El cuerpo humano se compone de cabeza, tronco y extremidades; los brazosson las extremidades superiores y las piernas las inferiores; cabe mencionarque el tronco se divide en tórax y abdomen y es el que da movimiento a lasextremidades superiores, inferiores y a la cabeza.

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

• Nivel atómico: hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, carbono, fósforo• 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.

Los bioelementos son los elementos químicos, presentes en seres vivos. Pueden aparecer aislados o formando moléculas. Se clasifican en bioelementos primarios o plásticos y bioelementos secundarios.

Bioelementos primariosLos bioelementos primarios son los elementos indispensables para formarlas biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos);constituyen el 96% de la materia viva seca. Son el carbono, el hidrógeno, eloxígeno y el nitrógeno (C, H, O, N, P, S respectivamente).

Bioelementos secundariosLos 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 bioelementos también se clasifican en mayoritarios, traza y ultratraza.

• Bioelementos mayoritarios. Se presentan en cantidades superiores al 0,1% del pesodel 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%, porejemplo 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 muydiferente a la que hallamos en la atmósfera, lahidrosfera o la corteza terrestre; ellos indica que lavida ha seleccionado aquellos elementos que le sonmás adecuados para formar sus estructuras yrealizar sus funciones. Por ejemplo, el carbonorepresenta aproximadamente un 20% del peso delos organismos, pero su concentración en laatmósfera, en forma de dióxido de carbono es muybaja, de manera que los seres vivos extraen yconcentran este elemento en sus tejidos.

Elemento Cuerpo humano (%)

Oxígeno (O) 62,81

Carbono (C) 19,37

Hidrógeno (H) 9,31

Nitrógeno (N) 5,14

Calcio (Ca) 1,38

Fósforo (P) 0,64

Azufre (S) 0,63

Sodio (Na) 0,26

Potasio (K) 0,22

Cloro (Cl) 0,18

Magnesio (Mg) 0,04

Flúor (F) 0,009

Hierro (Fe) 0,005

Aluminio (Al) 0,001

Manganeso (Mn)0,0001

Silicio (Si) —

El aspecto más importante del carbono en relación con el cuerpo humano esque es vital para la vida. El carbono constituye una gran parte de casi todaslas partes del cuerpo. Sirve como un agente de enlace que facilita laconstrucción de cadenas complejas de moléculas; en este sentido, podemospensar que el carbono es como un bloque de construcción para las moléculasbiológicas. Sin este químico en el cuerpo, las molécula biológicas no seríancapaces de enlazarse y el cuerpo sería un conjunto sin forma de átomossueltos. Esto explica por qué se considera que los seres humanos son formasde vida a base de carbono.

Se emplea para completar enlaces de los carbonos en las cadenas carbonadas, que son la base de la materia orgánica y por tanto de tu cuerpo. En las largas cadenas de carbono, un carbono secundario (que esta unido a su vez a otros dos carbonos) tiene dos enlaces libres, que en la mayoría de las veces no están unidos a otros carbonos ni a grupos funcionales, y que han de ser completados con algún elemento, y este suele ser el hidrogeno en la inmensa mayoría de las veces.

El oxigeno es necesario en el ser humano para transformar las grasas, carbohidratos y proteínas de nuestra dieta en calor, energía y vida.Además, una de las funciones del oxigeno es la mayor oxigenación de los pulmones, que favorece la eliminación de las toxinas del sistema. Cuanto más oxígeno tenemos en nuestro sistema, más energía producimos. Juega un papel muy importante en muchos procesos.

Los seres vivos cuentan con una gran proporción de nitrógeno en su composición química. Este elemento forma parte estructural de las proteínas y de los ácidos nucleicos. Éste se encuentra en el aire en grandes cantidades (78% en volumen) pero en esta forma sólo es accesible a un conjunto muy restringido de formas de vida, como las cianobacterias y las azotobacteriáceas.

De los minerales que componen el organismo, el calcio (Ca,20) es el más abundante y es vital para nuestro desarrollo. Se encuentra prácticamente a lo largo de todo el cuerpo, en los huesos y por ejemplo en los dientes. Además, son muy importantes en la regulación de proteínas.

Se trata de otro electrolito vital en lo querefiere a la señalización eléctrica de losnervios. El sodio (Na,11) también regula lacantidad de agua en el cuerpo, siendo unelemento igual de esencial para la vida.

Aunque ocupa apenas el 0.25% de nuestro organismo, el potasio (K,19) es vital para el funcionamiento del mismo. Ayuda en la regulación de los latidos del corazón y a la señalización eléctrica de los nervios.

Nuevamente, se encuentra en la estructuraósea y de los músculos, siendo muyimportante en ambas. El magnesio (Mg,12), asu vez, es necesario en numerosas reaccionesmetabólicas esenciales para la vida.

El cloro (CI,17) normalmente se encuentra en el cuerpo humano a modo de ion negativo, es decir como cloruro. Se trata de un electrolito importante para mantener el equilibrio normal de líquidos en el organismo.

Aunque el hierro (Fe,26) ocupa el último lugar de lalista, no deja de ser primordial. Es fundamental en elmetabolismo de casi todos los organismos vivos. Seencuentra en la hemoglobina, es el portador deoxígeno en las células rojas de la sangre.

Es un oligoelemento y se empleaprincipalmente en medicina, fotografía y comocolorante. Químicamente, el yodo es elhalógeno menos reactivo y electronegativo.

Los oligoelementos son sustancias químicasque se encuentran en pequeñas cantidades enel organismo para intervenir en sumetabolismo. Se les conoce de esta manera(oligoelementos) debido a que la cantidadrequerida de cada uno de ellos es menor a 100mg. Estos elementos químicos, en su mayoríametales, son esenciales para el buenfuncionamiento de las células.

Calcio: Este oligoelemento lo encontramos en productos lácteos como la lache, quesos, yogurt, etc. Su aportación al organismo es balancear el sistema nervioso, constituir los huesos, los dientes y llevar un óptimo nivel de coagulación de la sangre.

Cobalto: Lo podemos encontrar en algunos vegetales como el rábano, las cebollas, la coliflor y las setas; también lo encontramos en carnes y crustáceos. Sus propiedades previenen la osteoartritis y es un excelente anti-anémico.

Cobre: Las fuentes donde podemos encontrar este metal son en los moluscos, vísceras, frijoles, cereales, frutos y carne de pollo. Forma parte de los tejidos corporales como el hígado, cerebro, riñones y corazón; y su función es prevenir infecciones de las vías respiratorias, reumatismos y aceleración de la síntesis de la queratina.

Flúor: Lo encontramos en el agua y el té. Una de sus principales funciones es prevenir la caries dental.

Fósforo: Este oligoelemento lo podemos encontrar en el pescado, cereales y carne. Constituye huesos y dientes, proporciona reacciones energéticas y lleva una parte fundamental en la formación de proteínas.

Hierro: Lo encontramos en el hígado, ostras, moluscos, carnes rojas, pollo, pescado y cerveza; los cereales y los frijoles son buenas fuentes vegetales. Su función es ser componente de la hemoglobina, alrededor de un 75% de la sangre.

Manganeso: Este oligoelemento lo podemos localizar en cereales, almendras, legumbres, frutas secas, pescados y soya Es parte importante en la constitución de ciertas enzimas, su deficiencia produce pérdida de peso, dermatitis y náuseas; se cree que participa en funciones sexuales y reproductoras. En el organismo se encuentra principalmente en el hígado, huesos, páncreas e hipófisis.

Magnesio: Se localiza en el chocolate, almendras, búlgaros, cacahuates, pan entero, carnes y soya. Su función es disminuir el deseo de los azúcares y el drenaje del agua, además actúa en la irritabilidad, cansancio, calambres, palpitaciones y preserva la tonicidad de la piel.

Potasio: Lo podemos encontrar en las frutas frescas y secas, legumbres y en los cereales. Su función es favorecer los intercambios celulares e intracelulares.

Selenio: Este elemento se ubica en los cereales completos, la levadura de cerveza, ajo, cebolla, germen de trigo y carnes. La función que desempeña en el organismo es la de neutralizar los radicales libres (envejecimiento), retrasa los procesos de la miopía y preserva la tonicidad de la piel.

Sodio: Lo encontramos principalmente en la sal y en otros alimentos como el queso y el pan. Su labor es la de hidratar correctamente el organismo y actuar en la excitabilidad de los músculos.

Yodo: Las principales fuentes donde se localiza este oligoelemento es en los productos de mar como los mariscos. Este elemento es indispensable al ser constituyente de las hormonas tiroideas.

Zinc: Lo encontramos en las carnes rojas, pescado, pollo, productos lácteos, frijoles, granos y nueces. Su función dentro del organismo es la de acelerar la cicatrización de las heridas, favorecer en el crecimiento del feto en mujeres embarazadas, participar en la formación del colágeno y de la elastina de la dermis, favorecer el tránsito intestinal y participar en el buen funcionamiento de la próstata y de los ovarios.

El metabolismo es el conjunto dereacciones bioquímicas y procesosfísico-químicos que ocurren en unacélula y en el organismo. Estoscomplejos procesos interrelacionadosson la base de la vida a escalamolecular, y permiten las diversasactividades de las células: crecer,reproducirse, mantener susestructuras, responder a estímulos,etc.

Las biomoléculas son lasmoléculas constituyentes de losseres vivos. Los seis elementosquímicos o bioelementos másabundantes en los seres vivosson el carbono, hidrógeno,oxígeno, nitrógeno, fósforo yazufre, representando alrededordel 99% de la masa de la mayoríade las células, con ellos se creantodo tipos de sustancias obiomoléculas (proteínas,aminoácidos,neurotransmisores).

Biocompuestos inorgánicosSon moléculas que poseen tanto los seres vivos como los seres inertes,aunque son imprescindibles para la vida, como el agua, la biomoléculamás abundante, los gases (oxígeno, etc) y las sales inorgánicas:aniones como fosfato (HPO4−), bicarbonato (HCO3−) y cationescomo el amonio (NH4+).

Biocompuestos orgánicos o principios inmediatosSon sintetizadas solamente por los seres vivos y tienen una estructuracon base en carbono. Están constituidas, principalmente, por loselementos quimicos carbono, hidrógeno y oxígeno, y con frecuenciatambién están presentes nitrógeno, fósforo y azufre; a veces seincorporan otros elementos pero en mucha menor proporción.

Las biomoleculas orgánicas pueden agruparse en cinco grandes tipos:

GlúcidosLos glúcidos (impropiamente llamados hidratos de carbono ocarbohidratos) son la fuente de energía primaria que utilizan losseres vivos para realizar sus funciones vitales; la glucosa está alprincipio de una de las rutas metabólicas productoras de energíamás antigua, la glucólisis, usada en todos los niveles evolutivos,desde las bacterias a los vertebrados. Muchos organismos,especialmente los vegetales (algas, plantas) almacenan susreservas en forma de almidón, en cambio los animales forman elglucógeno, entre ellos se diferencia por la cantidad y el número deramificaciones de la glucosa. Algunos glúcidos formanimportantes estructuras esqueléticas, como la celulosa,constituyente de la pared celular vegetal, o la quitina, que forma lacutícula de los artrópodos.

LípidosLos lípidos saponificables cumplen dos funciones primordiales para lascélulas; por una parte, los fosfolípidos forman el esqueleto de las membranascelulares (bicapa lipídica); por otra, los triglicéridos son el principal almacénde energía de los animales. Los lípidos insaponificables, como los isoprenoidesy los esteroides, desempeñan funciones reguladoras (colesterol, hormonassexuales, prostaglandinas).

ProteínasLas proteínas son las biomoléculas que más diversidad de funcionesrealizan en los seres vivos; prácticamente todos los procesos biológicosdependen de su presencia y/o actividad. Son proteínas casi todas lasenzimas, catalizadores de reacciones metabólicas de las células; muchashormonas, reguladores de actividades celulares; la hemoglobina y otrasmoléculas con funciones de transporte en la sangre; anticuerpos,encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentesextraños; los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculascapaces de desencadenar una respuesta determinada; la actina y lamiosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante lacontracción; el colágeno, integrante de fibras altamente resistentes entejidos de sostén.

Ácidos nucleicosLos ácidos nucleicos, ADN y ARN, desempeñan, tal vez,la función más importante para la vida: contener, demanera codificada, las instrucciones necesarias para eldesarrollo y funcionamiento de la célula. El ADN tienenla capacidad de replicarse, transmitiendo así dichasinstrucciones a las células hijas que heredarán lainformación.Algunas, como ciertos metabolitos (ácido pirúvico, ácidoláctico, ácido cítrico, etc.) no encajan en ninguna de lasanteriores categorías citadas.

VitaminasQue son usadas como cofactores en algunas reaccionesenzimáticas.

Este estado sólo se encuentra en algunos órganos de flotación de organismos unicelulares acuáticos.Otras moléculas gaseosas se encuentran, o bien unidas a determinadas moléculas, o bien disueltas.

La comprensión de las relaciones entre estructura y función de las bio-moléculas es básica en Bioquímica. Su estudio suele basarse en la obser-vación de imágenes en dos dimensiones. Se pretende familiarizar a losalumnos con sus estructuras 3D formando modelos de biomoléculas yhaciendo observaciones que les hagan comprender las bases estructu-ralesde sus funciones. Los alumnos se organizan en grupos que reciben ciertonúmero de átomos de C, N, O e H y enlaces con los que construirán lasmoléculas. Con las formadas por cada grupo y su combinación con las de suasociado, comprenderán las conformaciones de los azúcares y las diferenciasentre polisacáridos estructurales o de reserva, de las bases nitrogenadaspúricas y pirimidínicas, de los nucleósidos y la especificidad de losapareamientos entre bases, las diferencias entre ácidos grasos saturados einsaturados, la estructura 3D de los L-aminoácidos, el carácter plano delenlace peptídico, y las posibilidades de giro de los aminoácidos en relaciónal enlace peptídico.

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

Permiten a los átomos de carbono la posibilidad de formar esqueletostridimensionales –C-C-C- para formar compuestos con número variable decarbonos.

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

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

Son las sustancias que forman la base denuestra estructura orgánica ya que integran lascélulas de los tejidos del cuerpo. Sonindispensables para la reposición yregeneración de los tejidos.Están compuestas por aminoácidos que sedividen en esenciales y no esenciales.Son las encargadas de crear anticuerpos.

Se llaman elementos químicos esenciales o bioelementos a una serie de elementos químicos que se consideran esenciales para la vida o para la subsistencia de organismos determinados. Para que un elemento se considere esencial, este debe cumplir cuatro condiciones:

• La ingesta insuficiente del elemento provoca deficiencias funcionales, reversibles si el elemento vuelve a estar en las concentraciones adecuadas.

• Sin el elemento, el organismo no crece ni completa su ciclo vital.

• El elemento influye directamente en el organismo y está involucrado en sus procesos metabólicos.

• El efecto de dicho elemento no puede ser reemplazado por ningún otro elemento.

Hay elementos que están presentes en un organismo, perono son esenciales. En el caso de que se quiera comprobar sila deficiencia de un elemento puede afectar a un organismo,el estudio es complicado por las pequeñas concentracionesque se manejan: es posible que el elemento llegue de formainadvertida al organismo o puede suceder que el organismosea capaz de aguantar con las reservas que tiene y noobservarse deficiencia hasta pasadas varias generaciones.Normalmente la esencialidad se demuestra cuando sedescubre una función biológica para algún compuesto delelemento. Se cree que estos elementos químicos se hanconvertido en esenciales debido a su abundancia yasequibilidad. Así, existe una buena relación entre laesencialidad de un elemento y su abundancia en la cortezaterrestre o en el agua de mar.

En los casos en los que un elementoes abundante pero no esencial, seexplica teniendo en cuenta que esdifícil disponer de él. Por ejemplo,el aluminio es un elemento muyabundante en la corteza terrestre yno es un elemento esencial,seguramente debido a que formacompuestos muy insolubles en aguay los organismos no lo puedencaptar fácilmente. También lascondiciones han cambiado desdelos inicios de la vida y losorganismos han podido iradaptándose a los cambiosproducidos.