BIOELEMENTOSBIOELEMENTOSElementos químicos de la Elementos químicos de la

materia vivientemateria viviente

Frank Medina Villalobos MCFrank Medina Villalobos MC

CICLO PARALELO AL CICLO PARALELO AL CEPUNTCEPUNT

I. DEFINICIÓNI. DEFINICIÓN• De todos los elementos que se hallan en

la corteza terrestre, sólo unos 70 son componentes de los seres vivos.

• Estos elementos son denominados elementos biogenésicos o bioelementos y clumpen una función determinada.

“LOS SERES VIVOS ESTÁN FORMADOS POR SERES NO VIVOS”

• PRIMARIOS• SECUNDARIOS• OLIGOELEMENTOS

II. II. CLASIFICACIÓN:CLASIFICACIÓN:

Llamados Organógenos• Participan principalmente en la

formación de los "esqueletos" de las BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS, como son los glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Son seis:

C H O N P SC H O N P S

1. PRIMARIOS O MACROCONSTITUYENTES: 1. PRIMARIOS O MACROCONSTITUYENTES: (96 - 99%)

Básicos Complementarios

2. SECUNDARIOS O 2. SECUNDARIOS O MICRONUTRIENTES MICRONUTRIENTES (1-4%)(1-4%)

• Son imprescindibles en las actividades vitales y se encuentran formando parte de otras BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS, como son las vitaminas, enzimas, etc. También están presentes en las BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS, como las sales, gases, etc.

Ca, Na, K, Mg, Cl, FeCa, Na, K, Mg, Cl, Fe

3. OLIGOELEMENTOS3. OLIGOELEMENTOS ::

(Elementos “traza” o vestigiales)• Se encuentran en proporciones mínimas en

la materia viviente. Esto se debe a que su función es mayormente catalizadora y no estructural siendo necesarias pequeñísimas cantidades de ellos para el normal funcionamiento del organismo.

Cu, Co, I, F, Mn, Zn, Cr, B, Si, Cu, Co, I, F, Mn, Zn, Cr, B, Si, Se, Mo, ...etcSe, Mo, ...etc

III. PROPIEDADES DE III. PROPIEDADES DE LOS BIOELEMENT0S:LOS BIOELEMENT0S:

• No son exclusivos de los seres vivos.

• Abundan en la naturaleza.• Son de baja densidad.• Son de bajo peso atómico.• Son de elevado calor

específico.

• Pueden formar compuestos fácilmente solubles.

• Químicamente son muy activos.

IV. FUNCIONES DE LOS IV. FUNCIONES DE LOS BIOELEMENT0SBIOELEMENT0S

• Los BIOELEMENTOS presentan una importante actividad en cada evento biológico que realiza la célula y como consecuencia el ORGANISMO.

• La concentración adecuada de cada uno de los bioelementos, permite el normal desarrollo del organismo y por consiguiente la disminución o exceso, causa desórdenes fisiológicos que pueden llevar inclusive hasta la muerte.

Principales iones intra y extracelulares

Mecanismo de la conducción del impulso eléctrico neuronal

11 . . CalcioCalcio (Ca) (Ca)• Es el mineral más

abundante del organismo

• Forma parte estructural de:• Huesos y dientes

en forma de cristales de hidroxiapatita: Ca10(PO4)6(OH)2

• Caparazones, conchas, etc. como carbonato de calcio: CaCO3

• Interviene en la contracción muscular como Ca++

• Factor importante en la coagulación sanguínea (factor IV) como Ca++

• Interviene en la irritabilidad nerviosa, movilidad celular y exocitosis (influjo de Ca++ hacia el citoplasma).• Déficit niños: raquitismo, adultos:

osteomalacia.

El Ca2+ como 2do mensajero

Primer mensajero

Proteína GFosfolipasa C Fosfolipasa C

Primer mensajero

Receptor tirosin

quinasa

Retículo endoplasmáticoVarias proteínas

activadas

RESPUESTA CELULAR

segundo mensajero

Canales de Ca2+ abiertos

2.2. FósforoFósforo (P) (P)• En forma de fosfato

(PO4)3- constituye el principal anión del líquido intracelular.

• Forma parte estructural de huesos y dientes en forma de cristales de hidroxiapatita: Ca10(PO4)6(OH)2

• Interviene en las reacciones bioenergéticas (enlaces fosfato de alta energía en el ATP)

• Interviene en el equilibrio ácido-base al actuar como “tampón”

3. Magnesio (Mg)• Átomo central

constituyente de la molécula de clorofila.

• Interviene en la estructura ósea y dentaria.

• Interviene como cofactor enzimático en la síntesis de glúcidos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos.

• Actúa como cofactor de muchas enzimas

4.4. PotasioPotasio (K): (K):

• Principal catión del líquido intracelular

• Interviene en el automatismo cardiaco: despolarización y repolarización del corazón.

• Participa en la regulación del equilibrio ácido-base y el equilibrio hídrico celular.

• Participa en la contracción muscular y la conducción del impulso nervioso.

• - Déficit: causado por diarrea, diuréticos; produce debilidad neuromuscular y arritmias.

• - Exceso: produce paro cardiaco.

55. . SodioSodio (Na):(Na):

• Principal catión del líquido extracelular • Regula la presión osmótica.• Participa en la regulación del equilibrio

ácido-base y el equilibrio hídrico celular.

• Participa en la contracción muscular y la conducción del impulso nervioso• Principal fuente: sal de mesa (Na Cl)

• - Déficit: causado por vómitos, diarreas; produce debilidad neuromuscular y arritmias.

• - Exceso: produce aumento de la presión arterial.

Presión sanguínea dentro de la arteria

66 . . HierroHierro (Fe) (Fe)

• Átomo constituyente de la hemoglobina, mioglobina y citocromos, peroxidasas y catalasas.

• Interviene en el transporte de oxigeno y CO2 (hemoglobina)

• Participa en el transporte de electrones en la cadena respiratoria mitocondrial.

• Deficiencia: anemia ferropénica.• Aumento: hemocromatosis

77 . . CobreCobre (Cu) (Cu)

• Biocatalizador en la formación de formación de hemoglobinahemoglobina.

• Forma parte de la hemocianinahemocianina:: proteína que transporta oxigeno en la mayoría de los invertebrados.

• Es cofactor de muchas enzimas, como la tirocinasa, ferroxidasa, citocromo c oxidasa, ceruloplasmina, glutatión.

Síndrome de Menkes: deficiencia en la absorción intestinal de cobre.Enfermedad de Wilson: aumento en los depósitos de cobre.

8. 8. ZincZinc (Zn) (Zn)• Participa como cofactor enzimático

(activador) de enzimas que refuerzan la inmunidad y la integridad de los epitelios.

• Déficit:Déficit: retardo del crecimiento, dermatitis, problemas gastrointestinales, mala cicatrización de las heridas.

• Forma parte de la anhidrasa carbónica, y es necesario para la síntesis de la auxina (hormona vegetal).

• - Regulación y trascripción de genes (síntesis y estabilización de ADN, ARN y proteínas)

9.9. CobaltoCobalto (Co) (Co)• Forma parte de la

vitamina B12 (cobalamina), la cual es sintetizada en forma exclusiva por la fermentación bacteriana.

• Su déficit genera disminución en la producción de hematíes: anemia. perniciosa

10.10. CromoCromo (Cr) (Cr)

• Regula el metabolismo de glúcidos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos: catalizador.

• Constituye el factor que liga a la insulina para potenciar su acción.

1111 . . CloroCloro (Cl): (Cl):

• Principal anión del líquido extracelular

• Participa en la regulación del equilibrio ácido-base y el equilibrio hídrico celular.

• Constituye el ácido clorhídrico del jugo gástrico.

• Se elimina por las heces, orina y sudor.

1212 . . FlúorFlúor (F) (F)• Favorecer el endurecimiento del

esmalte dentario y huesos, previniendo la caries.

• El agua potable que bebemos y algunas pastas dentales están fluorizadas para este fin (Monofluorofosfato de sodio).

13.13. YodoYodo (I) (I)• Constituyente de las

hormonas tiroideas (producidas por la glándula tiroides): triyodotironina (T3) y tiroxina (T4), estas hormonas se encargan de la aceleración del metabolismo, aumentando el consumo de oxigeno.

• Su déficit en niños produce CRETINISMO: retraso mental y trastornos del crecimiento.

• En adultos produce BOCIO: inflamación de la glándula tiroides, con exoftalmia (glóbulos oculares salientes)

14. 14. AzufreAzufre (S) (S)• Forma parte de proteínas celulares,

pigmentos: insulina y melanina.

insulinamelanina

15. 15. NiquelNiquel (Ni) (Ni)• Necesario para la síntesis de

la Insulina.

16.16. SíliceSílice (Si) (Si)• Interviene en la composición química de

estructuras duras de organismos como: algas diatomeas (silíceas) que presentan frústulo (caparazón) y en las esponjas-silíceas, a nivel de sus espículas (endoesqueleto).

1717 . . BoroBoro (B) (B)

• Su participación es importante durante la división celular, y por consiguiente en el crecimiento de crecimiento de las plantaslas plantas (tejidos meristemáticos).

ADICIONALES:ADICIONALES:

● Selenio (Se)• Cofactor de la enzima glutatión

peroxidasa: destrucción de los peróxidos en los tejidos

Los radicales libres “roban” electrones a sus partículas vecinas

● Molibdeno (Mo)• Cofactor de la enzima xantina oxidasa:

síntesis de ácido úrico.

● Manganeso (Mn)• Activador de las glucosil-

transferasas y descarboxilasas . , que intervienen en la síntesis de: oligosacáridos, glucoproteínas y proteoglucanos