Bioelements: Funcions i Propietats

• Formen entre ells enllaços covalents amb facilitat, en compartir els electrons de les seues capes més externes. El C, N, i O poden compartir més d'un parell d'electrons, formant enllaços dobles o triples, originant estructures complexes com a cadenes lineals, ramificades o anells. Són els elements més lleugers amb capacitat de formar enllaços covalents molt estables.

A causa de la configuració tetraèdrica dels enllaços de C, els diferents tipus de molècules orgàniques tenen estructures tridimensionals.

Funcions de l'aigua en els éssers vius

Funció dissolvent i de transport. Permet que siga el mitjà de transport de les substàncies i el medi on tenen lloc quasi totes les reaccions biològiques, com la digestió dels aliments i de la distribució dels nutrients resultants. Funció bioquímica. L’aigua intervé en nombroses reaccions químiques, per exemple en la hidròlisi que té lloc durant la digestió dels aliments i en la fotosíntesi, com a font d’hidrogen. Funció estructural. El volum i la forma de les cèl·lules que no estan envoltades de membrana rígida es mantenen gràcies a la pressió que exerceix l'aigua interna. Funció d’amortidor mecànic. Per exemple, els vertebrats tenen en les articulacions mòbils bosses de líquid sinovial que eviten el fregament entre els ossos. Funció termoreguladora. És deguda a la seua elevada calor específica i a la seua elevada calor de vaporització. Per exemple, els animals, quan suen, expulsen aigua, la qual, per evaporar-se, pren calor del cos i, com a conseqüència, aquest es refreda.

Pressió osmòtica

És la que es desenvolupa en dissolucions aquoses separades per membranes semipermeables, que són aquelles que es deixen travessar per l'aigua però no pels soluts dissolts en ella. Les membranes cel·lulars funcionen com si foren semipermeables. A causa de la pressió osmòtica, les concentracions d'ambdues dissolucions tendeixen a igualar-se, passant l'aigua de la dissolució menys concentrada i per tant més diluïda a la més concentrada diluint-la.

• Isotònica: el medi extern té la mateixa concentració que el citoplasma, l'aigua entra i ix en la mateixa quantitat i la cèl·lula no es deforma.
• Hipotònica: el medi extern té menor concentració que el citoplasma cel·lular. L'aigua entra a la cèl·lula per a equilibrar les concentracions. La cèl·lula s’unfla: turgescència (o turgència). En cèl·lules animals pot arribar a explotar (hemòlisis en la sang); en cèl·lules vegetals la paret cel·lular evita que explote.
• Hipertònica: major concentració salina que la de l'interior cel·lular. L'aigua ix de la cèl·lula per a equilibrar les concentracions. La cèl·lula s’arruga: plasmòlisis. En cèl·lules vegetals la paret cel·lular manté la forma cel·lular.

Regular el pH

El sistema amortidor bicarbonat (HCO3- / H2CO3) en el medi extracel·lular. El sistema amortidor fosfat (H2PO4- / HPO42-) en el medi intracel·lular. En el plasma sanguini, el CO2 procedent del metabolisme cel·lular es combina de manera reversible, amb H2O i s’origina H2CO3: CO2 + H2O = H2CO3.

L’àcid carbònic és un àcid feble que també pot dissociar-se en ions: H2CO3 = HCO3- + H+. L’equilibri d’aquest sistema està determinat per l’equació següent: CO2 + H2O = H2CO3 = HCO3- + H+. Quan es produeix un augment de la concentració d’ions H+, l’equilibri es desplaça cap a l’esquerra i s’elimina a l’exterior l’excés del CO2 produït. Si, per contra, disminueix la concentració de H+, l’equilibri es desplaça en sentit contrari i es pren CO2 de l’exterior.

En el sistema amortidor fosfat, les dues espècies són l’ió dihidrogenfosfat (H2PO--) i l’ió monohidrogenfosfat (HPO42-). El seu equilibri està determinat per l’equació següent: H2PO4- + H2O = HPO42- + H3O+. Quan es produeix un augment de la concentració d’ions H3O+, l’equilibri es desplaça cap a l’esquerra; si, per contra, se’n produeix una disminució, l’equilibri es desplaça en sentit contrari.