domingo, 4 de noviembre de 2012

Química: Ósmosis en la salud

Introducción:


La ósmosis es un fenómeno físico relacionado con el comportamiento de un sólido como soluto de una solución ante una membrana semipermeable para el solvente pero no para los solutos. Tal comportamiento entraña una difusión simple a través de la membrana, sin "gasto de energía". La ósmosis del agua es un fenómeno biológico importante para el metabolismo celular de los seres vivos
A continuación daré a saber que es ósmosis para que se usa, entre otras cosas como la diálisis.

Objetivos:-Conocer que es la ósmosis.
                  -Ver que valores tiene en la salud.
                  -Conocer los tipos de ósmosis.



Marco Teórico:


¿Qué es la Ósmosis y para que sirve?


Es el proceso físico a través del cual se hace pasar el agua por una batería de filtros y una membrana semipermeable al objeto de filtrar contaminantes como: metales pesados, exceso de sales, microorganismos, sustancias tóxicas, etc., el resultado final del proceso es la obtención de un agua pura.

Este método permite disponer de agua pura y fresca, de una calidad extraordinaria, para beber y cocinar. Su sistema de filtros y membrana consigue eliminar los niveles de metales y sales, como el plomo y el sodio, así como los nitratos, tan perjudiciales para la salud. Además, detiene las partículas disueltas en el agua y controla la química causante de los olores y sabores, como el cloro
¿Que son los sistemas de Ósmosis inversa?
Los sistemas de ósmosis inversa funcionan aprovechando las diferentes presiones osmóticas a ambos lados de una membrana. La propia presión del agua de red permite que el agua atraviese la membrana osmótica pasando al otro lado, e impidiendo el paso de los contaminantes. Proporcionan agua limpia, más cristalina y de mejor sabor.
Mediante su avanzado sistema de filtración, su efectividad como sistema de depuración está rondando de media el 93-98%, aunque éste porcentaje no es homogéneo, sino que para cada contaminante el porcentaje de eficacia varía. Son sistemas normalmente compactos, que ocupan poco espacio y están diseñados para facilitar el cambio de filtros, por el propio propietario.
Desde el punto de vista del manejo, todos los sistemas son automáticos y muy cómodos. El equipo se instala habitualmente debajo del fregadero y el agua depurada se obtiene en un grifo adicional.
Conoce nuestras propuestas en Ósmosis Inversa.
Aplicaciones de la Ósmosis Inversa:

Entre 1950 y 1970, se llevaron a cabo innumerables trabajos a fin de implementar el uso de la osmosis inversa en la desalación de aguas salobres y agua de mar.
A partir de 1970, esta técnica comenzó a ser competitiva, y en muchos casos superior a algunos de los procesos y operaciones unitarios usados en concentración, separación y purificación de fluidos. Hay razones para justificar esta creciente supremacía, ya que la osmosis inversa reúne características de excepción, como: 

  • Permite remover la mayoría de los sólidos (inorgánicos u orgánicos) disueltos en el agua (hasta el 99%). 
  • Remueve los materiales suspendidos y microorganismos. 
  • Realiza el proceso de purificación en una sola etapa y en forma continua.
  • Es una tecnología extremadamente simple, que no requiere de mucho mantenimiento y puede operarse con personal no especializado.
  • El proceso se realiza sin cambio de fase, con el consiguiente ahorro de energía.
  • Es modular y necesita poco espacio, lo que le confiere una versatilidad excepcional en cuanto al tamaño de las plantas: desde 1 m3/día, a 1.000.000 m3/día.
La ósmosis inversa puede aplicarse en un campo muy vasto y entre sus diversos usos podemos mencionar:
  • Abastecimiento de aguas para usos industriales y consumo de poblaciones.
  • Tratamiento de efluentes municipales e industriales para el control de la contaminación y/o recuperación de compuestos valiosos reutilizables.
  • En la industria de la alimentación, para la concentración de alimentos (jugo de frutas, tomate, leche, etc.).
  • En la industria farmacéutica, para la separación de proteínas, eliminación de virus, etc.


Ósmosis en la diálisis:

-Diálisis Renal: En medicina, la diálisis renal es un tipo de terapia de reemplazo renal usada para proporcionar un reemplazo artificial para la función perdida del riñón debido a un fallo renal. Es un tratamiento de soporte vital y no trata ninguna de las enfermedades del riñón. La diálisis puede ser usada para pacientes muy enfermos que han perdido repentinamente su función renal (falla renal aguda) o para pacientes absolutamente estables que han perdido permanentemente su función renal (enfermedad renal en estado terminal), siempre y cuando se tomen las medidas correctas al realizarla sin olvidar la higiene para evitar la contracción. La operación para este tipo de problema debe hacerla un médico especializado de lo contrario puede pasar a mayores consecuencias.

-Diálisis peritoneal: En la diálisis peritoneal, una solución estéril especial, corre a través de un tubo a la cavidad peritoneal, la cavidad abdominal alrededor del intestino, donde la membrana peritoneal actúa como membrana semipermeable. El líquido se deja allí por un período de tiempo para absorber los residuos, y después se quita a través del tubo vía un procedimiento estéril. Esto generalmente se repite un número de veces durante el día. En este caso, la ultrafiltración ocurre vía ósmosis, pues la solución de diálisis se provee en varias fuerzas osmóticas para permitir un cierto control sobre la cantidad de líquido a ser removido. El proceso es igual de eficiente que la hemodiálisis, pero el proceso de ultrafiltración es más lento y suave y es realizado en el lugar de habitación del paciente. Esto les da más control sobre sus vidas que una opción de diálisis basada en un hospital o clínica.

-Hemodiálisis: es un procedimiento de sustitución renal extracorpóreo, consiste en extraer la sangre del organismo y pasarla a un dializador de doble compartimiento, uno por el cual pasa la sangre y otro el líquido de diálisis, separados por una membrana semipermeable. Método para eliminar de la sangre residuos como potasio y urea, así como agua en exceso cuando los riñones son incapaces de esto (es decir cuando hay un fallo renal). La hemodiálisis se hace normalmente en una instalación dedicada, un cuarto especial en un hospital o en una clínica con enfermeras y técnicos especializados en hemodiálisis. Aunque menos tipico, la diálisis también se puede hacer en la casa de un paciente como hemodiálisis domiciliaria.

-Hemofiltración: La hemofiltración es un tratamiento similar a la hemodiálisis, pero en este caso, la membrana es mucho más porosa y permite el paso de una cantidad mucho más grande de agua y solutos a través de ella. El líquido que pasa a través de la membrana (el filtrado) es desechado y la sangre restante en el circuito tiene sus deseados solutos y volumen fluido reemplazado por la adicción de un líquido especial de hemofiltración. Es una terapia continua y lenta con sesiones que duran típicamente entre 12 y 24 horas, generalmente diariamente. Esto, y el hecho de que la ultrafiltración es muy lenta y por lo tanto suave, la hace ideal para los pacientes en unidades de cuidado intensivo, donde es común la falla renal aguda.

-Hemodiafiltración: La hemodiafiltración es una combinación de hemodiálisis y hemofiltración, en ella es incorporado un hemofiltro a un circuito estándar de hemodiálisis. La hemodiafiltración se comienza a usar en algunos centros de diálisis para la terapia crónica de mantenimiento.

Tipos De Diálisis:
1.- Diálisis Peritoneal Continuada Ambulatoria.

En nuestro abdomen tenemos una membrana llamada Peritoneo, capaz de realizar la función de filtro, por lo que se puede utilizar para la realización de la función de riñón artificial.

Este tratamiento se inicia con la colocación de un catéter en la cavidad abdominal, por el cual se introduce dos litros de de líquido que se cambiará  cuatro veces al día. Las ventajas de este tratamiento son las siguientes:

  • Limpieza de sustancias tóxicas de una forma continuada.
  • Tener menos restricciones en la ingesta de líquidos y alimentación.
  • Mejor control del peso y de la tensión arterial.
  • Libertad para la realización de actividades de la vida cotidiana, a nivel laboral, social… (uno mismo es el encargado de la realización del tratamiento)

2.- Diálisis Peritoneal automatizada (cicladora).

Se realiza a través del peritoneo, pero mediante una máquina (cicladora) que va realizando la diálisis, con varios intercambios durante la noche, estos intercambios están programados por los especialistas.

Está recomendado para personas con un funcionamiento adecuado del peritoneo y por motivos sociales.

Para tener la realización de este tratamiento se debe seguir las recomendaciones de los especialistas.


HEMODIÁLISIS.

La hemodiálisis es la purificación de la sangre a través de un riñón artificial, que funciona como un filtro formado por varios miles de fibras de celofán,  que tienen pequeños orificios microscópicos, que permiten que el exceso de agua e impurezas salgan de la sangre y pasen a la solución dializante.


En la hemodiálisis se utiliza la máquina dializadora, la solución dializante, el filtro, medio para conectar el enfermo a la máquina (fístulas arterio-venosas/ catéter).
  

El tratamiento se realiza generalmente tres veces por semana y con una duración de 3-4 horas, siendo valorado por el médico previamente, el que según los siguientes criterios dé la indicación del mismo:
  • Cuánto líquido se ha acumulado entre cada hemodiálisis,
  • Cómo se siente el usuario,
  • Qué indican las pruebas de sangre.
La hemodiálisis no cura los riñones, de ahí la importancia de cumplir con el tratamiento estipulado. El procedimiento no es doloroso, pero existen razones que pueden hacer sentirse mal cuando se está conectado a la máquina, por lo que siempre debe avisar si siente: náuseas, mareos, ruido en los oídos, debilidad, calambres musculares, dolor en el pecho, escalofríos, calor, frío, visión borrosa o cualquier sensación extraña.

Vías de acceso para enfermos en hemodiálisis

Para poder purificar la sangre debe haber una manera de conectarle a la máquina, las vías de acceso son el medio para lograrlo y se usan las siguientes: Fístula arterio-venosa interna, fístula arterio-venosa externa y catéter subclavio.

Fístula arterio-venosa interna 

Consiste en la unión de una arteria con una vena gruesa mediante una sencilla operación. Como resultado de eso, las venas del brazo se hacen más gruesas debido al flujo continuo de sangre. Puede usarse luego de un mes de estar funcionando. Cuando tiene la fístula instalada en el brazo, no debe usar reloj ni pulseras en el mismo, ni llevar cartera o sombrilla ni usar mangas apretadas u otra cosa estrecha que le apriete; no debe permitir que le tomen exámenes de laboratorio, la presión arterial o le apliquen inyecciones en dicho brazo.

Fístula arterio-venosa externa 

Consiste en la introducción de una cánula en una arteria y otra en una vena, colocada por un cirujano, se puede usar de inmediato. Se mantienen cubiertas con gasa limpia. Los cuidados a tener son: no tocarla, no mojarla, no permitir que la cánula se doble, no dejar que saquen muestras de sangre de ese brazo, ni tomen la presión arterial, ni apliquen inyecciones, ni se debe usar cosas ajustadas.


Catéter subclavio 

Consiste en un catéter que coloca el médico en una vena localizada cerca del cuello a nivel del hombro, puede usarse de inmediato. Los cuidados a tener son: no tocar, ni mojar, ni descubrir.


COMPLICACIONES DE LA HEMODIÁLISIS

Se dan complicaciones durante y después de la hemodiálisis.

Complicaciones durante la hemodiálisis

Existen dos tipos: Propias del enfermo, propias del equipo.

1. Propias del usuario:
  • Disminución de la presión arterial.
  • Calambres musculares.
  • Dolor de cabeza.
  • Dolor en el pecho acompañado de sudoración y frío.

2. Propias del equipo:
  • Embolia aérea, entrada de aire al usuario por ruptura o desconexión de las líneas.
  • Mal funcionamiento del calentador del líquido del dializador.
  • Ruptura del filtro.
  • Errores en el baño, exceso de concentrado, no se ha añadido concentrado o se añadió menos del mismo.

Complicaciones después de la hemodiálisis
  • Hipotensión arterial.
  • Síndrome de desequilibrio, se siente mal, con dolor de cabeza, aumento de la presión arterial y convulsiones.
  • Sangrado por cualquier parte.
  • Calambres.

Procesos del cuerpo con Ósmosis:

-Hematosis: Es el intercambio de gases entre el pulmón y la sangre que se produce por osmosis a nivel de los Sacos Alveolares de cada Pulmón. En este proceso el CO2 pasa desde los capilares arteriales hacia el interior del Saco alveolar y de O2 desde el Saco Alveolar hacia los Capilares Venosos produciendo descarboxilación y Oxigenación de la sangre. La hematosis es el proceso que ocurre a nivel de la barrera alvéolo capilar y el intercambio de las sustancias gaseosas (O2 y CO2) entre la sangre y el aire inspirado contenido en los pulmones.
Este intercambio gaseoso se produce por simple diferencia de presión y concentración denominado difusión (de donde hay más hacia donde hay menos), e implica un fenómeno de difusión pasiva.
-Transporte pasivo celular: La ósmosis es un tipo especial de transporte pasivo en el cual sólo las moléculas de agua son transportadas a través de la membrana. El movimiento de agua se realiza desde el punto en que hay menor concentración de solutos al de mayor concentración para igualar concentraciones en ambos extremos de la membrana bicapa fosfolipidica. De acuerdo al medio en que se encuentre una célula, la ósmosis varía. La función de la ósmosis es mantener hidratada a la membrana celular. Dicho proceso no requiere gasto de energía. En otras palabras, la ósmosis es un fenómeno consistente en el paso del solvente de una disolución desde una zona de baja concentración de soluto a una de alta concentración del soluto, separadas por una membrana semipermeable.

.:-  En un medio isotónico, hay un equilibrio dinámico, es decir, el paso constante de agua.

.:-  En un medio hipotónico, la célula absorbe agua hinchándose y hasta el punto en que puede estallar dando origen a la citólisis.

.:- En un medio hipertónico, la célula pierde agua, se arruga llegando a deshidratarse y se muere, esto se llama crenación.

Para prevenir la ruptura o deshidratación de las células en los seres humanos se debe inyectar medicamentos cuyas disoluciones sean isotónicas. Por ejemplo,  el suero fisiológico debe ser isotónico con relación a la sangre, es decir, debe tener la misma concentración de sales para mantener el equilibrio la presión osmótica.
 Las células animales se hinchan cuando son colocadas en soluciones hipotónicas, algunas como los eritrocitos terminan estallando debido al agua que penetra en ellas por flujo osmótico.
  Una de las principales funciones del cuerpo de los animales es el mantenimiento de la isotonicidad del plasma sanguíneo. Esto elimina los problemas asociados con la pérdida o ganancia de agua desde y hacia las células. Estamos hablando por supuesto de una de las claves de la homeostasis.

-Respiración interna: Es el proceso que se cumple a nivel de todos los tejidos del cuerpo y consiste en el pasaje, por osmosis, de O2 desde los capilares arteriales hasta las Células y de CO2 desde las células hasta los Capilares venosos. La respiración interna o celular es el proceso de la respiración en la cual se produce el intercambio de gases entre la sangre y los tejidos, dicho de otra forma, el O2 es entregado a las células y utilizado o consumido por éstas en su actividad vital. Se trata del último proceso respiratorio y también el más complicado, pues se producen una serie de reacciones bioquímicas celulares en las cuales se obtiene energía mediante la; en este proceso se libera dióxido de carbono y agua. El pigmento respiratorio más común es la hemoglobina, que está presente en la sangre. La propiedad más importante de los pigmentos respiratorios es la afinidad que poseen por el O2. La hemoglobina forma una combinación con el O2 cuando está en contacto con un medio rico en este gas, como es la atmósfera, formando la oxihemoglobina. Este contacto tiene lugar en los capilares de los órganos respiratorios. Cuando la sangre oxigenada (rica en oxihemoglobina) llega a los tejidos, el balance de O2 se invierte y la hemoglobina libera O2. Al volverse más básica, provoca la liberación de iones sodio que se combinan con el CO2 procedente de los tejidos para formar bicarbonato de sodio.

Marco Conceptual


Soluto: Componente de una disolución que se encuentra en menor proporción, de modo que puede disolverse en otro componente que es mayoritario: en un vaso de leche con azúcar, el azúcar es el soluto.

Membrana semipermeable:Es aquella que permite que ciertas moléculas o iones la atraviesen por difusión. La concentración, la presión y temperatura de las moléculas y de los solutos determinarán qué cantidad de materia podrá pasar a través de la membrana. La permeabilidad de la membrana también dependerá, por supuesto, del tamaño del soluto.

metabolismo: Conjunto de reacciones que se producen continuamente en las células vivas, mediante las cuales esta obtiene y transforma materia y energía: las reacciones del metabolismo se producen en orden al mantenimiento de la vida, al crecimiento de los individuos y a su reproducción.

Homeostasis: Es el conjunto de fenómenos de autorregulación que llevan al mantenimiento de la constancia en las propiedades y la composición del medio interno de un organismo

Vaso constricción  Estrechamiento de los vasos sanguíneos por contracción de la pared arterial, que lleva consigo un aumento de la presión arterial.

Inhibir: Disminuir o suspender las funciones normales de una parte del organismo por medios mentales o químicos.

Sacos alveolares: Conjunto de alvéolos en cada uno de los extremos de los bronquiolos respiratorios.

Descarboxilación: La descarboxilación es una reacción química en la cual un grupo carboxilo es eliminado de un compuesto en forma de dióxido de carbono (CO2)

isotonico: Se dice que las soluciones que tienen la misma concentración de sales que el suero de la sangre son isotónicas. Por tanto, tienen la misma presión osmótica que la sangre y no producen la deformación de los glóbulos rojos.

hipotonico: Que tiene menor presión osmótica que otra con la que se compara.

hipertonico: Que tiene mayor presión osmótica que otra con la que se compara.

crenación: Es el fenómeno en donde de la célula animal se somete a una solución hipertónica. Al estar en esta solución con gran cantidad de soluto, tiende a liberar su agua. La destrucción de la célula es por deshidratación y se seca.

Suero fisiológico  El suero fisiológico es una disolución acuosa de sustancias compatibles con los organismos vivos debido a sus características definidas de osmoticidad, pH y fuerza iónica. Está compuesto de agua, electrolitos y, a veces, distintas sustancias, como por ejemplo la glucosa, fuente de carbono y energía para el organismo, y de algunos polisacáridos expansores.

Isotonicidad: Cuando dos sustancias divididas por una membrana semipermeables se igualan.

Glucolisis: La glucólisis o glicolisis, es la vía metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula.

Hemoglobina: Es una heteroproteína de la sangre, de color rojo característico, que transporta el oxígeno desde los órganos respiratorios hasta los tejidos, el dióxido de carbono desde los tejidos hasta los pulmones que lo eliminan y también participa en la regulación de pH de la sangre.

Esferocitosis hereditaria: La esferocitosis hereditaria o anemia esferocítica congénita1 es una enfermedad genética (75% de los casos son autosómicos dominante y el otro 25% corresponde a un patrón autosómico recesivo), que forma parte de las llamadas anemias hemolíticas, caracterizada por la producción de hematíes de forma esferoidal, por un defecto en la membrana del mismo, lo cual hace que se destruya con facilidad en el bazo.

Talasemia: Es un tipo de anemia del grupo de anemias hereditarias en las que existe disminución de la síntesis de una o más de las cadenas polipeptídicas de la hemoglobina. Hay varios tipos genéticos con cuadros clínicos que van desde anomalías hematológicas difícilmente detectables hasta anemia severa y cuadros de enfermedad terminal.

Hematoma: Es una acumulación de sangre, causado por una hemorragia interna (rotura de vasos capilares, sin que la sangre llegue a la superficie corporal) que aparece generalmente como respuesta corporal resultante de un golpe, una contusión o una magulladura.

Difusión: Movimiento espontáneo de las moléculas que origina una distribución uniforme de la materia.

Conclusión:

Gracias a la búsqueda de información y la creación de este blog, me di cuenta que que el proceso así llamado como ósmosis en un fenómeno físico importante para la coexistencia avitual del ser humano en la tierra, ya que sin este proceso no podríamos generar nuestra propia agua potable

Anexo:




















Descubrimiento de la ósmosis:
EL DESCUBRIMIENTO del fenómeno osmótico y los primeros estudios al respecto están unidos a la historia de la creación de las ciencias del siglo XIX: la biología, la química y la fisicoquímica.
La biología como ciencia surge prácticamente en 1800, cuando Marie-François-Xavier Bichat (1771-1802) define la vida como "un conjunto de funciones que resisten a la muerte", entendida ésta como el comportamiento inerte de la materia. Tal noción se hizo científica porque señalaba la separación de los tres reinos: vegetal, animal y mineral; además, atribuía a los vegetales y a los animales un principio interno de desarrollo.
Bichat y otros biólogos de la época concibieron esta idea de la vida como un principio vital, consecuencia de un alto desarrollo de la materia inerte. Es decir, se aceptaba que los fenómenos biológicos se podían explicar por medio de la física y de la química. Bichat, quien en 1844 fundó la histología, admitió explícitamente a la química como modelo al observar que los tejidos estaban conformados por constituyentes elementales.
Entre los conocimientos básicos que formaban parte del inicio de las ciencias biológicas estaba la idea de la evolución de la vida, dándole un sentido dinámico al concepto de Bichat. En esta concepción evolutiva los cambios ocurren para contrarrestar un mundo perpetuamente amenazador en forma tal que la función y los órganos están determinados por una evolución hacia la supervivencia de las colectividades.

Bibliografia:

http://www.lenntech.es/biblioteca/osmosis-inversa/que-es-osmosis-inversa.htm
http://mexico.renalinfo.com/treatment/end_stage_kidney_failure/dialysis/
http://www.alceralmeria.org/index.php?option=com_content&view=article&id=12&Itemid=20






Nombre: José Miguel Valdivia H
       Profesor: Dixon Ardiles.
       Fecha de entrega: Lunes 5 de noviembre, 2012
       Curso: 2° medio A.

Colegio: Santa Familia.