Tareas

Nota periodística, producción y consumo de alimentos.

Investigación: LOS GLÚCIDOS

1.      Concepto de glúcido

Los glúcidos son biomoléculas formadas básicamente por carbono, hidrógeno y oxígeno. Se les suele llamar hidratos de carbono o carbohidratos. Este nombre es en realidad poco apropiado, ya que se trata de átomos de carbono unidos a grupos alcohólicos (-OH), llamados también radicales hidroxilo, y a radicales hidrógeno (-H). en todos los glúcidos siempre hay un grupo carbonilo, es decir, un carbono unido a un oxígeno mediante un doble enlace. El grupo carbonilo puede ser un grupo aldehído (-CHO) o un grupo cetónico (-CO-). Así pues, los glúcidos pueden definirse como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas.

2.      Clasificación de los glúcidos

Los glúcidos se clasifican según el número de átomos de carbono que contengan. Se distinguen los siguientes tipos:

·         Monosacáridos, de 3 a 8 átomos de carbono.

·         Oligosacáridos, de 2 a 10 monosacáridos. Los más importantes son los disacáridos (unión de 2 monosacáridos).

·         Polisacáridos, de más de 10 monosacáridos.

LOS MONOSACÁRIDOS

Son glúcidos constituidos por una sola cadena polihidroxialdehídica o polihidroxicetónica. Se nombran añadiendo la terminación –osa al número de carbonos (triosa, tetrosa).

·         Propiedades físicas: son sólidos cristalinos, de color blanco, hidrosolubles y de sabor dulce. Su solubilidad en agua se debe a que presenta una elevada polaridad eléctrica.

·         Propiedades químicas: los glúcidos son capaces de oxidarse frente a otras sustancias que se reducen. Otra propiedad química de los glúcidos es su capacidad para asociarse con grupos amino –NH₂.

1.      Triosas

Son glúcidos formados por 3 átomos de carbono. Hay dos triosas: una que tiene un grupo aldehído y otra que tiene un grupo cetónico. La aldotriosa se llama gliceraldehído, y la cetotriosa se llama dihidroxiacetona. La fórmula empírica de ambas es C₃H₆O₃. El gliceraldehído tiene un átomo de carbono asimétrico, es decir, un carbono que tiene sus cuatro valencias saturadas por radicales diferentes. Se pueden distinguir dos isómeros espaciales o estereoisómeros: el D-gliceraldehído, cuando el –OH está a la derecha, y el L-gliceraldehído, cuando el –OH está a la izquierda. Cada uno de estos isómeros espaciales es imagen especular no superponible del otro y se les denomina estructuras enantiomorfas. La presencia de carbonos asimétricos da a estas moléculas la propiedad de la actividad óptica. Al incidir sobre ellas un rayo de luz polarizada, se produce una desviación en el plano de polarización. Si lo desvían hacia la derecha, se llaman dextrógiras y se simbolizan con el signo (+), y si lo desvían hacia la izquierda, se denominan levógiras y se simbolizan con el signo (-).

2.      Tetrosas

Son glúcidos formados por cuatro átomos de carbono. Existen dos aldotetrosas, la treosa y la eritrosa, y una cetotetrosa, la eritrulosa.

3.      Pentosas

Son glúcidos de cinco átomos de carbono. En la naturaleza sólo se encuentran: la D-ribosa, la D-2-desoxirribosa, la D-xilosa, y la L-arabinosa. Entre las cetopentosas cabe citar la D-ribulosa, que desempeña  un importante papel en la fotosíntesis.

4.      Hexosas

Son glúcidos con seis átomos de carbono. Tienen interés en la biología la D-(+)-manosa, la D-(+)-galactosa y la D-(-)-fructosa.

·         Glucosa: es el glúcido más abundante. En la sangre se halla en concentraciones de un gramo por litro. Polimerizada da lugar a polisacáridos con función de reserva energética, como el almidón en los vegetales o el glucógeno en los animales, o con función estructural, como la celulosa de las plantas.

·         Galactosa: se puede hallar en la orina de los animales en forma de b-D-galactosa.

·         Manosa: se encuentra en forma de D-manosa en ciertos tejidos vegetales.

·         Fructosa: se halla en forma de b-D-fructofuranosa en la fruta.

LOS ENLACES N-GLUCOSÍDICO Y O-GLUCOSÍDICO

Hay dos tipos de enlace entre un monosacárido y otras moléculas: el enlace N-glucosídico, que se forma entre un –OH y un compuesto aminado, y el enlace O-glucosídico, que se realiza entre dos –OH de dos monosacáridos.

LOS DISACÁRIDOS

Los disacáridos están formados por la unión de dos monosacáridos, que se realiza de dos formas:

-          Mediante enlace monocarbonílico entre el carbono anomérico del primer monosacárido y un carbono cualquiera no anomérico del segundo. La terminación del nombre del primer monosacárido es –osil y la del segundo monosacárido es –osa.

-          Mediante enlace dicarbonílico, si se establece entre los dos carbonos anoméricos de los dos monosacáridos. La terminación del nombre del primer monosacárido es –osil y la del segundo monosacárido es –ósido.

  

Principales disacáridos con interés biológico:

·         Maltosa. Disacárido formado por dos moléculas de D-glucopiranosa unidas mediante enlace

a(1à 4).

·         Celobiosa. Disacárido formado por dos moléculas de D-glucopiranosa unidas mediante enlace         b(1 à 4).

·         Lactosa. Disacárido formado por una molécula de D-galactopiranosa y otra de D-gluopiranosa unidas por medio de un enlace b(1 à 4).

·         Sacarosa. Disacárido formado por una molécula de a-D-glucopiranosa y otra de b-D-fructofuranosa unidas por medio de un enlace a(1à 2).

·         Isomaltosa.  Disacárido formado por dos moléculas de D-glucopiranosa mediante enlace a(1à 6).

LOS POLISACÁRIDOS

Los polisacáridos están formados por la unión de muchos monosacáridos (puede variar de once a varios miles) mediante enlace O-glucosídico, con la consiguiente pérdida de una molécula de agua por cada enlace. Tienen, pues, pesos moleculares muy elevados.

Pueden desempeñar funciones estructurales o de reserva energética. En los polisacáridos diferenciamos los homopolisacáridos, o polímeros de un solo tipo de monosacárido, y los heteropolisacáridos, cuando en el polímero interviene más de un tipo de monosacárido.

Homopolisacáridos		Heteropolisacáridos
Mediante enlace a	Mediante enlace b	Presentan enlace a
Almidón	Celulosa	Pectina Agar-agar Goma arábiga
Glucógeno	Quitina

1.      Almidón

El almidón es el polisacárido de reserva propio de los vegetales. En el almidón se encuentran unidas miles de moléculas de glucosa, que constituyen una gran reserva energética que ocupa poco volumen. Los depósitos de almidón se encuentran en las semillas y en los tubérculos, como la patata y el boniato. A partir de ellos, las plantas pueden obtener energía sin necesidad de luz. El alidón está integrado por dos tipos de polímeros: la amilosa en un 30% en peso, constituida por un polímero de maltosas unidas mediante enlaces a(1à 4), y la amilopectina en un 70%, constituida por un polímero de maltosas unidas mediante enlaces a(1à 4) con ramificaciones en posición a(1à 6).

2.      Glucógeno

El glucógeno es el polisacárido propio de los animales. Se encuentra abundantemente en el hígado y en los músculos. El glucógeno, al igual que la amilopectina está constituido por un polímero de maltosas unidas mediante enlaces a(1à 4) con ramificaciones en posición a(1à 6), pero con mayor abundancia de ramas. Éstas aparecen, aproximadamente, cada ocho o diez glucosas. Tiene hasta unas 15.000 moléculas de maltosa.

3.      Celulosa

La celulosa es un polisacárido con función esquelética propio de los vegetales. Es el elemento principal de la pared celular. Esta pared constituye una especie de estuche en el que queda encerrada la célula, que persiste tras la muerte de ésta. Las fibras vegetales y el interior del tronco de los árboles están básicamente formados por paredes celulósicas de células muertas. El algodón es casi celulosa pura, mientras que la madera tiene un 50% de otras sustancias que aumentan su dureza. La celulosa es un polímero de b-D-glucopiranosas unidas mediante enlaces b(1 à 4). Cada polímero tiene de 150 a 5.000 moléculas de celobiosas. Estos polímeros forman cadenas moleculares no ramificadas, que se pueden disponer paralelamente uniéndose mediante enlaces de puente de hidrógeno.

4.      Quitina

La quitina es un polímero de N-acetil-D-glucosamina unido mediante enlaces b(1 à 4), de modo análogo a la celulosa. Como ella, forma cadenas paralelas. Es el componente esencial del exoesqueleto de los artrópodos. En los crustáceos se encuentra impregnada de carbono cálcico, lo que aumenta su dureza.

5.      Heteropolisacáridos

Son sustancias que por hidrólisis dan lugar a varios tipos distintos de monosacáridos o de derivados de éstos. Los principales son:

·         Pectina. Se encuentra en la pared celular de los tejidos vegetales. Abunda en la manzana, pera, ciruela y membrillo. Posee una gran capacidad gelificante que se aprovecha para preparar mermeladas.

·         Agar-agar. Se extrae de las algas rojas o rodofíceas. Es muy hidrófilo y se utiliza en microbiología para preparar medios de cultivo.

·         Goma arábiga. Es una sustancia segregada por plantas para cerrar sus heridas.

FUNCIONES GENERALES DE LOS GLÚCIDOS

Los glúcidos son uno de los cuatro principios inmediatos orgánicos propios de los seres vivos. Su proporción en las plantas es mucho mayor que en los animales. En las plantas constituyen con mucho el principal componente orgánico. Se forman directamente en la fotosíntesis. En los seres vivos realizan dos funciones principales:

·         Por lo que respecta a la función energética, el glúcido más importante es la glucosa, ya que es el monosacárido más abundante en el medio interno.

·         En lo que concierne a la función estructural, se ha de destacar la importancia del enlace b. Entre los glúcidos con función estructural podemos citar: la celulosa en los vegetales, la quitina en los artrópodos, la ribosa  y desoxirribosa en los ácidos nucleicos de todos los seres vivos, y los peptidoglucanos en las bacterias.

Otras funciones específicas de determinados glúcidos son la de antibiótico, la de vitamina C, la anticoagulante, la hormonal, la enzimática, y la inmunológica.

BIBLIOGRAFIA

Ville, A. BIOLOGIA (1996). Mc Graw-Hill. 8va. ed. México.

Kimball, J. W. Biología. (1917)Fondo Educativo interamerciano. USA.

Microsoft ® Encarta ® 2006. © 1993-2005 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

Investigación: Quiralidad

La quiralidad es la propiedad de un objeto de no ser superponible con su imagen especular. Como ejemplo sencillo, la mano izquierda humana no es superponible con su imagen especular (la mano derecha). Como contraejemplo, un cubo o una esfera sí son superponibles con sus respectivas imágenes especulares.

Denomino quiral y digo que tiene quiralidad toda figura geométrica, o todo grupo de puntos, si su imagen en su espejo plano, idealmente realizada, no puede hacerse coincidir consigo misma.

En general, un objeto quiral carece de ejes de rotación impropios. Si los posee, sus imágenes especulares son superpuestas.

Es una propiedad de gran interés en química orgánica, en química inorgánica y en bioquímica, donde da lugar a la estereoquímica, a las reacciones estereoespecíficas y a los estereoisómeros.

Esta definición, nos presenta la quiralidad como una propiedad geométrica y dicotómica. Geométrica porque se basa en la aplicación de operaciones de simetría (reflexiones) sobre figuras geométricas o conjuntos de puntos. Dicotómica porque las imágenes especulares pueden ser superponibles mediante rotaciones y traslaciones (es decir, no quirales), o no superponibles (es decir, quirales). No hay término intermedio desde el punto de vista clásico.

Quiralidad molecular y enantiómeros                       

La palabra quiral fue introducida por William Thomson (Lord Kelvin) en 1894 para designar objetos que no son superponibles con su imagen especular. Aplicado a la química orgánica, podemos decir que una molécula es quiral cuando ella y su imagen en un espejo no son superponibles.

 La quiralidad está a menudo asociada a la presencia de carbonos asimétricos. Un carbono asimétrico es aquel que se une a cuatro sustituyentes diferentes. Un ejemplo de carbono asimétrico lo tenemos en la molécula de Bromocloroyodometano. El carbono está unido a bromo, cloro, yodo e hidrógeno, cuatro sustituyentes diferentes que lo convierten en quiral o asimétrico. La molécula y su imagen en un espejo son diferentes, ningún giro permite superponerlas. La relación entre una molécula y su imagen especular no superponible es de enantiómeros.

 En estos dibujos podemos ver la molécula de Bromocloroyodometano y su enantiómero reflejado en el espejo.

FUENTE:

Quiralidad y enantiomeros (n.d.) Quimica orgánica.org. Obtenido el 16 de Mayo de 2012 de http://www.quimicaorganica.org/estereoquimica-teoria/quiralidad-molecular-y-enantiomeros.html

Quiral (2012). Wikipedia, Enciclopedia Libre. Obtenido el 16 de Mayo de 2012 de http://es.wikipedia.org/wiki/Quiralidad_(química)

Investigación: Equilibrio ácido-base

Los procesos metabólicos intracelulares producen ácidos, es decir, sustancias capaces de liberar iones H+, por oxidación de los hidratos de carbono y las grasas; si es completa da lugar a ácido carbónico (C0₃H₂) y si es incompleta, a ácidos orgánicos, como pirúvico, láctico, acetoacético, betahidroxibutirico, etcétera; también a expensas de los compuestos orgánicos de las proteínas (a partir del fósforo y el azufre que contienen), se forman ácidos.

De igual manera, se forman sustancias capaces de aceptar iones H +, llamadas bases, de lo que resulta la existencia de un justo equilibrio entre la producción de unos (ácidos) y otras (bases), lo que permite un estado normal de neutralidad de los líquidos corporales.

El equilibrio ácido-base del organismo es posible merced a la interrelación de tres sistemas:  

• Tampones intra y extracelulares,  que amortiguan la intensidad de los cambios  agudos del equilibrio ácido-base.
•  La  compensación respiratoria,  íntimamente relacionada con el sistema anterior.
•  La  excreción renal  del exceso de ácidos.

La concentración de iones H+ , existentes en el líquido extracelular, se simboliza por pH, estando su valor entre 7,35 y 7,45;  la vida humana se desenvuelve entre límites muy estrechos de pH.

• Acidemia se define como una disminución en el pH sanguíneo (o un incremento en la concentración de H+) y alcalemia como una elevación en el pH sanguíneo (o una reducción en la concentración de H+ ).
• Acidosis y alcalosis se refieren a todas las situaciones que tienden a disminuir o aumentar el pH, respectivamente.
• Estos cambios en el pH pueden ser inducidos en las concentraciones plasmáticas de la pCO₂ o del bicarbonato.
•  Las alteraciones  primarias  de la pCO₂ se denominan acidosis respiratoria (pCO₂ alta) y alcalosis respiratoria (pCO₂ baja). Cuando lo primario son los cambios en la concentración de CO3H- se denominan acidosis metabólica (CO3H- bajo) y alcalosis metabólica (CO3H- alto). Con sus respectivas respuestas metabólicas y respiratorias que intentan mantener normal el pH.
• La compensación metabólica de los trastornos respiratorios tarda de 6 a 12 horas en empezar y no es máxima hasta días o semanas después, y la compensación respiratoria de los trastornos metabólicos es más rápida, aunque no es máxima hasta 12-24 horas. Las características de las alteraciones ácido-base y sus respuestas compensadoras se describen en la Figura 1. 

Ante todo trastorno del  equilibrio  ácido-base se debe trazar la siguiente estrategia:

• Identificar de que tipo de trastorno se trata.
• Saber si la compensación es adecuada.
• Conocer la causa del trastorno ácido-base.

Para ello se emplean cuatro parámetros básicos :

Concentración plasmática de H+ que en  la práctica se mide como pH (logaritmo negativo de la concentración  de H+). Valores normales:  7,35 -7,45 que equivale a una concentración de H+  de 40  +/- 5 nM.  Indica la gravedad del trastorno.

La presión parcial de CO₂ arterial (pCO₂) . Valores normales : 35-45 mmHg. Se consideran valores críticos:  menos de 20 y más de 70 mmHg.  Indica la respuesta respiratoria.

La concentración plasmática de bicarbonato o CO² total. Valores normales  de CO³H- : 21-29 mEq/l  (mEq/L = mMol/l).  Se consideran valores críticos menos de 10 y más de 40 mEq/l.  Indica el estado de los sistemas tampón.

El anión Gap (intervalo ó brecha aniónica). Diferencia  entre las principales cargas positivas y negativas del plasma. Valores normales : 12 +/- 5mEq/l.  Orienta el diagnóstico diferencial.

                                        Anión Gap =  (Na+)  - ﴾ (Cl-) +  (CO3H-) ﴿

También son de interés :

                      1.1.1.5.1  Valores normales de PO₂ en  sangre:

• Arterial: 95- 100 mmHg
• Capilar: 95- 100 mmHg
• Venosa:  28- 40 mmHg

Una disminución de la P0₂ por debajo de 95 mmHg se conoce como hipoxemia; por debajo de 80 ya se considera moderada y menor de 60, severa o grave.

Recordar que el pulmón envejece igual que el resto del organismo, lo que altera la difusión de los gases. En pacientes entre 60 y 90 años de edad que respiren aire atmosférico, la PaO2 "aceptable" puede calcularse mediante la fórmula:                                                PaO₂ = 140 - edad en años .

Ej.   Con  75 años  la  PaO₂ "aceptable" será  (140 - 75 = 65)  de 65 mmHg y no por este valor necesita terapéutica con oxígeno. Mayores de 90 años, la PaO2 normal se considera que es de 50 mmHg y a cualquier  edad, una PaO₂ menor de 40 mmHg se considera una hipoxemia grave.                     

1.1.1.5.2  Valores normales Hb0₂ en sangre: la saturación de la hemoglobina es la resultante del proceso de hematosis que depende de la P0_2:

• Arterial: 97 % — 100 %
• Capilar: 97 % —  100 %
• Venosa: 62 % ---  84 %

Cuando los valores de la Hb0₂ están por debajo de 97 % se dice que existe hipo saturación de la hemoglobina, que será moderada si está por debajo de 85 % y severa cuando es menor de 75 %.

El pH normal del líquido extracelular se debe a que todos los líquidos del organismo son ligeramente alcalinos, el pH de la sangre arterial es de 7,4 y la sangre venosa tiene un pH de 7,3.

• El estudio del equilibrio ácido básico, se basa fundamentalmente en el análisis de la hemogasometría arterial o del capilar arterializado y del nomograma. La hemogasometría venosa no resulta de utilidad en el análisis del estado ácido básico del paciente, por lo que no debe emplearse con este fin.
• Los límites extremos de pH,  valores incompatibles con la vida se encuentran en cifras inferiores a 6,80 y superiores a 7,80. La excepción a esta regla está dada por la acidosis de la cetoacidosis diabética.
• Los límites permisibles de pH, son los valores superiores a 7,30 e inferiores a 7,50, en los que casi nunca se necesitará de su corrección en caso de constituir trastornos agudos (Cuadros 1 y 2 ).

Valores hemogasométricos normales

Mediciones	Unidades	Arterial	Venoso
pH	-	7,35 - 7,45	7,28 - 7,35
PCO2	mmHg	35 - 45	45 - 53
TCO2	mmol/L	22 - 29	24 - 31
SB	mEq/L	21 - 25	21 - 25
EB	mEq/L	± 2,5	± 2,5
PO2	mmHg	95 - 100	28 - 40
SaO2	%	97 - 100	62 - 84

BIBLIOGRAFÍA:

Alteraciones del equilibrio  acido básico(2006) Dr. Benito Saínz Menéndez

Revista cubana Obtenido el 17 de Junio de 2012 dehttp://bvs.sld.cu/revistas/cir/vol45_1_06/cir11106.html

Amortiguadores biológicos (n.d.) Obtenido el 17 de Junio de 2012 http://www.reeme.arizona.edu/materials/Acido%20Base%20Equilibrio.pdf

Investigación: Estereoisomeros

La ciencia de la química orgánica, como hemos dicho, se basa en la relación entre estructura molecular y propiedades. Aquella parte de la ciencia que se ocupa de la estructura en tres dimensiones se denomina estereoquímica (del griego stereos, <<sólido>>).

Un aspecto de la estereoquímica es la estereoisomería. Recordemos  que los isómeros son  compuestos diferentes que tienen la misma fórmula molecular.

La clase particular de isómeros que sólo se diferencian por la orientación espacial de sus átomos (pero que son iguales entre sí en cuanto a qué átomos están unidos a cuáles otros) se  llama estereoisómeros.

Existen pares de estereoisómeros que se diferencian tan poco estructuralmente -y, por consiguiente, en sus propiedades - que de todas las mediciones físicas que podamos efectuar, solamente una, que requiere de un instrumento especial y de un tipo excepcional de luz, puede distinguirlos. Sin embargo, a pesar de su gran similitud, la existencia de tales isómeros nos proporciona una de nuestras sondas más sensibles para la exploración de mecanismos de reacciones químicas; muy  a menudo, se selecciona una de estos isómeros  para un estudio, no por que sea diferente de los compuestos ordinarios en su química tridimensional, sino porque  puede revelar lo que las sustancias corrientes ocultan  y, nuevamente, a pesar de su gran semejanza, un isómero de tal pareja  puede servir  de alimento nutriente, como antibiótico o como un poderoso estimulante cardiaco, mientras que el otro puede ser inútil.

Ya hemos comenzado nuestro estudio de la rama de la estereoquímica llamada análisis conformacional (Secs. 3.3 y 3.5). En este capítulo aprenderemos a pronosticar  la existencia de  la clase de estereoisómeros conocidos como enantiómeros y diastereómeros, a representar y designar sus estructuras  y, en forma general, a comparar  sus propiedades. Luego, en la parte final del capítulo, se destacará lo que estos isómeros son, cómo se forman,  qué hacen  y qué  nos pueden revelar. Pero la estereoquímica está omnipresente en la química orgánica, por  lo que volveremos a ella una y otra vez a lo largo del libro,  tanto para añadir a nuestros  conocimientos los conceptos fundamentales de la estereoquímica, como para utilizarla, con el fin de comprender mejor lo que sucede en las reacciones químicas.

BIBLIOGRAFÍA:

Estereoisomeros. (2012)Estereoquímica. Obtenido el 18 de Mayo de 2012 de http://organica1.org/qo1/MO-CAP4.html

Equilibrio iónico del agua

El agua pura es un electrolito débil que se disocia en muy baja proporción en sus iones hidronio o hidrógeno H₃O⁺ (también escrito como H⁺) e hidróxido o hidróxilo OH^–.

De todos modos, dos moléculas polares de agua pueden ionizarse debido a las fuerzas de atracción por puentes de hidrógeno que se establecen entre ellas.

Aunque lo haga en baja proporción, esta disociación del agua en iones, llamada ionización, se representa según la siguiente ecuación:

La cual, resumiendo un poco queda como

Al producto de la concentración de iones hidroxonio o hidronio (H₃O⁺) por la concentración de iones hidróxido o hidroxilo (OH⁻) se le denomina producto iónico del agua y se representa como K_w. Las concentraciones de los iones  H⁺ y OH^–   se expresan en moles / litro (molaridad).

Este producto tiene un valor constante igual a 10⁻¹⁴ a 25º C, como se grafica en la siguiente ecuación

O, que es lo mismo:

Debido a que en el agua pura por cada ion hidronio (o ion hidrógeno) hay un ion hidróxido (o hidroxilo), la concentración es la misma, por lo que:

De esta expresión se deduce que las concentraciones de hidronios (también llamada de protones) (H+) y de hidroxilos (OH-) son inversamente proporcionales; es decir, para que el valor de la constante de disociación se mantenga como tal, el aumento de una de las concentraciones implica la disminución de la otra.

PSU: Química, Pregunta 12_2005

Ionización del agua y el Ph

El agua no es un líquido químicamente puro, ya que se trata de una solución iónica que siempre contiene algunos iones H₃O⁺ y OH^–.

(Ya vimos que se utiliza el símbolo H⁺, en lugar de H₃O⁺).

También ya mostramos el producto [H+]•[OH-]= 10^–14, que se denomina producto iónico del agua. Pues bien, ese valor constituye la base para establecer la escala de pH, que mide la acidez o alcalinidad de una disolución acuosa; es decir, su concentración de iones [H⁺] o [OH^–], respectivamente.

Recapitulemos sobre el pH

Repitamos el concepto: el pH es una medida de la acidez o alcalinidad de una solución. Lo que el pH indica exactamente es la concentración de iones hidronio (o iones hidrógeno) — [H3O+] o solo [H+]— presentes en determinadas sustancias.

La sigla pH significa "potencial de hidrógeno" (pondus Hydrogenii o potentia Hydrogenii; del latín pondus, = peso; potentia,  = potencia; hydrogenium, = hidrógeno). Este término fue acuñado por el químico danés Sorensen, quien lo definió como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrógeno.

Desde entonces, el término "pH" se ha utilizado universalmente por lo práctico que resulta para evitar el manejo de cifras largas y complejas. En disoluciones diluidas, en lugar de utilizar la actividad del ion hidrógeno, se le puede aproximar empleando la concentración molar del ion hidrógeno.

Por ejemplo, una concentración de [H₃O⁺] = 1 × 10^–7 M (0,0000001) es simplemente un pH de 7 ya que: pH = –log[10^–7] = 7.

El pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pH menores a 7 (el valor del exponente de la concentración es mayor, porque hay más protones en la disolución), y alcalinas las que tienen pH mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolución (donde el disolvente es agua).

En la figura  de abajo se señala el pH de algunas soluciones. En general hay que decir que la vida se desarrolla a valores de pH próximos a la neutralidad.

Los organismos vivos no soportan variaciones del pH mayores de unas décimas de unidad y por eso han desarrollado a lo largo de la evolución mecanismos que mantienen el pH constante.

Fuente:

Soluciones (o disoluciones) químicas. Fecha de consulta: Junio 04, 2012 desde www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/.../r16198.DOC

Modelo de cinética enzimática de 

Michaelis y Menten

Michaelis y Menten propusieron un modelo simple para explicar la mayoría de las reacciones catalizadas por enzimas. En este modelo la enzima se combina reversiblemente con su substrato para formar el complejo enzima-sustrato (ES) que subsecuentemente se rompe para formar el producto, hecho que regenera a la enzima. El modelo  para una molécula de sustrato se muestra a continuación:

Características de Km: la constante de Michaelis-Menten es característica de una enzima y particular para un substrato. Refleja la afinidad de la enzima por ese substrato. Km es numéricamente igual a la concentración de substrato a la cual la velocidad de reacción es la mitad de la Vmax (Km= Vmax/2). Este parámetro, Km no varía con la concentración de enzima.

Significado de una Km pequeña: un valor numérico pequeño de Km refleja una alta afinidad de la enzima por su substrato porque a una baja concentración del mismo, la enzima a desarrollado ya la mitad de la velocidad máxima.

Significado de una Km grande: el valor numérico grande de Km refleja una baja afinidad de la enzima por su substrato porque a una concentración elevada del mismo, la enzima  desarrolla la mitad de la velocidad máxima.

Relación de la velocidad con la concentración de enzima: la velocidad de la reacción es directamente proporcional a la concentración de la enzima a cualquier concentración de substrato. Por ejemplo, si la concentración de enzima es disminuida a la mitad, la velocidad inicial de la reacción (v0) es reducida también a la mitad de la original.

Orden de la reacción: cuando [S] es mas pequeña que la Km, la velocidad de la reacción es aproximadamente igual a la concentración de substrato.

La velocidad de reacción se dice en estas condiciones es de primer orden con respecto al substrato. Cuando [S] es mas grande que la Km, la velocidad es constante e igual a la Vmax. La velocidad de la reacción es independiente de la concentración de substrato y se dice que es de orden cero con respecto a la concentración de substrato.

Cinética de Michaelis-Menten

La cinética de Michaelis-Menten describe la velocidad de reacción de muchas reacciones enzimáticas. Su nombre es en honor a Leonor Michaelis y Maude Menten. Este modelo sólo es válido cuando la concentración del sustrato es mayor que la concentración de la enzima, y para condiciones de estado estacionario, o sea que la concentración del complejo enzima-sustrato es constante.Contenido  [ocultar]

Determinación de constantes

Para determinar la velocidad máxima de una reacción enzimática, la concentración de sustrato ([S]) se aumenta hasta alcanzar una velocidad constante de formación de producto. Esa es la velocidad máxima (Vmax) de la enzima. En ese caso, los sitios activos de la enzima están saturados con sustrato.

Velocidad de reacción/velocidad'V'

La velocidad V indica el número de reacciones por segundo que son catalizadas por una enzima. Con concentraciones crecientes de sustrato[S], la enzima va acercándose asintóticamente su velocidad máxima Vmax, pero nunca la alcanza. Por esta razón, no hay un [S] determinado para la Vmax. De todas formas, el parámetro característico de la enzima está definido por la concentración de sustrato a la cual se alcanza la mitad de la velocidad máxima (Vmax/2).

Constante de Michaelis KM'

Entonces, aunque la concentración de sustrato a Vmax no puede ser medida exactamente, las enzimas pueden ser caracterizadas por la concentración de sustrato a la cual la velocidad de reacción es la mitad de la velocidad máxima. Esta concentración de sustrato se conoce como constante de Michaelis-Menten (KM).

Esta constante representa (para enzimas que exhiben una cinética de Michaelis-Menten simple), la constante de disociación (la afinidad del complejo enzima-sustrato (ES) por el sustrato). Valores bajos indican que el complejo ES está unido muy fuertemente y raramente se disocia sin que el sustrato reaccione para dar producto.

Así para estos casos, se obtendrá una diferente KM, según el sustrato específico, en que actúe cada enzima (como sucede en el caso de enzimas que actúan en sustratos análogos); y las condiciones de reacción en que se realice las mediciones.

Nota: KM solo puede ser usada para determinar la afinidad de una enzima por un sustrato k2 es limitante de la velocidad, por ejemplo, k2 << k1 y KM se convierte k-1/k1. Generalmente, k2 >> k1, o k2 and k1 son comparables.

FUENTE:

Cinética de Michaelis y Menten. (2012) Wikipedia, Enciclopedia libre. Obtenido el 25 de junio de 2012 de http://es.wikipedia.org/wiki/Cinética_de_Michaelis-Menten

Ecuación de Michaelis y Menten. (2003) Bioquímica y biología molecular en línea. Obtenido el 25 de junio de 2012 de http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/ecuacion%20de%20michaelis.html