Biomoléculas inorgánicas: el agua
Agua
El agua es la sustancia más abundante en la materia viva, oscilando su proporción entre el 20% y más del 90%, dependiendo de la especie de organismo, el tejido u órgano y también el estado metabólico y la edad del individuo. Así, en el ser humano, el tejido óseo apenas contiene ese 20% de agua mencionado antes (la dentina contiene aún menos: en torno al 10%), mientras que el tejido nervioso puede superar el 85%. Igualmente, el contenido en agua varía con la edad, tanto celular como del individuo, siendo máximo en embriones y reduciéndose a lo largo de la vida.
El agua se obtiene del medio externo, con el que hay un intercambio continuo, y también se produce como resultado de multitud de reacciones metabólicas, en las que interviene como un metabolito más.
Propiedades del agua
Como se ha visto en el apartado dedicado a la descripción del enlace por puente de hidrógeno, la molécula de agua es asimétrica y, aunque es eléctricamente neutra, la disposición de los átomos de hidrógeno y la elevada electronegatividad del oxígeno, que atrae fuertemente los electrones de los enlaces hacia él, hacen que exista un exceso de carga negativa sobre el átomo de oxígeno y un exceso de carga positiva sobre los de hidrógeno (véase ilustración a continuación).
Esa disposición de las cargas hace que la molécula se comporte como un dipolo y hace que el agua sea una sustancia polar. Las moléculas de agua interaccionan entre sí mediante atracciones electrostáticas y se establecen puentes de hidrógeno:
 |
 |
|
| Molécula de agua (cmm) | Enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua (cmm) |
Aunque estos enlaces no son fuertes, su elevado número hace que el agua posea una gran cohesión interna y explica muchas de sus propiedades tan particulares:
- Gran fuerza de cohesión entre las moléculas que hace que el agua sea líquida a temperatura ambiente. Compuestos covalentes similares, como el metano (CH4) o el amoníaco (NH3), son gases a esa temperatura.
- Elevado calor de vaporización: el paso de líquido a vapor requiere una gran cantidad de energía para romper todos los enlaces de hidrógeno, por lo que el agua absorbe mucho calor al cambiar de estado y es un excelente refrigerante del organismo.
- Elevado calor específico.El calor específico es la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de una sustancia. En el caso del agua, parte de esa energía es empleada en romper los enlaces de hidrógeno, por lo que aumenta relativamente poco la temperatura. De esta manera, el agua actúa como regulador térmico del organismo amortiguando los cambios de temperatura frente a los cambios bruscos de la temperatura ambiente.
- Mayor densidad en estado líquido que en estado sólido porque al pasar a estado sólido se forman todos los posibles enlaces de hidrógeno entre las moléculas (cuatro por cada una) formando un retículo que ocupa más volumen, por lo que el hielo es menos denso que el agua líquida. Que el hielo flote sobre el agua tiene gran importancia en la naturaleza ya que forma una capa superficial aislante que permite la vida bajo él en el océano, ríos y lagos.
- Elevada constante dieléctrica que favorece la disolución de sustancias iónicas al facilitar su disociación en cationes y aniones que son rodeados por los dipolos de las moléculas de agua manteniéndolos estabilizados en la disolución.
Funciones del agua
Gracias a las propiedades que se derivan de la estructura molecular del agua, ésta desempeña funciones imprescindibles para la vida:
| Disolvente | El agua disocia los compuestos iónicos y también establece enlaces de hidrógeno con moléculas orgánicas que contienen grupos polares, como aminoácidos, glúcidos, algunas proteínas y otras. El agua es el medio en que ocurren las reacciones metabólicas. |
| Metabólica | El agua interviene como reactivo en muchas reacciones metabólicas, por ejemplo en la hidrólisis o en la fotosíntesis como fuente de H+. |
| Transportadora |
Realiza el transporte de sustancias en el medio interno de los seres vivos y también actúa como vehículo de intercambio con el medio, facilitando la adquisición de nutrientes y la eliminación de sustancias de desecho. La capilaridad contribuye al ascenso de la savia bruta en los vasos leñosos de las plantas. |
| Estructural | La elevada cohesión del agua hace que pueda dar volumen a las células (turgencia) e incluso actúa como esqueleto hidrostático en algunos invertebrados como los anélidos. |
| Termorreguladora | El elevado calor específico del agua permite que actúe como regulador térmico atenuando las variaciones de temperatura de los organismos. Por otra parte, el elevado calor de vaporización supone un mecanismo de refrigeración al evaporar agua en la superficie corporal. |
| Amortiguación mecánica | Por ser un líquido incompresible puede actuar en las articulaciones móviles de los vertebrados evitando la fricción directa entre los huesos (líquido sinovial). |
Obra publicada con Licencia Creative Commons Reconocimiento No comercial Compartir igual 4.0
