Agua Libre vs Agua Ligada en organismo vivo

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Agua libre vs Agua en la vida

Agua libreAgua encuasherido
FluideidadLa mayor parte del agua en un organismo es libre de fluir.La minoría de agua en un organismo está obligada a la materia orgánica mediante los enlaces de hidrógeno. No puede moverse libremente.
Función1. Transporte de nutrientes y desecho
2. Excelente solvente
3. Participar en reacciones bioquímicas
Es un componente de la estructura celular
AsociacionesEl agua libre y el agua atada pueden transformarse en una de otras en el organismo.

La vida más temprana en la Tierra fue nutrida en los océanos primordiales, por lo tanto, el agua es un componente indispensable de la vida. El contenido de agua en los organismos típicamente varía del 60% al 90%. Sin embargo, hay una variación considerable en los diferentes organismos. Por ejemplo, el agua constituye el 97% del cuerpo de las medusas. Mientras que hay algunos seres vivos con un contenido de agua particularmente bajo. Las semillas secas solo tienen alrededor de un 13-15% de agua. Los organismos acuáticos generalmente tienen más agua que los terrestres. Incluso en un organismo individual, el agua no se distribuye uniformemente. Los tejidos y órganos metabólicamente activos contienen más agua, mientras que las partes con tasas metabólicas bajas contienen menos. Hay dos tipos de agua presentes dentro de los organismos: agua libre y agua ligada.

Agua Libre

El agua libre no interactúa con sustancias orgánicas dentro del organismo y puede moverse libremente. La mayor parte del agua en la sangre es agua libre. El citoplasma y la matriz extracelular también contienen abundante agua libre, especialmente en los vacuolos de las células vegetales. Uno de los métodos para obtener agua libre es presionando. Cuando exprimes la fruta, el agua libre y los solutos dentro del vacuolo central de la planta fluyen hacia afuera, y eso es lo que llamamos jugo.

Debido a la falta de interacción, las propiedades fisicoquímicas del agua libre son muy similares a las del agua pura. Puede evaporarse, fluir y participar fácilmente en el metabolismo celular. En climas secos, el agua libre en los tejidos escapa como vapor de agua. Por ejemplo, el aire seco y frío de Siberia causa que la piel de las personas en el noreste de Asia se seque, incluso se agriete.

Las moléculas de agua libre son buenos solventes donde nutrientes, desechos, hormonas y otras sustancias se disuelven para ser transportados. El agua sirve como medio para reacciones bioquímicas. Otra característica importante del agua libre es su tendencia a congelarse fácilmente. Los cristales de hielo dañarán la estructura de las células, por lo tanto, los organismos con demasiada agua libre son menos adaptables a ambientes duros.

Agua Ligada

Dada la abundancia de varias sustancias orgánicas dentro de los organismos, el agua inevitablemente interactúa con ellas. En la superficie de las sustancias orgánicas, las fuerzas electrostáticas limitan el movimiento de las moléculas de agua. Por lo tanto, no son propensas a evaporarse, fluir o participar en el metabolismo, y por eso se les llama agua ligada.

Dado que la fuerza electrostática, estas moléculas de agua requieren energía adicional para convertirse en gaseosas. Generalmente, se cree que el agua ligada no se evapora a temperatura ambiente. Las fuerzas electrostáticas no solo cambian las propiedades del agua, sino que también alteran la estructura de estas sustancias orgánicas. La capa de hidratación en la superficie de las proteínas expone grupos hidrofílicos en el exterior, mientras que los grupos hidrofóbicos están enterrados dentro de la proteína para mantenerse alejados del agua. La capa de hidratación (agua ligada) es una de las razones para mantener la estructura específica de las proteínas.

La matriz extracelular también contiene abundante agua ligada. Las moléculas de agua se combinan con grupos polares (amino, hidroxilo, carboxilo, etc.) en materia orgánica a través del enlace de hidrógeno para formar hidrocoloides esponjosos. Su volumen aumenta varias veces, y la mayor parte del espacio en la matriz extracelular está lleno de ellos. Son uno de los componentes que permiten a los tejidos biológicos resistir la presión y mantener la estructura.

Otra característica notable del agua ligada es su dificultad para congelarse, generalmente no se congela a 0°C. El punto de congelación se reduce mucho, porque forma interacciones electrostáticas fuertes con las moléculas (como proteínas, polisacáridos, etc.). Esto impide la disposición regular de las moléculas de agua para formar cristales de hielo. El bajo punto de congelación del agua ligada es significativo para la supervivencia de los organismos bajo condiciones extremas, especialmente para aquellos que viven en ambientes fríos.

El Agua Libre y el Agua Ligada Pueden Convertirse la Una en la Otra

La proporción de agua ligada a agua libre en los organismos no es fija. Los organismos pueden regular su tasa metabólica para adaptarse al ambiente cambiando su proporción. Cuando la proporción de agua libre aumenta, la viscosidad reducida del citoplasma hace que el metabolismo del organismo sea más activo, pero se vuelve más sensible a los cambios del ambiente externo. Cuando la proporción de agua ligada aumenta, la intensidad metabólica disminuye, los tejidos son menos propensos a congelarse, y es menos probable que el agua se pierda por evaporación. Esto es beneficioso para la resistencia del organismo al frío, la sequía y el calor. Por ejemplo, antes de entrar en invierno, las plantas aumentan gradualmente el contenido de agua ligada en sus cuerpos para prevenir que los tejidos se congelen y se dañen. Un cambio brusco de frío puede causar fácilmente que las plantas sufran de congelación, porque su contenido de agua ligada no es suficiente. Los tallos carnosos de los cactus también contienen una gran cantidad de agua ligada que no se evapora fácilmente, lo cual es una de las razones por las que pueden sobrevivir en el desierto.

Preguntas frecuentes

¿Por Qué las Frutas Encurtidas en Azúcar Permanecen Frescas por Mucho Tiempo?

En la experiencia cotidiana, creemos que agregar sal a los alimentos puede extender su vida útil. Sorprendentemente, el azúcar, como alimento para las bacterias, también tiene el mismo efecto. El azúcar puede unir fuertemente el agua libre en las frutas para formar agua ligada. Estas moléculas de agua son fuertemente atraídas por las moléculas de azúcar y no pueden ser absorbidas por las bacterias. Además, el alto ambiente osmótico creado por el azúcar causa que las bacterias se deshidraten rápidamente y mueran. Sin suficiente agua, las bacterias difícilmente pueden crecer en frutas encurtidas.

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