMO SISTEMA FISICOQUIMICO

1.2 EL AGUA CORPORAL TOTAL -^

Los indicadores y^ el método de dilución - Influencia de la edad y el sexo en el agua corporal total

1.3 LOS COMPARTIMIENTOS EXTRA E INTRACELULARES

1.4 ENTRADAS Y SALIDAS DE LOS

COMPARTIMIENTOS CELULARES

  • Distribución de las sustancias entre los compartimientos

1.5 COMPOSICION DE LOS^ COMPARTIMIENTOS CORPORALES - Dispersiones de sólidos en agua - Masa y concentración

1.6 CANTIDAD DE SUSTANCIA Y

SOLUCIONES MOLARES

  • Soluciones molares

Cap 1 Parte 1 p. 1

1.2 AGUA CORPORAL TOTAL^ Reducido, de este modo, el hombre a un sistema simple, hay que precisar sus Iímites: decir lo que es adentro y lo que es afuera

. En la Fig.

el hombre está representado por su

COMPARTIMIENTO

CORPORAL, que está separado del exterior por EPITELIOS. Así, la mucosa del tracto digestivo, la del aparato respiratorio y la del sistema renal son los límites del compartimiento corporal. Es a través estos epitelios que el hombre intercambia agua, sales, oxígeno, dióxido de carbono, calor, glucosa y todo lo que necesita para la vida. Una persona puede tragar algo, pero esto seguirá estando "afuera" hasta que no haya pasado el epitelio intestinal y^ se encuentre "adentro", en el interior del compartimiento corporal. Del mismo modo, la orina está fuera del compartimiento corporal desde el mismo momento que sale del extremo distal de los túbulos colectores renales, aun cuando después se almacene en Ia vejiga. En un hombre de 70 kg se puede decir que su compartimiento corporal está compuesto por 42 litros de agua y 26 kg de solutos. Para decir esto hemos considerado que el 60% del peso corporal es agua y que 1 kg de agua es igual a 1 litro de agua. Entonces, el AGUA CORPORAL TOTAL es: 70 kg. 0,6 = 42 kg = 42 litros de agua. De los solutos, las proteínas representan el 16% del peso corporal, las sustancias minerales el 7% y las grasas el 15%.

-^ Peso húmedo / peso seco y agua corporal total Si alguien desea saber el contenido de agua de un trozo de hígado, por ejemplo, lo que deberá hacer es pesarlo en una balanza inmediatamente después de extraído (PESO HÚMEDO) y colocarlo luego en una estufa para evaporar el agua que está contenida en él. Cuando el peso del tejido alcanza un valor constante, se considera que se ha llegado al PESO SECO. La relación: [1 - (peso seco/peso húmedo)]. 100 le dará el porcentaje de agua. FIG. 1.1 REPRESENTACION ESQUEMATICA DEL ESPACIO CORPORAL CON SUS LIMITES EPITELIALES Cap 1 Parte 1 p. 2

- Influncia de la constitución corporal y el sexo sobre el agua corporal total. En la práctica médica diaria no es posible medir, en cada uno de los pacientes, el agua corporal total inyectándole agua tritiada u^ otro indicador. Es un procedimiento relativamente sencillo, pero que requiere de un personal y un laboratorio especializado. Por eso se suele aceptar que TODO individuo adulto y sano tiene un agua cor- poral total que es aproximadamente igual al 60% de su peso corporal. Este razonamiento tiene el inconveniente de no tomar en cuenta las variaciones por edad, constitución y sexo del individuo. Edad

:^

Un niño recién nacido tiene un porcentaje de agua, con respecto a^ su peso, del

mientras que en un anciano éste porcentaje declina hasta ser del 51%. El "signo del pliegue" se obtiene tomando, entre el pulgar y^ el índice, una porción de la piel del antebrazo, por ejemplo. Si queda formado un pliegue, para un pediatra es una señal de deshidratación en un niño, mientras que esto es normal en un anciano. En ambos casos indicará la pérdida de agua de la piel y, muy posiblemente, de todo el compartimiento corporal. Constitución : Los OBESOS tienen, con respecto a su peso, un porcentaje de agua corporal menor que un individuo de su misma edad, sexo y altura, pero de una constitución normal. Este menor porcentaje es debido a la diferente masa de tejido adiposo en uno y en otro. Mientras el músculo, por ejemplo, tiene hasta un 75% de agua, el tejido adiposo sólo tiene el 10% de su peso como agua. Si, como se dijo, un adulto tiene el 15% de su peso como grasa, esto significa, para una persona de 70 kg, 10,5 kg de lípidos, en los que habrá 1,05 litros agua. Si esa persona, que debería pesar 70 kg, pesa, por ejemplo, 100 kg, tiene un sobrepeso de 30 kg y la casi totalidad de esos 30 kg están formados por grasa. Entonces, no tendrá 60 litros de agua corporal, sino (70. 0,6) = 42 litros más (30. 0,1 ) = 3 Iitros. Así, estos 45 litros de agua corporal del obeso sólo representan el 45% de su peso. Este razonamiento es fundamental cuando, en las salas de cirugía, por ejemplo, se debe mantener el balance hídrico de un obeso. Cap 1 Parte 1 p. 4

Existen procedimientos destinados a conocer Ia

MASA MAGRA

, o masa corporal desprovista de grasa, de un individuo. Estos van desde la estimación del peso específico (la relación masa/volumen del sujeto), hasta Ia medición de Ia masa muscular con (^42) K, un isótopo radiactivo del potasio. Por lo general bastará encontrar, en las tablas, cuál es el peso que le corresponde a su edad, sexo y altura. A partir de ese PESO TEORICO se calculará, entonces, el agua corporal como el 60% del peso. Sexo : En la mujer adulta, el porcentaje de grasa es algo mayor que en un hombre de su misma edad, altura y peso. Por lo tanto, el porcentaje de agua de una mujer es algo menor que el de un hombre. Sin embargo. no hay inconveniente en tomar la cifra de 60% como válida para ambos sexos. 1.3 COMPARTIMIENTOS EXTRA E INTRACELULARES^ El COMPARTIMIENTO CORPORAL, que describimos como formado por el agua corporal total y los solutos totales, separado del medio exterior por los epitelios , se encuentra, a su vez, dividido en dos grandes compartimientos: el COMPARTIMIENTO lNTRACELULAR y el COMPARTIMIENTO EXTRACELULAR.^ Si el agua corporal total de un adulto de 70 kg es de 42 litros, 28 litros estarán dentro de las células, formando el agua intracelular y 14 litros estarán fuera de las células, formando el agua extracelular. Con respecto al peso corporal, se puede decir que el agua extracelular es el 20% del peso corporal y el agua intracelular es el 40% del peso corporal (Fig. 1.4).

A

su vez, el agua extracelular está distribuida en dos compar- timientos: el INTRAVASCULAR, formado por el volumen contenido dentro del árbol vascular y el lNTERSTICIAL, el comprendido entre las membranas celulares, por un lado, y la pared de arterias, venas y capilares, por el otro.^ El volumen de cada uno de estos compartimientos puede de ser determinado usando técnicas de dilución similares a las descriptas para el agua corporal total. En cada caso. como muestra la Fig. 1.5, será cuestión de elegir apropiadamente el lNDlCADOR. FIG. 1.4 REPRESENTACION ESQUEMATICA DE LA PROPORCION DE SOLIDOS Y AGUA EN UN HOMBRE ADULTO Cap 1 Parte 1 p. 5

TABLA 1.I DISTRIBUCION DEL AGUA CORPORAL DE UN ADULTO DE 70 kg

AGUA TOTAL

INTRACELULAR

EXTRA-

CELULAR

INTRA-

VASCULAR

INTERSTICIAL

% DEL PESO

LITROS

La Tabla 1.1 resume, en un adulto, la distribución del agua corporal en los distintos compartimientos. 1.4 SALIDAS Y ENTRADAS DE LOS COMPARTIMIENTOS

CORPORALES

Los compartimientos corporales no son compartimientos cerrados y, como se muestra en la Fig. 1.7, hay un permanente movimiento de agua y solutos entre ellos y entre el compartimiento corporal y el exterior. Debe notarse que toda sustancia que

INGRESA

al compartimiento corporal, ya sea por vía digestiva o respiratoria, debe atravesar, forzosamente, para llegar al intersticial y a las céIulas, el compartimiento intravascular. Del mismo modo, toda sustancia que EGRESA del compartimiento corporal, ya sea por vía digestiva, respiratoria, urinaria o a través de Ia piel, también debe atravesar el compartimiento intravascular para alcanzar el exterior. _________________________________________________________ FIG.1.6 HEMATOCRITO ( H t ). EN UN TUBO SE COLOCA LA MUESTRA DE SANGRE Y SE CENTRIFUGA. EL SOBRENADANTE ESTARA FORMADO POR PLASMA Y EL SEDIMENTO POR ERITRICITOS. EN UNA PERSONA NORMOHIDRATADA, LA PROPORCION DE DE ERITROCITOS/PLASMA ES DE 45% Y SE REDUCE EN LAS ANEMIAS. EL H t AUMENTA EN LAS DESHIDRATACIONES Cap 1 Parte 1 p. 7

Es importante recordar que, aunque el compartimiento intravascular, y en especial el agua plasmática, es la VIA OBLlGADA para el paso de todas las sustancias que entran y salen del organismo, éste es sólo una pequeña parte de todo el compartimiento corporal. Es habitual extraer, en un paciente, una muestra de sangre por punción de una vena del pliegue del codo, analizar la CONCENTRACION de una determinada sustancia disuelta en el agua plasmática y procurar estimar la situación de esa sustancia en todo el compartimiento corporal. Más aún, es frecuente, a partir de esa muestra, inferir conclusiones sobre el estado de salud o enfermedad del individuo. Esto sólo será posible, hasta cierto punto, si se conoce cómo esa sustancia se DISTRIBUYE entre los distintos compartimientos. FIG. 1. EL INTRAVASCULAR ES LA VIA DE ENTRADA Y SALIDA DE AGUA, SOLUTOS Y GASES AL COMPARTIMIENTO CORPORAL. A) EL AGUA Y LOS ALIMENTOS ENTRAN POR LA BOCA AL TUBO DIGESTIVO. ALLI SON ABSORBIDOS, PASANDO AL ESPACIO INTERSTICIAL A TRAVES DE LA PARED DE LOS CAPILARES Y DE ALLI AL INTRACELULAR (IC) A TRAVES DE LAS MEMBRANAS CELULARES. EL AGUA Y LOS PRODUCTOS DEL METABOLISMO PASAN DE LAS CELULAS AL INTERSTICIAL Y DE ALLI AL INTRAVASCULAR, DE DONDE SON EXCRETADOS POR VIA RENAL Y DIGESTIVA. B) LOS GASES ATMOSFERICOS SIGUEN UN CAMINO SIMILAR, SIENDO ABSORBIDOS Y ELIMINADOS POR VIA PULMONAR. C) LAS GLANDULAS SUDORIPARAS PERMITEN LA ELIMINACION DE CALOR DEL AGUA QUE TOMAN DEL PLASMA Cap 1 Parte 1 p. 8

intervalos, diferencias de concentración de agua entre uno y otro compartimiento. 1.5 COMPOSICION DE LOS COMPARTIMIENTOS BIOLOGICOS Para comprender por qué puede haber una diferente relación entre un SOLUTO determinado y^ el

SOLVENTE

(agua), en los distintos compartimientos, se hace necesario conocer: a) Qué tipo de DISPERSION forma la sustancia en el compartimiento. b) Qué MASA y qué CONCENTRACION hay de esa sustancia. c) Qué FLUJO hay de esa sustancia entre los compartimientos. d) Qué FUERZA IMPULSORA gobierna esos movimientos. - Dispersiones de sólidos en agua en los compartimientos Los términos soluto y solvente se han usado, hasta ahora, de un modo muy general, para indicar, en el primer caso, la sustancia que se encuentra en menor proporción y, en el segundo (obligatoriamente agua para los compartimientos biológicos), la que se encuentra en mayor proporción. Estrictamente hablando, el agua no es un solvente para los glóbulos rojos, por ejemplo, en la medida en que estos no se disuelven en el agua, sino que se encuentran suspendidos en ella. En fisicoquímica se suele clasificar a las mezclas o DISPERSIONES de sustancias en agua, como: 1) Suspensiones groseras. 2) Suspensiones coloidales. 3) Soluciones verdaderas. En Ia TABLA 1.ll se muestran algunos elementos que diferencian una de otra a^ estas dispersiones. Sin embargo, la clave está en el TAMAÑO de las partículas del soluto y su ESTABILIDAD. Así, en la sangre, los glóbulos rojos forman una suspensión grosera y bastará dejar en reposo un tubo con sangre para ver que los glóbulos sedimentan, se van hacia el fondo, separándose la sangre en dos fases: PLASMA y GLOBULOS. Si ahora, en ese plasma, se quiere separar Ias proteínas, que están formando una suspensión coloidal, en el agua plasmática, se verá que estas no sedimentan espontáneamente LOS PUNTOS a) y b) referidos a las características de las soluciones son tratados en este capítulo mientras que los puntos c) y d), que tienen que ver con el movimiento de soluto y de solvente serán tratados en el capítulo 2 Cap 1 Parte 1 p. 10

TABLA 1.II CLASIFICACION DE LAS DISPERSIONES AGUA - LIQUIDO

Diámetro de las^ partículas (nm)

Visibilidad de las

partículas

Estabilidad

Difusión a^ través de membranas

Suspensiones

groseras

mayor de 100

Buena

Escasa

Nula

Suspensiones

coloidales

1 a 100

sólo al

ultramicrsocopio o^ al m. electrónico

Regular

Escasa

Soluciones

menor de 1

Nula

Buena

Buena

Sin embargo, si se agrega un ácido al plasma, se formarán agregados proteicos y la suspensión pasará de coloidal a grosera, con lo que las proteínas PRECIPITAN. Por último, si se quiere separar el Na +^ o el Cl

-^ del agua plasmática, se verá que éstos no sedimentan, no se forman dos fases y sólo por procedimientos más enérgicos, como la destilación, por ejemplo, se logra separar el agua y los iones. Esto se debe a que están formando una solución verdadera. - Masa y concentración - Masa: La unidad de MASA en el Sistema lnternacional (Sl) es el kilogramo (kg), pero, en Medicina, solo se usará esta unidad cuando se quiera, por ejemplo, expresar el peso de un individuo. También se puede usar para expresar Ia masa de agua de una solución, pero, por lo general, para indicar cantidades de solutos es más habitual usar gramos (g) o miligramos (mg), por ser unidades más apropiadas. -^ Volumen : La unidad de VOLUMEN en el Sl es el metro cúbico (m

pero resulta más conveniente usar el decímetro cúbico (dm 3 ) y el centímetro cúbico (cm 3 ). Estas unidades de volumen deberán ir reemplazando al tradicional litro (L) y mililitro (mL). Una unidad muy usada en Medicina es el decilitro (dL), igual a 100 mL o 100 cm

- TABLA 1.III

UNIDADES DE MASA – gramos (g) kilogramo (kg) gramo (g) miligramo (mg) microgramo ( μg) nanogramo (ng)

3 1 10

- 10 - 10 - UNIDADES DE VOLUMEN cm 3 litros centímetro cúbico (cm

  • decímetro cúbico (dm

litro (L)

decilitro (dL)

  • mililitro (mL)
  • microlitros ( μL)
  • milimetro cúbico (mm

  • nanolitro (nL)

  • Cap 1 Parte 1 p. 11

El concepto de propiedad intensiva puede, quizás, ser mejor entendido si se recuerda que la TEMPERATURA es una propiedad intensiva, mientras que el CALOR es una propiedad extensiva

.^

Una aguja de coser puede tener la misma temperatura que un bloque de acero de una tonelada, pero su calor es infinitamente más pequeño. Si del bloque se extrae una masa, ya sea de 1 gramo o de 100 kg, la temperatura será, en ambos, la misma. Esto también ocurre con la concentración: si la solución es homogénea, la concentración será la misma para cualquier volumen. - Concentración y masa de un soluto en un paciente: Si, como se dijo (pág.9), la urea está homogéneamente distribuida en los compartimientos biológicos, su concentración será la misma en el intracelular y el extracelular. Esto no quiere decir, por supuesto, que la masa de urea en cada uno de ellos sea la misma, ya que el volumen intracelular es el doble del volumen extracelular. Imaginemos que al hospital llega un paciente con una insuficiencia renal crónica, una enfermedad que determinó, como signo característico, un aumento de la concentración de urea en plasma. Supongamos que en este caso la concentración medida de urea es de 0,9 g/L, tres veces superior a lo normal. Podríamos limitarnos a decir que la concentración es... ALTA. Sin embargo, como sabemos que la urea se distribuye sin restricciones por todos los compartimientos, podemos ecir que el paciente tiene 0,9 g gramos de urea por cada litro de agua corporal

.^

Si el paciente pesa, por ejemplo, 70 kg, tendrá 42 litros de agua corporal y 37,8 g de urea en TODO su cuerpo. ¿Cuánto debería tener si estuviera sano? Multiplicando la concentración normal de 0,3 g/L por 42 litros daría una

MASA

normal de

g. El médico que trate al paciente debe pensar que, cualquiera sea el tratamiento que use, debe sacar del paciente (37,8 g - 12,6 g) = 25,2 g de +urea. Esto es más lógico que limitarse a decir que hay que "bajarle" la urea.

COMO SE PREPARA UNA SOLUCION

Las expresiones g/L ó mg / 100 mL y, más aún la muy usada “%”, como indicación de una solución, suelen crear dudas sobre cómo se hace para prepararlas en el laboratorio. ¿Cuál es la masa y cuál es el volumen que hay que poner para preparar una solución de glucosa al

Básicamente será cuestión de pesar

gramos de glucosa, ponerlos en un matraz de 100 mL y agregar agua hasta la marca. En la medida que la glucosa que esta en el matraz ocupa un volumen, el agua agregada será menor a^ los

mL, pero no es necesario saber cuanta agua se puso. La expresión

indica que hay

g de glucosa por cada 100 mL de SOLUCION y que esta está formada por el volumen del soluto y^ el volumen del solvente. Los productos farmacéuticos y^ las recetas magistrales se preparan de ese modo y así el “recipe” o “receta” de la solución al 5% diría: Rp/ glucosa ……..…. 5 g agua agua destilada csp ……. 100 mL donde csp quiere decir “cantidad suficiente para”, el volumen necesario para completar los 100 mL. Sabiendo que la concentración es una propiedad intensiva, será cuestión de preparar, manteniendo la concentración constante, el volumen de solución que se desee. Si se necesitan 500 mL de solución al 5% se pesaran 25 g de glucosa y se agregará agua hasta

mL, si se necesitan 10 litros se pesarán 500 g, etc. Cap 1 Parte 1 p. 13

1.6 CANTIDAD DE SUSTANCIA Y SOLUCIONES MOLARES

- Concepto de mol: Las concentraciones expresadas como "gramos por litro", (g/L), o cualquiera de sus variantes, son de uso cotidiano en medicina. Sin embargo, tienen el grave inconveniente de no permitir conocer, inmediatamente, el número de moléculas de solutos que hay una cierta unidad de volumen. Supóngase que tenemos 2 soluciones: una de glucosa al 5% (5 g/100 cm 3 ó 5 g/dL) y otra de urea, también al 5%. No habrá duda que la MASA de glucosa, por unidad de volumen, será igual a la MASA de urea por unidad de volumen. Lo que no se puede afirmar es que el número de MOLECULAS de glucosa sea igual al número de MOLECULAS de urea. Imaginemos que, como muestra la Fig.

una membrana, con propiedades parecidas a las de una membrana celular, separa en dos compartimientos el volumen de un recipiente. En el recipiente de arriba (A) hay glucosa al 5% en el lado 1 y agua en el lado 2. En el de abajo (B) hay urea al 5% en el lado 1 y agua en el lado 2. Como se verá más tarde, en sistemas como éste se pueden describir fenómenos como difusión, ósmosis, transporte activo, etc. En TODOS ellos, el fenómeno estará relacionado con el

NUMERO

DE

MOLECULAS,

ATOMOS,

IONES

y, en general,

PARTICULAS

de solutos y de agua que hay cada uno de los compartimientos. En este caso hay la misma masa por unidad de volumen de glucosa que de urea, pero hay 3 veces más moléculas de urea, por unidad de volumen, que de glucosa. Esta afirmación de que hay más moléculas de urea que de glucosa viene del concepto de MOL. Así, 1 mol de CUALQUIER SUSTANCIA tiene el mismo número de moléculas, átomos, iones o, para usar una expresión general, partículas. Actualmente se define al mol como:^ 1 MOL ES LA CANTIDAD DE SUSTANCIA DE UN SISTEMA QUE

CONTIENE TANTAS UNIDADES ELEMENTALES COMO

ATOMOS HAY EN 0,012 kg DE CARBONO-12. De allí podemos deducir: 12 g (0,012 kg) es el peso atómico del carbono-12, el elemento que se toma como base para determinar el peso atómico de todos los otros elementos. Por lo tanto, un mol de cualquier sustancia es una cantidad de esa sustancia, expresada

EN

ESTE

MOMENTO

USTED

DEBE

RESOLVER

EL

PROBLEMA

CON

SUS

PARTES

PLANTEADO

AL

FINAL DEL CAPITULO

FIG. 1.9 DOS SOLUCIONES, UNA DE UREA Y OTRA DE GLUCOSA, TIENEN CONCENTRACIONES IGUALES SI SE LAS EXPRESA COMO MASA/VOLUMEN, PERO SON DIFERENTES SI SE LAS CALCULA COMO MOLES/LITRO Cap 1 Parte 1 p. 14

0,83 mol. 6,02. 10 23 moléculas/mol = 4,99. 10 23 moléculas de urea por Iitro de solución. En la solución de glucosa al 5% hay 5 g de glucosa por cada 100 cm 3 o 50 g de glucosa por cada litro de solución. De ese modo: 160 g/L ......... 1 mol/L de glucosa^ 50 g/L ......... x = 0,277 mol/L de glucosa Esto equivale a tener 1,66. 10 23 moléculas de glucosa por litro de solución. En la Fig. 1.9, en el lado

del recipiente B hay MAS moléculas de soluto que en el lado 1 de recipiente A. La relación de los pesos moleculares es: pm glucosa

pm urea

y la relación del número de moléculas es: número de moléculas de urea/L

23  =  =

número de moléculas de glucosa/L

23 Como se ve, cuanto MAYOR es el peso molecular de la sustancia, MENOR será el número de partículas por UNIDAD DE MASA. En general: (pm sustancia) 1 (N° de partículas sustancia) 2  =  (pm sustancia) 2 (N° de partículas sustancia) 1 Por eso, al comienzo de esta discusión. afirmamos que había 3 veces más moléculas de urea que de glucosa, a pesar de que las concentraciones, en gramos por litro, eran iguales. Cap 1 Parte 1 p. 16

- Soluciones molares Como se comprende, Ias SOLUCIONES EXPRESADAS EN MOLES son soluciones, como cualquiera de las que señalamos antes, en las que hay una masa de sustancia disuelta en un volumen . La única diferencia es que hay que realizar un CALCULO PREVIO para saber cuanta masa hay que colocar en el matraz para obtener una determinada concentración en moles. Así, como vimos, una solución de glucosa al 5% es una solución que tiene 0,277 moles por litro y se dirá: "Solución de glucosa: 0,277 mol/L". Es poco frecuente usar, en Medicina, soluciones de una concentración tan alta como para tener que hablar de MOLES por litro. Lo habitual es que la sustancia se encuentre en los líquidos orgánicos en concentraciones del orden de los MILIMOLES (1 mmol = 10 -^ mol ) y, así, la solución de glucosa será de 277 mmol/L. Una notación muy conveniente, sobre todo cuando se quieren evitar confusiones en las ecuaciones, es decir: 277 mmol/L = 277 mmol. L

También, de acuerdo al Sl: 277 mmol. dm 3 = 277 mmol. dm

Recordando la propiedad intensiva de las soluciones, esta concentración se puede expresar de muchas maneras: 277 mmol/L = 277 μmol/mL = 0,277 mmol/mL = 0,277 μmol/μL El término SOLUCION MOLAR se usa para definir la solución que tiene una cierta cantidad de moles por litro de solución y, en nuestro caso, se diría "solución de glucosa 0,277 molar" ó 0,277 M. Aunque ésta forma de expresar es muy usada, es preferible señalar siempre las unidades (0,277 mol/L). EN ESTE MOMENTO USTED DEBE RESOLVER EL PROBLEMA 2, CON SUS 4 PARTES, PLANTEADO AL FINAL DE ESTE CAPITULO^ FF IINN DD EE LL AA PP AA RR TT EE (^11) DD EE LL C^ C AA PP ITIT UU LL OO 11 C^ C OO NN TT ININ UU AA PP AA RR TT EE 22 Cap 1 Parte 1 p. 17