El agua y los procesos biológicos
El agua en la célula
Las sustancias que se disuelven con facilidad en el agua son las sales, azúcares, ácidos, álcalis y gases, como el O y el CO2. Átomos con mayor electro positividad que el hidrogeno (de solo 1p+), como el Na (con 11p+) desplazan el hidrogeno del agua, formando NaOH (Fig. 1). Iguales situaciones se dan con el Ca, K, etc… Esta capacidad del agua de actuar como disolvente la hace esencial en muchos procesos metabólicos de la célula, convirtiéndola en un componente vital de los fluidos citoplasmáticos; de hecho, el citoplasma está compuesto de un 90 % de agua.
Fig. 1 El Na tiene mayor carga electropositiva y desplaza al H, para formar el hidróxido.
Las células vivas tienen un 60 a 90 % de agua y las muertas un 10 % a 20 %. Un organismo unicelular como la Escherichia coli contiene 70 % de agua y una célula algal hasta el 90 %.
El agua y el metabolismo celular
Desde la perspectiva metabólica podemos distinguir dos tipos de funciones del agua:
Anabólica, con extracción del agua mediante reacción enzimática, con consumo de energía, permitiendo la formación de moléculas más complejas, como triglicéridos y proteínas.
Catabólica, el agua actúa como un disolvente, reduciendo el tamaño de las moléculas, como glucosas, ácidos grasos y aminoácidos, y suministrando energía en el proceso. Los componentes principales de las células, como las proteínas, el ADN y los polisacáridos se disuelven en agua.
El agua es un compuesto esencial para la fotosíntesis y la respiración. En la fotosíntesis el hidrógeno del agua se combina con CO2 (captado del aire o del agua), para formar glucosa y liberar oxígeno.
La temperatura del agua y la patología
Los factores que intervienen en la inestabilidad del agua son de orden físico, químico y biológico. Se refieren principalmente a aquellos ligados al manejo y producción de una camaronera. Pero también se dan situaciones extremas que influyen en el comportamiento de estas dinámicas, como la estación del año, la lluvia y los vientos. La temperatura, al igual que la salinidad, es considerada el factor físico más importante que influye en la vida del camarón que crece en una piscina; sus efectos biológicos son complejos y amplios.
Se han obtenido buenos crecimientos de camarón en cautiverio con temperaturas entre 25 y 30°C; sin embargo, días seguidos de fuerte insolación y las pérdidas de profundidad que se forman en la piscina, pueden generar condiciones térmicas que, afectando múltiples variables del agua, influyen en la fisiología del animal. La temperatura es un modificador del flujo energético y por tanto del crecimiento. Fuera de los rangos tolerados (óptimo 25 – 30°C) se convierte en un causante de estrés, siendo los cuadros patológicos el resultado de esta compleja interacción entre camarón, patógenos y ambiente (Fig. 2).
Sin embargo, la elevada temperatura del agua (± 32°C) previene la aparición de enfermedades y reduce significativamente la mortalidad de WSSV. Surge la interrogante: Qué alcance fisiológico (inmunidad) otorga al camarón ese valor de temperatura?. Seguramente es la conjugación de la variable externa (temperatura), más una mejor perfomance fisiológica del camarón y una inhibición de la letalidad viral?.
Fig. 2 El auscultamiento constante de la salud del camarón ayuda a prevenir patologías.
La temperatura del agua y la actividad enzimática
La temperatura de un sistema es una medida de la energía cinética de sus moléculas. A medida que la temperatura sube la energía de las moléculas también sube. Algo de esta temperatura puede ser convertida en energía potencial química, la misma que si aumenta será suficiente para romper los enlaces débiles de la proteína y consecuentemente su desnaturalización.
En el caso de las reacciones enzimáticas, esto se complica por el hecho de que muchas enzimas se ven afectadas ante elevadas temperaturas. La velocidad de reacción aumenta con la temperatura hasta un nivel máximo, luego disminuye abruptamente con los incrementos adicionales de temperatura (Fig. 3). La excesiva elevación de la temperatura reduce el efecto catalizador de la enzima debido a su desnaturalización y a la del sustrato en que actúa. Variaciones de temperatura de reacción tan pequeñas como 1 o 2 grados pueden introducir cambios del 10 al 20% en los resultados.
Fig. 3 Las enzimas pierden eficiencia frente a las temperaturas elevadas del agua.
