jueves, 29 de octubre de 2009

Sustancias inorgánicas: iones y sales minerales

Las sustancias inorgánicas que forman parte de los seres vivos son, en general, compuestos de naturaleza iónica, que pueden ser solubles o insolubles. Los iones que, con mayor frecuencia, forman parte de estas sustancias son los siguientes:

Aniones

Cationes

Cloruros (Cl-)

Sodio (Na+)

Fosfatos (PO4-3)

Potasio (K+)

Carbonatos (CO3-2)

Calcio (Ca+2)

Bicarbonatos (HCO3-)

Magnesio (Mg+2)


También aparecen otros iones como nitratos (NO3-), sulfatos (SO4-2) y, con menor frecuencia, silicatos (SiO3-2).

Las sales insolubles suelen desempeñar funciones estructurales en los organismos, como el carbonato cálcico, que forma los huesos o los caparazones de moluscos, el fosfato cálcico, que también aparece en los huesos, o los silicatos, que son los constituyentes de los caparazones de las diatomeas. En otros casos pueden actuar como reserva de iones, almacenados en depósitos intra o extracelulares (por ejemplo de oxalato cálcico, aunque los huesos también desempeñan esta función en los vertebrados).

Los compuestos inorgánicos solubles se encuentran en los organismos en forma de iones. Una prueba de la importancia que tienen estos compuestos es que su concentración celular y sanguínea se mantiene siempre aproximadamente constante, y que cambios significativos de la misma dan lugar a desequilibrios graves en los organismos.

Las funciones más importantes de los compuestos inorgánicos solubles son:
  • Regulación ácido-base: mantienen aproximadamente constante el pH del medio celular, actuando como sistemas tamponadores.
  • Controlan los fenómenos osmóticos, es decir, los que tienen relación con la diferente concentración de compuestos. Entre estos fenómenos se incluyen los procesos de transporte a través de las membranas biológicas, lo que significa que una alteración de la concentración iónica intra o extracelular puede impedir el intercambio de sustancias por parte de la célula.
  • Proporcionan estabilidad a los sistemas coloidales en el interior de la célula, lo que es particularmente importante para la solubilidad de algunas moléculas de gran tamaño, como algunas proteínas que son solubles en disoluciones salinas, pero no en agua pura.
  • Ciertos iones tienen funciones metabólicas específicas, como el hierro (imprescindible para el transporte de oxígeno) o el magnesio (que participa en la fotosíntesis).
Los sistemas tamponadores son disoluciones formadas por dos sustancias conjugadas: una sal y el ácido o la base débiles correspondientes. Estos sistemas tienen como propiedad característica que pueden mantener constante el pH del medio en el que se encuentran, aunque se añadan a él cantidades significativas de ácidos o bases fuertes. En los seres vivos, la estructura de las macromoléculas (de la que depende su función) y la posibilidad de que se produzcan las reacciones químicas necesarias para su mantenimiento dependen, entre otros factores, del pH del medio, de modo que su constancia es fundamental para que los organismos puedan funcionar con normalidad. Los principales tampones que funcionan en los organismos son el formado por el carbonato y el bicarbonato, por el fosfato y el bifosfato y por una pareja de compuestos orgánicos, el ácido acético y el acetato.