Las sales minerales

Los seres vivos disponen en su interior de muchas sales minerales, unas precipitadas y otras disueltas, que consitituyen un pequeño pero importante porcentaje, tal y como queda reflejado en el contenido en cenizas.

Las sales minerales se pueden encontrar en los seres vivos en tres formas:

• Precipitadas: constituyen estructuras sólidas, insolubles, con función esquelética, dando soporte y protección a los seres vivos. Ejs.: el carbonato cálcico en las conchas de los moluscos, el fosfato cálcico (Ca₃(PO₄)₂) que junto al carbonato cálcico se depositan sobre las fibras de colágeno, transformándose en una matriz dura que conducirá a la formación de los huesos, y la sílice de caparazones de microorganismos o de fibras de gramíneas.
  
  
• Disueltas en forma de iones: Las sales minerales se presentan en la materia viva disueltas en agua y se encuentran, en parte disociadas. Aparecen en concentraciones relativas similares en todos los seres vivos y resultan imprescindibles para éstos porque mantienen el pH del citoplasma celular, aseguran la estabilidad de los coloides, en sus disoluciones son solubles algunas proteínas e intervienen en la regulación osmótica, sin contar con las acciones específicas de sus iones. Una variación en el equilibrio iónico del medio interno celular provoca alteraciones en la permeabilidad, excitabilidad y contractilidad de las células. Los aniones más importantes en los seres vivos son: Cl^- , HPO₄^2- , H₂PO₄^- , SO₄^2- y SO₃^2- . En cuanto a los cationes, conviene destacar: Na⁺ , K⁺, NH₄⁺, Mg²⁺ y Ca²⁺.
  
  
• Asociadas a moléculas orgánicas. Suelen encontrarse asociadas a proteínas, como las fosfoproteínas, a lípidos, fosfolípidos y a glúcidos constituyendo el agar-agar. La hemoglobina es capaz de transportar oxígeno por la sangre porque está unida a un ión Fe²⁺. Los citocromos actúan como transportadores de electrones porque poseen un ión Fe³⁺. La clorofila captura energía luminosa en el proceso de fotosíntesis por contener un ión Mg²⁺ en su estructura.
  
  

Teniendo en cuenta lo anteriormente dicho, las principales funciones de las sales minerales son: mantener el grado de salinidad del medio interno, estabilizar dispersiones coloidales, intervenir en la ósmosis, constituir soluciones tampón o amortiguadoras para mantener el pH intracelular y formar estructuras esqueléticas.

Propiedades de las dispersiones

Los líquidos presentes en el interior de los organismos no son más que dispersiones de diversas sustancias o solutos.

Cuando las partículas dispersas están comprendidas entre 10^-5 y 10^-7 cm se habla de dispersiones coloidales, formadas principalmente por sustancias orgánicas, como son las proteinas, los ácidos nucleicos y los polisacáridos. Las dispersiones coloidales concentradas reciben el nombre de geles, mientras que las diluidas se llaman soles.

Cuando las partículas dispersas tienen un tamaño menor a 10^-7 se habla entonces de dispersiones moleculares o disoluciones verdaderas. Están formadas por minerales o por sustancias orgánicas de moléculas pequeñas, como los azúcares y los aminoácidos.

Existen dispersiones coloidales que son hidrófobas, en las cuales las partículas dispersas no son afines al agua y tienden a reunirse y formar una fase separada del agua. Estas dispersiones pueden estabilizarse formando emulsiones, cuando aparecen sustancias que impiden la unión entre las partículas dispersas.

Las partículas dispersas pueden provocar tres fenómenos según su relación con su movimiento en el seno del agua: difusión, diálisis y ósmosis.

La difusión

La difusión es el fenómeno mediante el cual las moléculas de un gas, de un líquido o las sustancias disueltas se mueven continuamente en todas las direcciones tendiendo a distribuirse uniformemente en el seno del agua hasta ocupar todo el espacio disponible. El efecto de la difusión es que las moléculas se mueven de una región donde hay muchas moléculas (más concentrada), a una zona donde hay menos moléculas (menos concentrada), hasta que la concentración sea la misma en todas partes.

La difusión puede ocurrir también a través de una membrana si esta es lo suficientemente permeable como para que la puedan atravesar las partículas disueltas. De esta forma se realizan los intercambios de gases y determinados nutrientes entre la célula y su entorno.

La diálisis

La diálisis es la separación de dos solutos, uno coloidal y otro molecular, de una disolución a través de una membrana cuya permeabilidad sólo permite el paso de las partículas más pequeñas. Así, en la filtración renal se eliminan del plasma las partículas de sales y sustancias orgánicas de tamaño pequeño y se mantienen las proteínas y otras moléculas de tamaño mayor. La hemodiálisis es el proceso de sustitución de esta función renal en los individuos en los que los riñones funcionan con cierta deficiencia.

La ósmosis

La ósmosis es otro fenónemo en el que se iguala la concentración de dos disoluciones separadas por una membrana semipermeable, es decir, que permite el paso de las moléculas de agua pero no las del soluto. El agua atraviesa la membrana hasta la disolución más concentrada para facilitar la agitación de las moléculas del soluto (ver figura inferior).

Se denomina membrana semipermeable a la que contiene poros o agujeros, al igual que cualquier filtro, de tamaño molecular. El tamaño de los poros es tan minúsculo que deja pasar las moléculas pequeñas pero no las grandes, normalmente del tamaño de micras. Por ejemplo, deja pasar las moléculas de agua que son pequeñas, pero no las de azúcar, que son más grandes

Fenómenos osmóticos

La cantidad de agua que atraviesa una membrana semipermeable depende de la concentración de las partículas disueltas a uno y otro lado de la misma y no de la naturaleza de las mismas. Por tanto, todas las sales minerales y sustancias orgánicas disueltas contribuyen por igual a los fenómenos osmóticos.

Como se ve en la figura superior, la ósmosis puede provocar una diferencia en la cantidad de agua situada a un lado y a otro de la membrana semipermeable, lo cual acaba provocando sobre la misma una presión que se denomina presión osmótica.

Cuando dos disoluciones se hayan separadas por una membrana semipermeable, se llama hipertónica a aquella que está más concentrada, pues es la que generará más presión osmótica sobre la membrana. Por el contrario, se denomina disolución hipotónica a la solución que está más diluida, ya que generará menos presión sobre la membrana. El el caso de que las dos disoluciones tengan la misma concentración, se dice que son isotónicas.

Las membranas celulares funcionan como si fuesen membranas semipermeables; debido a esto, el fenómeno de la ósmosis puede provocar intercambio de agua entre el interior y el exterior de la célula dependiendo de las concentraciones de las disoluciones acuosas existentes tanto en el interior como en el exterior de las células.

• Si el medio externo es hipertónico, el agua tenderá a salir de la célula y esta se encogerá. El en caso de las células vegetales, la vacuola y el citoplasma se contraen y la membrana plasmática se acaba separando de la pared celular, rígida; esto se conoce como plasmolisis. En el caso de las células animales, como un glóbulo rojo, estos pierden agua y se encogen; si la perdida de agua es excesiva, pueden llegar a morir.
  
  
• Si el medio externo es hipotónico, el agua tiene a entrar en el interior de la célula, fenómeno llamado turgescencia. En el caso del glóbulo rojo, que carecen del refuerzo de la pared celular pueden incluso llegar a romper por la gran cantidad de agua que tengan en el interior. En las células vegetales, la vacuola se hincha y presiona el citoplasma contra la pared celular, pero no llega a reventar gracias a la rigidez de la pared celular, que se puede estirar por ser elástica pero no rompe; cuando la pared ya no puede estirarse más, simplemente deja de entrar agua.
  
  
• Si el medio es isotónico, el agua entra y sale de la célula en la misma cantidad, sin que varíe el volumen de la misma.