PROYECTO DE CIENCIAS

• N/L:16

• T/M:3C

¿CUALES ELEMENTOS QUIMICOS SON IMPORTANTES PARA EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE NUESTRO

CUERPO?PROYECTO BLOQUE 2

LAS BIOMOLÉCULAS

• LAS BIOMOLECULAS SON LAS MOLECULAS CONSTITUYENTES DE LOS SERES VIVOVS. LOS SEIS ELEMENTOS QUIMICOS O BIOELEMENTOS MÁS ABUNDANTES EN LOS SERES VIVOS SON: 

• CARBONO (C), HIDROGENO (H), OXIGENO (O),NITROGENO (N), FOSFORO (P) Y AZUFRE (S)REPRESENTANDOALRREDEDOR DEL 99% DE LA MASA DE LA MAYORÍA DE LAS CÉLULAS, CON ELLOS SE CREAN TODO TIPO DE SUSTANCIAS O BIOMOLÉCULAS.ESTOS SEIS ELEMENTOS SON PRINCIPALES COMPONENTES DE LAS BIOMOLÉCULAS.

CUERPO HUMANO WANG Y COL. 1992• EL CUERPO HUMANO SE COMPONE DE CABEZA, TRONCO Y EXTREMIDADES; LOS BRAZOS SON LAS

EXTREMIDADES SUPERIORES Y LAS PIERNAS LAS INFERIORES; CABE MENCIONAR QUE EL TRONCO SE DIVIDE EN TÓRAX  Y ABDOMEN  Y ES EL QUE DA MOVIMIENTO A LAS EXTREMIDADES SUPERIORES, INFERIORES Y A LA CABEZA.

• PROPORCIÓN DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS QUÍMICOS DEL CUERPO HUMANO

• HIDRÓGENO 10,0%

• OXÍGENO 65,0%

• CARBONO 19,37%

• NITRÓGENO 3,2%

• CALCIO 1,36%

• FÓSFORO 0,64%

• CLORO 0,18%

• POTACIO 0,22%

• HIERRO 0.00005

CLASIFICACIÓN DE LOS BIOELEMENTOS

BIOELEMENTOS PRIMARIOS: LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS SON LOS ELEMENTOS INDISPENSABLES PARA FORMAR LAS BIOMOLÉCULAS  ORGÁNICAS (GLÚCÍDOS, LÍPIDOS, PROTEÍNAS Y ÁCIDOS  NUCLEICOS); CONSTITUYEN EL 96%  DE LA MATERIA VIVA SECA. SON EL CARBONO, EL HIDRÓGENO, EL OXIGENO, EL NITRÓGENO EL FÓSFORO  Y EL AZUFRE. 

BIOELEMENTOS SECUNDARIOS 

• LOS BIOELEMENTOS SECUNDARIOS SE CLASIFICAN EN DOS GRUPOS: LOS INDISPENSABLES Y LOS VARIABLES 

BIOMOLECULAS SECUNDARIAS INDISPENSABLES

• ESTÁN PRESENTES EN TODOS LOS SERES VIVOS. LOS MAS ABUNDANTES SON EL SODIO, EL POTACIO, EL MAGNESIO, Y EL CALCIO. LOS IONES DE SODIO, POTACIO 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 POTACIO SON FUNDAMENTALES EN LA TRANSMISIÓN DEL IMPULSO NERVIOSO; EL CALCIO EN  FORMA DE CARBONATO DA LUGAR AL CORAZONES DE MUSCULOS Y AL ESQUELETO DE MUCHOS SERES VIVOS.

COMPOSICIÓN JERÁRQUICA 

• COMPOSICIÓN JERÁRQUICA ES:ÁTOMO, MOLÉCULAS, CÉLULAS, TEJIDOS, ÓRGANOS, APARATOS Y SISTEMAS, ORGANISMOS 

¿Que son los BIOELEMENTOS?

Los bioelementos o biogenésicos son los elementos químicos, presentes en seres vivos. pueden aparecer aislados formando moléculas. se clasifica bioelementos primarios o

plásticos  y bioelementos secundarios 

CLASIFICACIÓN DE LOS BIOELEMENTOS 

Los bioelementos también se clasifican en mayoritarios, traza y ultra taza.Bioelementos mayoritarios: Se presentan en cantidades superiores al 0,1% del peso del organismo. oxigeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, calcio, fósforo, azufre, cloro y sodio Bioelementos traza: Están presentes en una proporción entre el 0,1 y el 0,0001% del peso de un ser vivo.Los bioelementos también se clasifican en mayoritarios, traza y ultratraza.Bioelementos mayoritarios. Se presentan en cantidades superiores al 0,1% del peso Bioelementos traza. Están presentes en una proporción comprendida entre el 0,1% y el 0,0001% del peso de un ser vivo. (Cu).Bioelementos ultra traza: Se presentan en cantidades inferiores al 0,1 entre el 0,0001 por ejemplo el yodo el magnesio  o el colbato Los elementos traza y ultra traza pueden ser denominados en su conjunto, oligoelementos. Se han aislado mas de 60 oligoelementos, pero de ellos solo 14 se consideran comunes en casi todos los seres vivos

Proporción de los Bioelementos

La proporción de los diversos bioelementos es muy diferente a la que hallamos en la atmosfera , 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

PORCENTAJES DE LOS BIOELEMENTOS EN NUESTRO ORGANISMO

• HIDRÓGENO 10,0%• OXÍGENO 65,0%• CARBONO 19,37%• NITRÓGENO 3,2%• CALCIO 1,36%• FÓSFORO 0,64%• CLORO 0,18%• POTACIO 0,22%• HIERRO 0.00005

Los bioelementos primarios y su proporcion en el cuerpo y que funciones tiene

CARBONO: tiene la capacidad de formar largas cadenas carbono (macromoleculas) mediante enlases 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. 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 (sílice).

HÍDROGENO:  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

Oxigeno: 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: Se encuentra principalmente como grupo amino (-NH2) presente en las proteínas ya que forma parte de todos los aminoásidos. También se halla en las bases

nitrógenadas de los ásidos nucleicos. Prácticamente todo el nitrógeno es incorporado al mundo vivo como ion nitrato, por las plantas. El gas nitrógeno solo es aprovechado por

algunas bacterias del suelo y algunas cianobacterias.

Fósforo:Se halla principalmente como grupo fosfato (PO43-) formando parte de los nucleotidos . Forma enlaces ricos en energía que permiten su fácil

intercambio (ATP).

Azufre. Se encuentra sobre todo como radical SILFRILIDO  (-SH) formando parte de muchas proteínas, donde crean enlases disulfro  esenciales para la estabilidad de la estructura terciaria y cuaternaria. También se halla en el coenzima A, esencial para

diversas rutas metabólicas universales, como el ciclo de krebs

LOS OLIGOELEMENTOS EN EL CUERPO HUMANO 

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  Se sabe que existen grandes organismos que consumen suelo (geografia) y visitan yacimientos minerales, de sal,

por ejemplo, para conseguir los oligoelementos necesarios en su dieta.

HIERROLos pulmones no podrían captar el oxígeno y transportarlo a todas las células sin la presencia del hierro. La carencia de ese oligoelemento puede frenar la producción de glóbulos rojos, ocasionar fatiga y aumentar la sensibilidad a diversas afecciones respiratorias. La carne, el pescado, el hígado, los riñones, el cacao, las espinacas, las habichuelas, el perejil, los mejillones, las habas, la soja, los frutos secos y el pan son alimentos ricos en hierro.

COBREEstimula el sistema inmunitario. Podemos obtenerlo en los vegetales verdes, el pescado, los guisantes, las entejas, el hígado, los moluscos y los crustáceos.

CROMOPotencia la acción de la insulina y favorece la entrada de glucosa a las células. Su contenido en los órganos del cuerpo decrece con la edad. Los berros, las algas, las carnes magras, las hortalizas, las aceitunas y los cítricos (naranjas, limones, toronjas, etc.), el hígado y los riñones son excelentes proveedores de cromo.

MANGANESOEs necesario para los huesos y juega un papel importante en las funciones reproductoras. Se puede encontrar en el pan integral, las hortalizas, la carne, la leche y sus derivados, los crustáceos y los frutos secos.

YODOForma parte de las hormonas tiroideas, que influyen fundamentalmente en el crecimiento y maduración del organismo, y afecta sobre todo a la piel, el pelo, las uñas, los dientes y los huesos. Las algas, los pescados, los mariscos, lo cereales, la carne magra, los huevos, la leche, el ajo, la cebolla, el limón, la naranja, la piña, las hortalizas de hoja verde y los frutos secos con ricos en yodo.

SELENIOEs un potentísimo antioxidante. Además, garantiza el buen funcionamiento de los músculos, protege nuestro sistema cardiovascular y puede evitar la aparición de cataratas. Está presente en las carnes de ave, vacuno y cerdo, en los cereales integrales, la levadura de cerveza, el germen de trigo, elajo, el limón, la cebolla, las setas, el salmón, las verduras y los mariscos.

ZINCInterviene en el funcionamiento de ciertas hormonas y desempeña un importante papel en el crecimiento, la producción de insulina, las funciones psicológicas, la formación de espermatozoides y la defensa del sistema inmunitario. Se halla en alimentos como las ostras, el hígado de pato, la leche, el pan integral, las carnes de vacuno y cerdo, las legumbres, los pescados, las verduras de hoja verde y las nueces

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COBALTOEs un componente esencial de la vitamina B12. Contribuye a reducir la presión arterial y a dilatar los vasos sanguíneos, y favorece la fijación de la glucosa en los tejidos. Podemos encontrarlo en las ostras, las legumbres, los cereales integrales, la cáscara de arroz, el ajo, la cebolla, el sésamo y el ginseng.

FLÚORPreviene la aparición de caries al mantener el esmalte de los dientes en buenas condiciones, ayuda a frenar la aparición de osteoporosis y tiene incidencia en el crecimiento. E pescado, los mariscos, el te, las verduras, las hortalizas, los cereales integrales, las legumbres y la cebolla son ricos en flúor.

LITIOActúa sobre el sistema nervioso y es útil en las afecciones cardiacas. Se encuentra en los cereales integrales, las legumbres, a patata, el tomate, el nabo, el pimiento, las fresas, las frambuesas y la soja germinada.

NÍQUELPotencia el crecimiento y es recomendable para combatir anemias, y enfermedades infecciosas, y en general, para estados carenciales y convalecencias. Los moluscos, la levadura de cerveza, el arroz integral y las legumbres son las principales suministradores de níquel

SILICIOAumenta la elasticidad y resistencia de los huesos, previene la arteriosclerosis, retrasa el envejecimiento y equilibra el sistema nervioso. Se encuentra en los cereales integrales, la levadura de cerveza, el maíz, la calabaza, la sandía y la cola de caballo.

Oligoelementos en el cuerpo humano

Porcentaje de bioelementos en el cuerpo humano

Grupo funcional

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 arídicos) para los compuestos aromáticos. Los grupos funcionales son responsables de la reactividad  y propiedadesquímicas  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 poliátomico o ion complejo.

Series homólogas y grupos funcionales más comunes

Una serie homóloga es un conjunto de compuestos que comparten el mismo grupo funcional y, por ello, poseen propiedades y reacciones similares. Por ejemplo: la serie homóloga de los alcoholes primarios poseen un grupo OH (hidroxilo) en un carbono terminal o primario.Las series homólogas y grupos funcionales listados a continuación son los más comunes. En las tablas, los símbolos R, R', o similares, pueden referirse a una cadena hidrocarbonada, a un átomo de hidrógeno, o incluso a cualquier conjunto de átomos.

MetabolismoEs el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos  que ocurren en una célula y en el organismo.  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 glucolisis , 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 anabolísmo  son procesos acoplados que hacen al metabolismo en conjunto, puesto que cada uno depende del otro.

CLASIFICACION DE LAS BIOMELÉCULAS

Biomolécula

Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos . Los seis elementos químicos o bioelémentos  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). Estos seis elementos son los principales componentes de las biomoléculas debido a que  :1. Permiten la formación de enlaces coevalentes  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.

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

3. 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.

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

BIOMOLÉCULAS EN ESTADO GASEOSO

Se denomina gas al estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Su principal composición son moléculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atracción, haciendo que no tengan volumen y forma definida, provocando que este se expanda para ocupar todo el volumen del recipiente que la contiene, con respecto a los gases las fuerzas gravitatorias y de atracción entre particulas resultan insignificantes. Es considerado en algunos diccionarios como sinónimo de vapor, aunque no hay que confundir sus conceptos, ya que el termino de vapor se refiere estrictamente para aquel gas que se puede condensar por presurización a temperatura constante. Los gases se expanden libremente hasta llenar el recipiente que los contiene, y su densidad es mucho menor que la de los líquidos y sólidos.

En un gas, las moléculas están en estado de caos y muestran poca respuesta a la gravedad. Se mueven tan rápidamente que se liberan unas de otras. Ocupan entonces un volumen mucho mayor que en los otros estados porque dejan espacios libres intermedios y están enormemente separadas unas de otras. Por eso es tan fácil comprimir un gas, lo que significa, en este caso, disminuir la distancia entre moléculas. El gas carece de forma y de volumen, porque se comprende que donde tenga espacio libre allí irán sus moléculas errantes y el gas se expandirá hasta llenar por completo cualquier recipiente.

Estructura Molecular

La investigación de la estructura molecular es paralela al estudio de la estructura atómica, en el sentido de que los métodos de la mecánica cuántica se aplican junto con la información obtenida a partir de los espectros moleculares.Una parte importante del estudio de la estructura molecular es la descripción de los enlaces químicos que se forman entre los átomos. Los estudios clásicos son los rigurosos enlace ionico en el cloruro de sodio y el enlace covalente en la molécula dehidrógeno.

Alimentos que contienen los diferentes bioelementos 

HIERROLos pulmones no podrían captar el oxígeno y transportarlo a todas las células sin la presencia del hierro. La carencia de ese oligoelemento puede frenar la producción de glóbulos rojos, ocasionar fatiga y aumentar la sensibilidad a diversas afecciones respiratorias. La carne, el pescado, el hígado, los riñones, el cacao, las espinacas, las habichuelas, el perejil, los mejillones, las habas, la soja, los frutos secos y el pan son alimentos ricos en hierro.CROMOPotencia la acción de la insulina y favorece la entrada de glucosa a las células. Su contenido en los órganos del cuerpo decrece con la edad. Los berros, las algas, las carnes magras, las hortalizas, las aceitunas y los cítricos (naranjas, limones, toronjas, etc.), el hígado y los riñones son excelentes proveedores de cromo.

COBREEstimula el sistema inmunitario. Podemos obtenerlo en los vegetales verdes, el pescado, los guisantes, las entejas, el hígado, los moluscos y los crustáceos.

YODOForma parte de las hormonas tiroideas, que influyen fundamentalmente en el crecimiento y maduración del organismo, y afecta sobre todo a la piel, el pelo, las uñas, los dientes y los huesos. Las algas, los pescados, los mariscos, lo cereales, la carne magra, los huevos, la leche, el ajo, la cebolla, el limón, la naranja, la piña, las hortalizas de hoja verde y los frutos secos con ricos en yodo.

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MANGANESOEs necesario para los huesos y juega un papel importante en las funciones reproductoras. Se puede encontrar en el pan integral, las hortalizas, la carne, la leche y sus derivados, los crustáceos y los frutos secos.

SELENIOEs un potentísimo antioxidante. Además, garantiza el buen funcionamiento de los músculos, protege nuestro sistema cardiovascular y puede evitar la aparición de cataratas. Está presente en las carnes de ave, vacuno y cerdo, en los cereales integrales, la levadura de cerveza, el germen de trigo, elajo, el limón, la cebolla, las setas, el salmón, las verduras y los mariscos.

ZINCInterviene en el funcionamiento de ciertas hormonas y desempeña un importante papel en el crecimiento, la producción de insulina, las funciones psicológicas, la formación de espermatozoides y la defensa del sistema inmunitario. Se halla en alimentos como las ostras, el hígado de pato, la leche, el pan integral, las carnes de vacuno y cerdo, las legumbres, los pescados, las verduras de hoja verde y las nueces

COBALTOEs un componente esencial de la vitamina B12. Contribuye a reducir la presión arterial y a dilatar los vasos sanguíneos, y favorece la fijación de la glucosa en los tejidos. Podemos encontrarlo en las ostras, las legumbres, los cereales integrales, la cáscara de arroz, el ajo, la cebolla, el sésamo y el ginseng.

LITIOActúa sobre el sistema nervioso y es útil en las afecciones cardiacas. Se encuentra en los cereales integrales, las legumbres, a patata, el tomate, el nabo, el pimiento, las fresas, las frambuesas y la soja germinada.

FLÚORPreviene la aparición de caries al mantener el esmalte de los dientes en buenas condiciones, ayuda a frenar la aparición de osteoporosis y tiene incidencia en el crecimiento. E pescado, los mariscos, el te, las verduras, las hortalizas, los cereales integrales, las legumbres y la cebolla son ricos en flúorFLÚORPreviene la aparición de caries al mantener el esmalte de los dientes en buenas condiciones, ayuda a frenar la aparición de osteoporosis y tiene incidencia en el crecimiento. E pescado, los mariscos, el te, las verduras, las hortalizas, los cereales integrales, las legumbres y la cebolla son ricos en flúor.

NÍQUELPotencia el crecimiento y es recomendable para combatir anemias, y enfermedades infecciosas, y en general, para estados carenciales y convalecencias. Los moluscos, la levadura de cerveza, el arroz integral y las legumbres son las principales suministradores de níquel

¿QUE PASA SI HAY DEFICIENCIA DE BIOELEMENTOS EN NUESTRO CUERPO?

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 Click to add text