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Unidad 1Unidad 1

Clase 1Clase 1

Fundamento de la química médica

Materia

Profesores:Hugo Villanueva V.Alberto Salazar G.

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Química

La palabra química deriva de la voz egipcia khem, en alusión al propio Egipto, tierra negra y fértil.

Es una ciencia que estudia la composición, propiedades y estructura de la materia, las transformaciones y las leyes que rigen esos cambios.

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Logros

• Valora la importancia de la química para la compresión de los procesos biológicos y su aplicación médica.

• Clasifica la materia y lo interrelaciona con el ser humano.

• Convierte los sistemas de unidades de importancia médica.

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Importancia de la química en la Medicina Humana

A. Procesos biológicos

Síntesis de las hormonas tiroideas (I + Tirosina MIT+DIT T3) (I + Tirosina DIT+ DIT T4)Como componente de proteínas funcionales: Hemoglobina Mioglobina.Como componentes de enzimas: La citocromooxidasa (hierro, cobre) La superóxido dismutasa (cobre, zinc) La anhidrasa carbónica (Zinc)

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Productos cosméticos y dermatológicosJabones, lociones, lacas, geles y cremas bloqueadoras solares.

B. La química en las ciencias de la salud

Armas químicasTenemos los gases de guerra que son el sarin, tabún y somán.

Productos farmacéuticos y médicosMedicamentos, drogas de abuso y sustancias dopantes en el deporte.

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Materia es todo aquello que tiene masa, ocupa un lugar en el espacio, y posee los atributos de gravedad e

inercia.

La cantidad de materia de un cuerpo se mide por su

masa.

MateriaMateria

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Sustancias puras

Son sustancias que no se pueden descomponer en formas más simples por cambios químicos convencionales.

Son sustancias puras que pueden conservarse en la naturaleza como tales, observarse, identificarse y manipularse en cantidades de tamaño macroscópico.

1. Elementos o sustancias simples

Clasificación de la materia

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Química médicaElementos en la masa del ser

humano

Elementos

Masa en el hombre de 70 Kg

Localización y función

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2. Sustancias compuestas o compuesto

Son sustancias formadas por dos o más elementos unidos químicamente en proporciones sencillas y definidas.

Química MédicaAgua H2O : 2 átomos de Hidrogeno y 1 átomo de Oxígeno

Cloruro de sodio: NaCl (al 0,9% constituye el suero fisiológico)

Ácido clorhídrico: HCl ( se origina en las células parietales del estómago y forma parte del jugo gástrico).

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Mezclas

Están formadas por más de un componente, cuyas proporciones pueden variar.

No tiene composición fija.

No pierden sus propiedades por el hecho de mezclarse.

Cada componente mantiene sus propiedades.

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1. Mezcla Homogénea

Constan de una sola fase, llamada disolución o solución.

No se pueden distinguir sus componentes

Química Médica

Mezclas homogéneas en la medicinaAgua oxigenada (H2O2 + H2O), desinfectante , antiséptico y decolorante en cosmética.

Mezclas homogéneas a nivel hospitalario:El acero quirúrgico (aleación de carbono y hierro) es el componente de las mesas quirúrgicas e instrumental de cirugía.

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2. Mezcla Heterogénea

Química MédicaQuímica Médica•Tipo suspensiones farmacéutica de uso en Tipo suspensiones farmacéutica de uso en medicina:medicina:

JarabesJarabes

LaxantesLaxantes

•Tipo coloides en los alimentos: Tipo coloides en los alimentos:

Albúmina, mayonesa.Albúmina, mayonesa.

Leche, queso, mantequilla.Leche, queso, mantequilla.

AlmidónAlmidón

Es el sistema donde se encuentran dos o más componentes que se distinguen a simple vista. Son

mezclas cuyas propiedades y composición son constantes en todas sus partes.

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La masa y la energía del universo permanece constante, no se puede

aumentar ni disminuir solo se transforma una en otra.

Ley de Conservación de la Materia

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El hielo seco (CO2 sólido) por acción del calor se convierte en CO2 en forma de gas.

Ejemplo: Evaporación del agua: el agua líquida al ser calentada se evapora en agua gaseosa.

Un cambio físico no produce variación en la identidad de la sustancia. Son transformaciones transitorias, es decir, es un cambio de estado.

Cambios físicos

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Cambios químicos

Un cambio químico produce una variación en la identidad de la sustancia. Son transformaciones

permanentes y no son reversibles.

Química MédicaLa disolución de la sal de Andrews (NaHCO3) en agua libera gas (CO2) y en el fondo del vaso queda un precipitado blando de sabor cáustico (Na2CO3) y de color blanco.

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Medición y sistemas de unidades

Cuando se quiere cuantificar ciertas magnitudes (masa, volumen y otros), se emplean

instrumentos de medida y unidades apropiadas.

Ejemplos

La masa de cierto cuerpo se mide con la balanza que registra digamos 200 gramos (200 g).

La temperatura del agua se mide con un termómetro, que registra en el laboratorio 20º C.

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Sistema internacional de unidades (S.I)

En 1 960 se estableció oficialmente el S.I que utiliza muy pocas unidades y es una ampliación de la forma MKS del Sistema Métrico Decimal.

En la decimocuarta Conferencia General de 1 971, el Comité Internacional de Pesas y Medidas fija 7 unidades de base, 2 suplementarias y unidades derivadas, con sus símbolos correspondientes aceptados por todos los países de mundo.

En nuestro país a partir de 1 985 es obligatorio su uso, como Sistema Legal de Unidades de Medida del Perú (SLUMP).

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Unidades de medición de utilidad médica

Volumen Presión

1 L = 1 000 mL=1 dm3 = 103 mL 1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg

0,1 L = 100 mL 1 atm = 760 Torr = 1,013 x 105 Pa

0,01 L = 10 mL Longitud

0,001 L = 1 mL = 1 cm3 1 pulgada (pulg) = 2,54 cm

1 decalitro (DL) = 10 L 1 angström (ºA) = 10-8 cm = 10-10 m

1 hectolitro (HL) = 100 L 1 micra (μ) = 10-4 cm = 10-6 m

1 m = 10 dm = 100 cm = 103 mm

Masa

1 kg = 1 000 g = 2,2 lb1 lb = 454 g = 16 onzas1 onza = 28,35 g1 mg = 10-3 g 1 μg = 10-6 g

1 kg = 1 000 g0,1 kg = 100 g0,01 kg = 10 g0,001 kg = 1 g

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Densidad

La densidad es una propiedad intensiva de la materia que se define como la masa por unidad de volumen y se determina por la ecuación siguiente:

Densidad = Masa de una sustancia Volumen que ocupa dicha masa

Densidad =ρ = m (g) V (L)

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Química Médica

Líquidos Densidad (g/mL)

Orina SangreLíquido cefalorraquídeo

ρ =1,003-1,030ρ =1,060ρ =1,005

Respecto a la densidad del agua: ρ =1,0 g/mL

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Gases Densidad (g/L)

Amoniaco (NH3)Oxígeno (O2)Dióxido de carbono (CO2)

0,7711,43

1,979

Respecto a la densidad del aire: ρ =0,8-1,2 g/L

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Temperatura

Es una medida de la energía cinética media de las partículas constitutivas de un cuerpo material.Es una propiedad intensiva de las sustancias.

Ejemplo Una persona de 70 kg de masa corporal tiene una temperatura de 37º C.Un niño de 9 años pesa 45 kg de masa corporal y su temperatura es de 37º C.

Se mide con el termómetro, que es un dispositivo o sistema que posee ciertas propiedades medibles como puede ser la longitud, presión o volumen.

Termómetro de mercurioLa temperatura viene indicada por la longitud de una columna de mercurio dentro de un capilar de vidrio.

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Escala de temperatura

Los termómetros están graduados en ciertas escalas, que podemos clasificarlos en dos grupos:

• Escalas relativa, que registran como lectura cero (0) a temperaturas arbitraria: Celsius y Fahrenheit

• Escalas absolutas, registran como lectura cero a la temperatura hipotética llamado cero absoluto: Kelvin y Rankine.

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Fórmulas de conversión

°C = °F -32 = °K - 273 = °R - 492 100 180 100 180

ºC = K-273 = ºF-32 = R-492 5 5 9 9

De la expresión general, obtenemos las siguientes relaciones particulares:

ºC = ºF – 32 ºF = 1,8 x ºC + 32 5 9

ºC = ºK – 273 ºK = ºC + 273 5 5

ºF - 32 = ºR – 492 ºR = ºF + 460 9 9

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Presión

Es la medida del efecto de la distribución de fuerzas normales (perpendiculares) aplicadas sobre una superficie o área.

Presión = fuerza área P = F A

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Presiones útiles en la medicina

Presiones en las arterias y venas

Presión sistólica a nivel de la aorta Presión sistólica a nivel de la pulmonarPresión diastólica a nivel de la aorta Presión diastólica a nivel de la pulmonarArteriolas Capilares Venuelas Venas cavas Aurícula derecha

Valores en mm Hg

120 2180850-3030-1515-105-20

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Presiones

Presión intrapulmonar (Inspiración)Presión intrapulmonar (Espiración)Presión parcial del O2 del aire alveolarPresión parcial del O2 de la sangre desoxigenada a nivel de los capilares pulmonaresPresión parcial de CO2 de la sangre desoxigenadaPresión parcial de CO2 del aire alveolar

Valores en mm Hg

758762105

40

4540

Respecto a la presión atmosférica: 760 mm Hg

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1. Clasificar las siguientes mezclas en homogéneas o heterogéneas: Las bebidas gaseosas:

El vinagre (5% de ácido acético en agua):

El aire, libre de partículas suspendidas:

El agua potable, agua de los ríos, mares y lagos:

Dinámica de Pequeño Grupo DPG-1

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La cerveza, tiene una formulación general de agua, malta (cebada geminada= cebada malteada), se lleva a cocción de 100º C y se genera el mosto, a la cual se le adiciona la levadura (Sacharomyces) y con ello se genera el etanol + CO2.

Piedra pómez (dióxido de sílice, trióxido de aluminio) de color grisáceo, ceniza o amarillo.Es un exfoliante de los pies, rodillas y zonas hiperpigmentadas del cuerpo.

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La respiración en el hombre:La digestión en el hombre:La putrefacción de la carneFermentación de las bebidas:

2. Complete las reacciones y mencione si el cambio es físico o químico:

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La temperatura corporal normal de una persona es de 37º C.

ººK = ºC + 273ººK = 37 + 273 ººK = 310

(b) Cuál será la temperatura corporal en ºF?

ºF = 1,8 x ºC + 32ºF = 1,8 x 37 + 32ºF = 98,6

Dinámica de Pequeño Grupo DPG-2

(a) Cuál será la temperatura corporal en ºK?

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El pH de las lágrimas es de 7,0-7,4, para que no altere el epitelio corneal; es ligeramente más viscosa y densa que el agua, debido a sus componentes. Tiene una masa de1 062 g/L. Se desea:a) Convertir los gramos a libras y los litros a decalitros: b) Determinar la densidad de las lágrimas en g/mL.

Conversión de unidades

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Los elementos formes de la sangre proporcionan una masa de 39 onzas por cada 0,01 hectolitros de sangre.En los túbulos se produce la reabsorción de Na y H2O; tanto, el túbulo contorneado distal (TCD), como el túbulo colector, tienen un grosor de 5 micras. Se desea:a) Determinar la masa y el volumen de la sangre en gramos/mL: b) Determinar la densidad de la sangre en g/mL: c) Determinar el grosor de la pared de los túbulos en cm:

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1. El diclofenaco es un antiinflamatorio cuya dosificación en niños mayores de un año es de 0,5 a 2 mg/kgf de peso corporal al día, repartido en dos tomas. Si el niño pesa 25 kgf. ¿Cuántos gramos como mínimo ingirió el niño en una semana?

Resolución:Sea m la masa mínima del medicamento ingerida por el niño durante una semana (total 7 días). Entonces, tenemos que:

m = (0,5 mg x 25 kgf x 10-3 g) [7] = 8,75 x 10-2 g kgf 1 mg

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2. A nivel de la tráquea la mezcla de aire es la siguiente

N2 : 74,18 %O2 : 19,60 %CO2 : 0,040%H2O : 6,20%

Hallar las presiones correspondientes de cada gas a nivel de la tráquea ( Presión total 1 Atmósfera):

PN2 : 0,7418 x 760PO2 : 0,1960 x 760PCO2 : 0,0004 x 760PH2O : 0,0620 x 760

mm Hg

564149 0,3 47

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Los valores normales de presión arterial es de 120/80 mm Hg. Valores por encima de 130/90 mm de mercurio son indicativos de hipertensión o presión arterial alta y por debajo de 90/60 mm Hg son indicativos de hipotensión o presión arterial baja.

(a) Expresar los valores de la presión máxima permisible en atmósfera para el caso de hipertensos:

Presión sistólica: 130 mm Hg x 1 Atm = 0,17 Atm 760 mm HgPresión diastólica: 90 mm Hg x 1 Atm = 0,115 Atm 760 mm Hg

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GRACIASGRACIAS