BIOELEMENTOS

¿Qué es bioelemento?

Los bioelementos o elementos biogenésicos son los

elementos químicos, presentes en seres vivos. Pueden

aparecer aislados o formando moléculas. Se clasifican en

bioelementos primarios o plásticos y bioelementos

secundarios.

Sistema de clasificación del cuerpo

humano El cuerpo humano se compone de cabeza, tronco y extremidades; los brazos son las extremidades superiores y las piernas las inferiores.

Uno de los sistemas de clasificación del cuerpo humano, respecto a sus componentes constituyentes, es la establecida por Wang y col. en 1992:

Nivel atómico: hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, carbono, minerales.Nivel molecular: agua, proteínas, lípidos, hidroxi–apatita.Nivel celular: intracelular, extracelular.Nivel anatómico: tejido muscular, adiposo, óseo, piel, órganos y vísceras.Nivel cuerpo íntegro: masa corporal, volumen corporal, densidad corporal.El cuerpo humano está organizado en diferentes niveles jerarquizados. Así, está compuesto de aparatos; éstos los integran sistemas, que a su vez están compuestos por órganos conformados por tejidos, que están formados por células compuestas por moléculas.

La clasificación de los bioelementos Los bioelementos también se clasifican en mayoritarios, traza y ultratraza.

Bioelementos mayoritarios. Se presentan en cantidades superiores al 0,1% del peso del organismo. Oxígeno (O), carbono (C), hidrógeno (H), nitrógeno (N), calcio (Ca), fósforo (P), azufre (S),cloro (Cl) y sodio (Na).

Bioelementos traza. Están presentes en una proporción comprendida entre el 0,1% y el 0,0001% del peso de un ser vivo. Entre otros se incluye silicio (Si), magnesio (Mg) y cobre (Cu).

Bioelementos ultratraza. Se presentan en cantidades inferiores al 0,0001%, por ejemplo el yodo (I), el magnesio (Mg) o el cobalto (Co).

Los elementos traza y ultrataza pueden ser denominados en su conjunto, oligoelementos. Se han aislado 60 oligoelementos, pero de ellos solo 14 se consideran comunes en casi todos los seres vivos.

La proporción de los diversos bioelementos es muy diferente a la que hallamos en la atmósfera, la hidrosfera o la corteza terrestre; ellos indica que la vida ha seleccionado aquellos elementos que le son más adecuados para formar sus estructuras y realizar sus funciones. Por ejemplo, el carbono representa aproximadamente un 20% del peso de los organismos, pero su concentración en la atmósfera, en forma de dióxido de carbono es muy baja, de manera que los seres vivos extraen y concentran este elemento en sus tejidos.

La siguiente tabla muestra la proporción de algunos bioelementos en el cuerpo humano comparada con la que tienen en el resto de la Tierra

Bioelementos primarios Los bioelementos primarios son los elementos indispensables para formar las biomoléculas orgánicas

(glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos); constituyen el 96% de la materia viva seca. Son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno (C, H, O, N, P, S respectivamente).

Carbono: tiene la capacidad de formar largas cadenas carbono-carbono (macromo) mediante enlaces simples (-CH2-CH2) o dobles (-CH=CH-), así como estructuras cíclicas. Pueden incorporar una gran variedad de radicales (=O, -OH, -NH2, -SH, PO4

3-), lo que da lugar a una variedad enorme de moléculas distintas. Los enlaces que forma son lo suficientemente fuertes como para formar compuestos estables, y a la vez son susceptibles de romperse sin excesiva dificultad. Por esto, la vida está constituida por carbono y no por silicio, un átomo con la configuración electrónica de su capa de valencia igual a la del carbono. El hecho es que las cadenas silicio-silicio no son estables y las cadenas de silicio y oxígeno son prácticamente inalterables, y mientras el dióxido de carbono, CO2, es un gas soluble en agua, su equivalente en el silicio, SiO2, es un cristal sólido, muy duro e insoluble (cuarzo).

Hidrógeno: además de ser uno de los componentes de la molécula de agua, indispensable para la vida y muy abundante en los seres vivos, forma parte de los esqueletos de carbono de las moléculas orgánicas. Puede enlazarse con cualquier bioelemento.

Ácido oleico, una cadena de 18 átomos de carbono (bolas negras); las bolas blancas son átomos de hidrógeno y las rojas àtomos de oxígeno.

Oxígeno: es un elemento muy electronegativo que permite la obtención de energía mediante la respiración aeróbica. Además, forma enlaces polares con el hidrógeno, dando lugar a radicales polares solubles en agua (-OH, -CHO, -COOH).

Nitrógeno: principalmente como grupo amino (-NH2) presente en las proteínas ya que forma parte de todos los aminoácidos. También se halla en las bases nitrogenadas de los ácidos nucleicos. Prácticamente todo el nitrógeno es incorporado al mundo vivo como ion nitrato, por lasplantas. El gas nitrógeno solo es aprovechado por algunas bacterias del suelo y algunas cianobacterias

Bioelementos secundarios

Los bioelementos secundarios se clasifican en dos grupos: los indispensables y los variables. Estos están representados en todos los seres vivos. Los más abundantes son el sodio, el potasio, el magnesio y el calcio. Los iones sodio, potasio y cloruro intervienen en el mantenimiento del grado de salinidad del medio interno y en el equilibrio de cargas a ambos lados de la membrana. Los iones sodio y potasio son fundamentales en la transmisión del impulso nervioso; el calcio en forma de carbonato da lugar a caparazones de moluscos y al esqueleto de muchos animales. El ion calcio actúa en muchas reacciones, como los mecanismos de la contracción muscular, la permeabilidad de las membranas, etc. El magnesio es un componente de la clorofila y de muchas enzimas. Interviene en la síntesis y la degradación del ATP, en la replicación del ADN y en su estabilización, etc.

Calcio (Ca)

Sodio (Na)

Potasio (K)

Magnesio (Mg)

Cloro (Cl)

Hierro (Fe)

Los oligoelementos Los oligoelementos1 son bioelementos presentes en pequeñas

cantidades (menos de un 0,05%) en los seres vivos y tanto su ausencia como su exceso puede ser perjudicial para el organismo, llegando a ser hepatotóxicos. Además de los cuatro elementos de los que se compone mayoritariamente la vida (oxígeno, hidrógeno, carbono y nitrógeno), existe una gran variedad de elementos químicos esenciales. Las plantas los absorben de los minerales disueltos en el suelo, y de ahí pasan a los heterótrofos. Se sabe que existen grandes organismos que consumen suelo (geofagia) y visitan yacimientos minerales, de sal, por ejemplo, para conseguir los oligoelementos necesarios en su dieta.

Los siguientes elementos (listados alfabéticamente) son considerados oligoelementos en humanos:

Arsénico

Boro

Bromo

Cromo

Cobalto

Cobre

Flúor

Hierro

Manganeso

Molibdeno

Níquel

Selenio

Silicio

Vanadio

Yodo

Zinc

Para otros elementos, como el litio, el estaño o el cadmio, su esencialidad no está totalmente aceptada;

incluso de la anterior lista no está clara la esencialidad del bromo y el boro.

¿Qué es metabolismo? El metabolismo (del griego μεταβολή, cambio) es el conjunto de reacciones bioquímicas y

procesos físico-químicos que ocurren en unacélula y en el organismo.1 Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.

La metabolización es el proceso por el cual el organismo consigue que sustancias activas se transformen en no activas.

Este proceso lo realizan en los seres humanos con enzimas localizadas en el hígado. En el caso de las drogas psicoactivas a menudo lo que se trata simplemente es de eliminar su capacidad de pasar a través de las membranas de lípidos, de forma que ya no puedan pasar la barrera hematoencefálica, con lo que no alcanzan el sistema nervioso central.

Por tanto, la importancia del hígado y el porqué este órgano se ve afectado a menudo en los casos de consumo masivo o continuado de drogas.

El metabolismo se divide en dos procesos conjugados: catabolismo y anabolismo. Las reacciones catabólicas liberan energía; un ejemplo es la glucólisis, un proceso de degradación de compuestos como la glucosa, cuya reacción resulta en la liberación de la energía retenida en sus enlaces químicos. Las reacciones anabólicas, en cambio, utilizan esta energía liberada para recomponer enlaces químicos y construir componentes de las células como lo son las proteínas y los ácidos nucleicos. El catabolismo y el anabolismo son procesos acoplados que hacen al metabolismo en conjunto, puesto que cada uno depende del otro.

Grupos funcionales El grupo funcional es un átomo o conjunto de átomos unidos a

una cadena carbonada, representada en la fórmula general por R para los compuestos alifáticos y como Ar (radicales arílicos) para los compuestos aromáticos. Los grupos funcionales son responsables de la reactividad y propiedades químicas de los compuestos orgánicos.

La combinación de los nombres de los grupos funcionales con los nombres de los alcanos de los que derivan brinda una nomenclatura sistemática poderosa para denominar a los compuestos orgánicos.

Los grupos funcionales se asocian siempre con enlaces covalentes, al resto de la molécula. Cuando el grupo de átomos se asocia con el resto de la molécula primeramente mediante fuerzas iónicas, se denomina más apropiadamente al grupo como un ion poliatómico o ion complejo.

Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Los seis elementos químicos o bioelementos más abundantes en los seres vivos son el carbono, hidrógeno, oxígeno,nitrógeno, fósforo y azufre (C,H,O,N,P,S) representando alrededor del 99% de la masa de la mayoría de las células, con ellos se crean todo tipos de sustancias o biomoléculas (proteínas,aminoácidos, neurotransmisores).1 Estos seis elementos son los principales componentes de las biomoléculas debido a que 2 :

Permiten la formación de enlaces covalentes entre ellos, compartiendo electrones, debido a su pequeña diferencia de electronegatividad. Estos enlaces son muy estables, la fuerza de enlace es directamente proporcional a las masas de los átomos unidos.

Permiten a los átomos de carbono la posibilidad de formar esqueletos tridimensionales –C-C-C- para formar compuestos con número variable de carbonos.

Permiten la formación de enlaces múltiples (dobles y triples) entre C y C; C y O; C y N. Así como estructuras lineales, ramificadas, cíclicas, heterocíclicas, etc.

Permiten la posibilidad de que con pocos elementos se den una enorme variedad de grupos funcionales (alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos, aminas, etc.) con propiedades químicas y físicas diferentes.

Biomoleculas

Biocompuestos inorgánicos

Biocompuestos orgánicos o principios inmediatos

Glúcidos

Lípidos

Proteínas

Ácidos nucleicos

Vitaminas

Clasificación de los biocompuestos

ESTADO FÍSICO DE LAS

BIOMOLÉCULAS.

ESTADO SÓLIDO.

Las biomoléculas predominantes en el estado sólido son:

Proteínas insolubles.

Sales minerales insolubles (carbonatos y fosfato cálcico)

Celulosas, ceras, lignina, quitina, queratina, etc.

ESTADO LÍQUIDO.

La biomolécula predominante en el estado líquido es el agua.

Según el tamaño de las partículas dispersas en el agua se distinguen:

Disoluciones verdaderas: el soluto es de pequeño tamaño (monosacáridos, disacáridos,

aminoácidos, sales minerales, etc.) El aspecto de la disolución es igual que el del disolvente puro.

Disoluciones o dispersiones coloidales: el soluto es de mayor tamaño (polisacáridos, proteínas,

ácidos nucleicos, etc.) Los coloides tienen las siguientes propiedades:

o Alta viscosidad.

o Gran adherencia o capacidad de adsorción.

o Presentan el denominado efecto Tyndall. Propiedad óptica. Turbidez al trasluz.

o Pueden encontrase en dos estados:

Emulsiones: constituidas por líquidos inmiscibles. Formadas por dos fases:

o Fase dispersa. Ejemplos: lípidos.

o Fase dispersante. Ej: agua.

ESTADO GASEOSO.

En muy raras ocasiones las moléculas aparecen en estado

gaseoso en los seres vivos. Ej: vacuolas de

protoctistas. Los gases fundamentales se encuentran disueltos

o unidos a otras moléculas pero rara vez en

forma gaseosa.

- El O2 se una a la hemoglobina.

- El CO2 se transporta en el plasma en forma de bicarbonato.

Consecuencias de la falta de

bioelementos Algunas de las enfermedades causadas por la falta de bioelementos en nuestro cuerpo son:

COBALTO: ANEMIA, RETRASO DEL CRECIMIENTO.

COBRE: ANEMIA, DEFECTOS ESQUELÉTICOS, LESIONES CARDIOVASCULARES.

FLÚOR: CARIES, ALTERACIONES DE LA ESTRUCTURA ÓSEA.

MANGANESO: RETRASO DE CRECIMIENTO.

MOLIBDENO: AUMENTO DE METIONINA EN SANGRE.

SELENIO: MIOCARDIOPATÍAS

YODO: BOCIO

ZINC: INAPETENCIA, FALTA DE CRECIMIENTO, PROBLEMAS EN CURACIÓN DE HERIDAS.

Consecuencias

Las consecuencias de estas enfermedades soy muchas pero te

pueden llevar a la muerte