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Eso es lo que vamos a ver, es el tema de agua, pH y los problemas clínicos, es decir, los desequilibrios ácido básicos que ocurren en determinadas patologías.
Vamos a empezar, eh, hablando sobre lo que significan estas, estas reacciones químicas, cuya base fundamental es lo que ocurre en todos los átomos que participan de la vida. Para ello, hay que recordar que los átomos están constituidos por partículas subatómicas que tienen cierto comportamiento. Lo básico para entender la bioquímica.
Haciendo un paréntesis, la descripción que voy a hacer es una descripción simplista que ya es del siglo pasado, porque lo que ahora se sabe mediante la física cuántica es que hay una complejidad difícil de entender, sí, que se trata muy bien con las matemáticas, pero que no se puede entender porque intuitivamente nos contradice con lo que podemos ver. Por ejemplo, que los electrones no tienen un sitio. Los electrones tienen una onda de probabilidad que no podemos conocer exactamente dónde está uno, sino su probabilidad. Pero, piense, paréntesis, como advertencia de lo que vamos a ver ahora, es nada más que una simplificación.
En los átomos tenemos un núcleo donde hay una carga positiva, un protón. Y en, a partir del hidrógeno, los átomos más pesados tienen además neutrones que no tienen carga. Y en órbita, entre comillas órbita, tenemos electrones, tienen una carga negativa. Electrones, entonces, se ubican de esa manera en los átomos. Estos electrones, según el tamaño del átomo, según el número atómico del átomo, tendrán varios orbitales como ondas de probabilidad ubicándose allá y ejerciendo entonces una interacción entre cargas positivas y negativas. Eso es lo básico.
Parte de la de una fuerza de las cuatro fuerzas que existen en la naturaleza. Esta es la fuerza electromagnética, los fenómenos que se dan entre cargas negativas y positivas. ¿Saben ya, creo que el 100%, que entre cargas iguales hay repulsión y entre cargas distintas hay atracción? Esto es fundamental. Por eso estamos acá. Esta es la explicación básica para todo el universo y para la bioquímica. La atracción y repulsión entre cargas positivas y negativas.
Pues bien, tenemos en el mundo biológico átomos neutros. Estos átomos neutros tienen el mismo número de protones y electrones. Por ejemplo, si dibujamos acá el hidrógeno, que no se lo ve en estas condiciones, vamos a ver por qué más adelante, pero esto es precisamente lo que hemos escrito acá. El hidrógeno es el elemento más liviano y tiene un protón y un electrón. Pero podemos ver otros átomos. El cloro, por ejemplo, tiene 17 como número atómico. Significa que tiene, entre paréntesis, 17 protones y 17 electrones. El cloro neutro.
También tenemos moléculas neutras. Por ejemplo, el agua, el H2O es una molécula neutra, aunque vamos a ver en un momentito que es un dipolo porque tiene cierta carga, pero es una molécula neutra. O el ácido carbónico H2CO3, que vamos a verlo hasta el cansancio, es otro, otra molécula neutra. En el mismo número de protones, la sumatoria de los protones del oxígeno, de los tres oxígenos, del carbono y de los dos hidrógenos, da igual un número que es el mismo de electrones en su conjunto. Pero los átomos pueden ser iónicos. Y esta, este comportamiento de varios átomos que participan de la vida son claves para nuestro funcionamiento.
Los átomos que se comportan como iones. Por ejemplo, el sodio iónico o, por ejemplo, el cloro iónico. El sodio tiene 11 electrones, perdón, 11 protones. Su número atómico es 11. Y hemos visto el cloro 17. Entonces, de una forma sencilla, vamos a indicar que el sodio con 11 protones va a tener más de una capa electrónica para tener el mismo número de electrones que protones. Tendrá una por acá, otra por acá y una última. Aquí tiene dos en la primera capa, en la siguiente tiene ocho. Vamos a dibujar los ocho. Y en la última capa tiene solo uno. Y el cloro tiene 17. Tenemos el núcleo del cloro con 17 protones. Vamos a hacer en azul. Una capa, otra capa, otra capa. Y no importa, basta. Como ejemplo, en la última capa, el cloro tiene siete. Dos, cuatro, seis y siete.
Bien, entonces estos elementos difícilmente van a encontrarse eh libres como átomos neutros. Es más, por ejemplo, para la vida, el cloruro de sodio, la sal que todos los días vamos a añadir a nuestros alimentos, es producto de una reacción química que forma un compuesto iónico, mediante enlace iónico, perdón, no compuesto, mediante un enlace iónico. ¿Por qué? Porque resulta que el cloro es un elemento que atrae con mucho a un electrón, en este caso, este que está en la capa más externa del sodio.
¿Qué quiere decir eso? Que hay un principio en química, no es una ley, es un principio llamado el octeto estable. Se llama el octeto estable, que indica que en la capa más externa, casi todos los átomos se estabilizan cuando tienen ocho electrones, cuatro pares de electrones. Entonces, el octeto estable se manifiesta de una forma simplista, otra vuelta, chicos, y gráficamente como la tendencia a que formen un octeto en la capa más externa. Y el cloro es altamente electronegativo, quiere decir que atrae a los electrones con mucha fuerza. Y si se pone en contacto con el sodio, inmediatamente hay una reacción química donde el electrón de la capa más externa del sodio pasa a la órbita más externa del cloro, con lo que el cloro alcanza su octeto estable. Ah, y el sodio ya no está, queda expuesta la siguiente capa que tiene dos, cuatro, seis, ocho. Ambos elementos, ambos átomos han conseguido el octeto estable formando pares, formando parejas de electrones y forman entonces un enlace iónico que es la sal común del cloruro de sodio, esta sustancia blanca que tenemos en nuestra.
¿Por qué un enlace iónico? Porque al perder casi completamente el sodio su electrón, hay un exceso de cargas positivas. Antes estaban equilibradas, ¿no es cierto? Ahora ha perdido una carga negativa y hay una carga positiva en exceso. Por eso el sodio, en este caso, se va a comportar como un ion positivo y el cloro está ganando un electrón. Se va a comportar como un ion negativo. ¿Cuándo se va a comportar como un ion el sodio y el cloro? Cuando estos puedan disolverse en agua.
Entonces, veremos en un momento que el agua tiene la capacidad de romper este enlace iónico para tener entonces disuelto en el agua iones de sodio e iones de cloro. Es lo que sucede cuando añadimos al al agua, a la comida, a la sopa. Sucede este fenómeno que se rompe el cloruro de sodio, quiebra su enlace iónico y libera iones. Y eso es lo que sucede en todas nuestras células, en todas, absolutamente en todas. Y gracias a él estamos viviendo en este momento.
Veremos entonces algunos aspectos en relación al agua. Ya hemos mencionado ayer que el agua es una sustancia hecha para la vida. Tiene cualidades muy importantes. Desde luego, el agua es una molécula neutra, pero dijimos que era un dipolo. ¿Por qué? Porque el agua se organiza en el espacio más o menos de la siguiente forma. El oxígeno tiene seis electrones. Uno, dos, un, dos, tres, cuatro, cinco y seis. Los seis electrones del oxígeno en la capa más externa y el hidrógeno tiene uno. Forman un enlace covalente entre dos electrones del oxígeno y los dos electrones de los dos hidrógenos. Pero hay una distribución de los electrones desigual en el espacio, no están equilibrados en el espacio, de tal manera que hay una especie de exceso en esta zona espacial, dándole a esta región del átomo de, de la molécula de agua un polo negativo. Y por esta zona acá, predominio de los núcleos, la región positiva de la molécula de agua. Entonces, siendo una molécula neutra tiene polos, polo negativo y polo positivo. El agua es un dipolo.
Y esta es una característica trascendental, porque el agua, siendo un dipolo y teniendo ciertas cualidades electrodinámicas, acá tiene una alta capacidad para atraer a otras sustancias con las cargas opuestas. Positivo y negativo se atraen, ¿no es cierto? Entonces, esta característica va a permitir que el agua en nuestras células rompa los enlaces iónicos del sodio, del cloro y de otras sustancias para que se conviertan en en átomos, iones. Por ejemplo, vamos a tener que las moléculas de agua van a poder romper estos enlaces del cloro y del sodio, haciendo que el cloro se ubique en las regiones del dipolo positivas. Positivo con negativo se van a atraer y lo contrario ocurre con el sodio. El sodio con carga iónica positiva se ubicará en la región contraria de todas las moléculas del agua donde esté disuelto el cloruro de sodio.
Tal vez en colegio, haciendo un pequeño paréntesis, ¿se acuerdan que el eh hay una cantidad límite de sal de cloruro de sodio que puede disolverse y que después el resto en exceso se precipita? No, no. Entonces, pero en la práctica, sepan ustedes que si uno pone a un litro de agua un puñado así de sal, una parte se va a disolver como estamos explicando acá y el exceso que ya no tenga donde ubicarse, que ya no tenga más moléculas de agua donde ubicarse, ¿qué va a hacer? Se va a volver a juntar para formar cloruro de sodio, NaCl, sólido blanco que se va a precipitar al fondo. ¿Okay? Entonces, estamos hablando de una solución demasiado hipertónica que vamos a ver también más adelante qué características tiene.
Bien, entonces, teniendo en cuenta esta característica del agua que es capaz de romper, vamos a ver más adelante qué se llama este fenómeno. Pero, ¿dónde quiero ir ahora? Es que dentro de las células, en el líquido intracelular y fuera de las células, en el líquido extracelular, existe una cantidad enorme de sustancias, iones, sustancias no iónicas, sustancias apolares, moléculas pequeñas, moléculas grandes, porque nuestras células son un mundo, son un mundo gigantesco. Es impresionante y a veces indescriptible. Pero vamos a simplificar otra vuelta y vamos a decir que el agua y los iones se organizan de una forma muy especial para el funcionamiento de nuestro organismo.
Aquí vamos a poner en el líquido extracelular y aquí en el líquido intracelular. Las concentraciones en mEq/L para que funcionen bien nuestras células. En algún momento, vamos a ver que en el líquido intracelular el sodio está en una media de 145 mEq/L en el líquido extracelular. Por fuera, cargas positivas por fuera en una cantidad importante. Y adentro tenemos 10 mEq/L. Yo no sé si estoy exactamente como dice el libro de fisiología, pero no se sorprendan porque estos son promedios. No sé si en fisiología, pero en la mayoría de los datos que uno encuentra en la en la web, van a ver que hay un rango, 740, 745, 10 a 12, 10 a 15, varían dependiendo de la célula y del momento, pero tenemos que tener un parámetro y este es un parámetro medio. 145, 10 para el potasio y un potasio aproximadamente cinco en el líquido extracelular y aproximadamente 150 en el líquido extracelular, intracelular, perdón. Luego tenemos el cloro, sería un cloro negativo que dentro, la fuera de la célula está una concentración mayor, aproximadamente 103 mEq y adentro aproximadamente cuatro o cinco. Vamos a poner cinco para que tengamos números iguales. Luego tenemos otro ion importante que es el calcio con dos cargas positivas. El calcio por fuera de la célula está una media de más o menos cinco. Vamos a repetir. Cinco. Cinco. Aunque yo tengo en mis apuntes cuatro. Pero no importa. Y por dentro, variante, dependiendo si se trata del músculo o de una otra célula, pero vamos a poner 0,01 mEq/L. Y finalmente el bicarbonato HCO3 negativo, un ion molecular de enorme importancia para nuestro tema, que tiene una media de 24 mEq en el líquido extracelular y una media del 12 en el líquido intracelular.
Bien, ¿qué qué importancia tiene esto? Un montón. Vamos a mencionar nada más ahora que estos, estos iones son una expresión eléctrica en términos sencillos. Es electricidad. Apago. La luz. No hay corriente que encienda. Entonces, eh, los electrones tienen función acá. Por eso hay luz allá en Corán y por Santa Isabel se produce la energía eléctrica. Entonces, hay una corriente electrónica que llega acá y produce trabajo, calor, luz, hace funcionar motores, lo mismo que un celular, más o menos. Entonces, estamos hablando acá de situaciones eléctricas, de electricidad. Y eso es lo que nos hace pensar. Por ejemplo, estoy tratando de ser coherente en mi lenguaje y ustedes están intentando entender porque estamos haciendo funcionar las neuronas con descargas, descargas eléctricas que se comunican. Yeah.