Proyecto Bloque 2¿Cuáles elementos químicos son importantes para el buen funcionamiento de nuestro cuerpo?

INTRODUCCIÓN• Bioelemento• Los bioelementos o elementos biogenéticos son

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

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

INTRODUCCIÓN• 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.

DESARROLLO• Bioelementos primarios o principales: C, H, O, N

• Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de la masa total.

• Las propiedades físico-químicas que los hacen funcionar son las siguientes:

CARBONO• 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, PO43-), lo que da lugar a una variedad enorme de moléculas distintas.

HIDROGENO• 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

OXIGENO• 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• 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.

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.

BIOELEMENTOS SECUNDARIOS• 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)• Yodo (I)

Oligoelementos

• Se denominan así al conjunto de elementos químicos que están presentes en los organismos en forma vestigial, pero que son indispensables para el desarrollo armónico del organismo.

• Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse comunes para casi todos, y estos son: hierro, manganeso, cobre, zinc, flúor, iodo, boro, silicio, vanadio, cromo, cobalto, selenio, molibdeno y estaño. Las funciones que desempeñan, quedan reflejadas en el siguiente cuadro:

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 relación de los bioelementos en el cuerpo humano

• Los oligoelementos: 0,5%• Los bioelementos: 95%• Los bioelementos secundarios: 4,5%

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.

Oligoelementos.• Los oligoelementos 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

UBICACIÓN EN LA TABLA PERIODICA

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.

El metabolismo• El metabolismo es el conjunto de procesos y transformaciones

químicas a través de las cuales se renuevan las diversas sustancias del organismo. Se activa después de la digestión, y se basa en la reabsorción y la transformación de las sustancias alimenticias. El metabolismo tiene dos componentes. El anabolismo, (creación de sustancias) que es el proceso de síntesis por el que se elaboran sustancias indispensables para el funcionamiento del organismo, y que necesitan ser renovadas continuamente; y el catabolismo, (destrucción de sustancias) en el que se produce energía - calorías - mediante la rotura o fraccionamiento de otras sustancias. Durante el metabolismo, el organismo desprende una cantidad variable de energía. La cantidad mínima de energía que necesita el organismo en reposo, por el sólo hecho de estar vivo, es el metabolismo basal.

Biomolécula• Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los

seres vivos. Los cuatro bioelementos más abundantes en los seres vivos son el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, representando alrededor del 99% de la masa de la mayoría de las células.

• Clasificación• Según la naturaleza química las biomoléculas pueden ser• Biomoléculas inorgánicas:' Que no sólo son formadas por

los seres vivos, pero son muy importantes para ellos. Como el agua, la biomolécula más abundante, los gases (oxígeno, dióxido de carbono) y las sales inorgánicas: aniones como fosfato (HPO4), bicarbonato (HCO4-) y cationes como el amonio (NH4+).

Clasificación• Biomoléculas orgánicas o principios inmediatos:

Que son sintetizadas solamente por los seres vivos y tienen una estructura a base de carbonos. Como los Glúcidos (glucosa, glucógeno, almidón), los lípidos (ácidos grasos, triglicéridos, colesterol, fosfolípidos, glucolípidos), las proteínas (enzimas, hormonas, hemoglobina, inmunoglobulinas etc.), los ácidos nucleicos (ADN ARN)y los metabolitos (ácido pirúvico, ácido láctico, ácido cítrico, etc.)

Estructura molecular• Estructura molecular, distribución de los átomos

en un compuesto por medio de los enlaces químicos. Existen varios tipos de enlace y las características típicas de la sustancia se deben a ellos. Cuando los átomos de un elemento pierden uno o más electrones se convierten en iones cargados positivamente (cationes).

¿Qué alimentos contienen los diferente bioelementos?• Los BIOELEMENTOS PRIMARIOS: Se los encuentra formando parte de

los componentes orgánicos como Proteínas, Lípidos, Hidratos de Carbono y Vitaminas.

• - CARBONO (C): Pan, leche, mantequilla, cereal, carne, arroz, frutas, verduras, legumbres, cereales, etc.

• - HIDRÓGENO (H): Se lo encuentra en las carnes y pescados, frutas y verduras, cereales, legumbres en general, harinas etc.

• - OXÍGENO (O2): Otro gas fundamental de la atmósfera, se encuentra combinado con el Hidrógeno formando la molécula de agua, en todos los alimentos.

• - NITRÓGENO (N): Se lo encuentra en las Proteínas, carnes, lentejas. El nitrógeno se encuentra formando aminoácidos y proteínas, por lo tanto podemos encontrarlos en lentejas, atún, etc.

Los BIOELEMENTOS SECUNDARIOS son:

• AZUFRE (S): Se los encuentra en las legumbres, col, cebolla, ajo, espárrago, puerro, pescado y yema de huevo. Está presente en todas las células, especialmente en la piel, uñas, cabellos y cartílagos.

• FÓSFORO (P): Se lo encuentra en los alimentos que contienen calcio, como los frutos secos, el queso, la soja, yema de huevo, etc. También es un elemento constituyente de la estructuras de los huesos y, en asociación con ciertos lípidos

• MAGNESIO (Mg): Se lo encuentra en el Cacao, soja, frutos secos, avena, maíz y algunas verduras. Es imprescindible para la correcta asimilación del calcio y de la vitamina C

• CALCIO (Ca): Se lo encuentra en los productos lácteos y derivados, frutos secos, semillas de sésamo, verduras. Forma parte de los huesos, del tejido conjuntivo y de los músculos. Junto con el potasio y el magnesio, es esencial para una buena circulación de la sangre.

• SODIO (Na): Se lo encuentra principalmente en la sal, pero está presente en todos los alimentos, como frutas en general, seguidas de las verduras. Regula el reparto de agua en el organismo e interviene en la transmisión del impulso nervioso a los músculos.

• CLORO (Cl): Se lo encuentra en la sal común, algas, aceitunas, agua del grifo, etc. Favorece el equilibrio ácido-base en el organismo y ayuda al hígado en su función de eliminación de tóxicos.

• POTASIO (K): Se lo encuentra en las frutas (tomate, banana) y verdura fresca, las legumbres y los frutos secos. Actúa de regulador en el balance de agua en el organismo.

• Se los encuentra formando parte de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%.

Si se sufre la deficiencia de algún bioelemento, ¿que pasa?

• 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.

Elaborado por:• Rubén Alberto Toscano Maldonado 3-F

N.L#38• Escuela Secundaria técnica 107

• Ciencias III Química