PROYECTO II¿Cuáles elementos químicos son importantes para el buen

funcionamiento de nuestro cuerpo

Adriana Noely Castillo DuarteN.L. 103-C

Introducción

• 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.

• Uno de los sistemas de clasificación del cuerpo humano respecto a sus componentes constituyentes que establecieron Wang y Col. en 1992 .

• Nivel atómico: hidrogeno, nitrógeno, oxigeno, carbono, minerales.

• Nivel molecular: agua, proteínas, lípidos, hidroxi - dapatita

• Nivel celular: intracelular, extracelular.• Nivel anatómico: tejido muscular, adiposo, óseo,

piel , órganos y viseras. • Nivel cuerpo integro: masa corporal, volumen

corporal , densidad corporal.•

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.

¿ Que son los bioelementos o elementos biogenéticos ?

• Los elementos que forman parte de los seres vivos reciben el nombre de bioelementos o elementos biogenésicos . Si analizamos la composición de los seres vivos se pueden apreciar a lo menos unos 70 bioelementos de los cuales unos 20 son imprescindibles para la vida.

Bioelementos primarios

• Los bioelementos primarios son los elementos indispensables para formar las biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas yácidos 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.

• 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.

• 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 las plantas. El gas nitrógeno solo es aprovechado por algunas bacterias del suelo y algunas cianobacterias.

Se encuentra en el periodo 2 y familia 14 IVA

Se encuentra en el periodo 1 y en la familia 1A

Se encuentra en el periodo 2 y familia VIA

Se encuentra en el periodo 2 y familia VA

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.Calcio (Ca)Sodio (Na)Potasio (K)Magnesio (Mg)Cloro (Cl)Hierro (Fe)Yodo (I)

Se encuentra en el periodo 4, familia IIA

Se encuentra en el periodo 3 y familia IA

Se encuentra en el periodo 4 familia IA

Se encuentra en el periodo 3, familia IIA

Se encuentra en el periodo 3, familia VIIA

Se encuentra en el periodo 4, familia VIIIB

Se encuentra en el periodo 5, familia VIIA

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.

• HIERRO• Los 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.

• COBRE• Estimula el sistema inmunitario. Podemos obtenerlo

en los vegetales verdes, el pescado, los guisantes, las entejas, el hígado, los moluscos y los crustáceos.

CROMO• Potencia 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• YODO• Forma 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.

• MANGANESO• Es necesario para los huesos y juega un papel importante en las funciones

reproductoras. • SELENIO• Es un potentísimo antioxidante. Además, garantiza el buen funcionamiento de los

músculos, protege nuestro sistema cardiovascular y puede evitar la aparición de cataratas.

• ZINC• Interviene 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

• COBALTO• Es 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.

• FLÚOR• Previene 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.

• LITIO• Actúa sobre el sistema nervioso y es útil en las afecciones cardiacas.• NÍQUEL• Potencia el crecimiento y es recomendable para combatir anemias, y

enfermedades infecciosas, y en gene SILICIO• Aumenta la elasticidad y resistencia de los huesos, previene la

arteriosclerosis, retrasa el envejecimiento y equilibra el sistema nervioso.

ral, para estados carenciales y convalecencias.

Relación de los bioelementos en el cuerpo humano.

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

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.

¿Qué es el metabolismo?

• El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en elorganismo.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.

Biomoléculas • 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.

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, inmunoglobinas etc.), los ácidos nucleídos (ADN ARN) y los metabolitos (acido pirúvico, acido láctico, acido 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 mas electrones se convierten en iones cargados positivamente (cationes).

Función

• El estado de la materia en el cual las fuerzas interatómicas o intermoleculares entre los distintos átomos o moléculas de una sustancia son tan pequeños que la substancia no adopta ni forma ni volumen fijo, tendiendo a expandirse todo lo posible para ocupar todo el volumen recipiente que lo contiene.

¿Qué alimentos contienen los diferentes bioelementos?

• Calcio: Este oligoelemento lo encontramos en productos lácteos como la leche, 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.

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 ayuda a 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

¿Qué pasa si existe deficiencia en cada uno de los bioelementos?

• En los casos en los que un elemento es abundante pero no esencial, se explica teniendo en cuenta que es difícil disponer de él. Por ejemplo, el aluminio es un elemento muy abundante en la corteza terrestre y no es un elemento esencial, seguramente debido a que forma compuestos muy insolubles en agua y los organismos no lo pueden captar fácilmente. También las condiciones han cambiado desde los inicios de la vida y los organismos han podido ir adaptándose a los cambios producidos.

• COBALTO•

El cobalto es uno de los componentes de la Cobalamina oVitamina B12, siendo su única función la producción de glóbulos rojos y la formación de mielina.

Las carnes, los huevos y los lácteos son las principales fuentes de este micromineral.

La carencia de cobalto está relacionada con la ausencia de Vitamina B12 en el organismo, esto genera anemias, problemas neurológicos y falta de crecimiento.

• COBRE• Aunque no es común, la deficiencia severa o clínicamente definida de cobre se asocia con la anemia, neutropenia

(reducción del recuento de neutrófilos en los leucocitos) y anormalidades óseas, incluyendo fracturas .En casos extraordinarios, algunas personas pueden estar genéticamente predispuestas a un trastorno relacionado con el cobre.

Sin embargo, varios grupos han expresado su preocupación por una deficiencia marginal de cobre, es decir, niveles que no son tan severos como para causar manifestaciones clínicas, ya que ésta podría impedir una salud normal en formas tan sutiles como: menor resistencia a las infecciones, problemas en el sistema reproductor, fatiga general o debilitamiento e impedimentos en la función cerebral.

•Enfermedad de MenkesLa enfermedad de Menkes es un trastorno hereditario del metabolismo del cobre que produce una deficiencia de cobre y, finalmente, un daño irreversible.Esta enfermedad es un desorden de origen genético (asociado al cromosoma X): una mutación que lleva a la producción de una forma no funcional de la principal proteína encargada de la absorción del cobre en el intestino y su entrega hacia el interior del organismo.FLUORCuando falta el fluoren el cuerpo, hace que el mismo padezca de la incidencia y severidad de las caries dentales y debilitamiento de los huesos.

Es un componente importante del organismo humano y animal, especialmente asociado a tejidos calcificados (huesos y dientes) por su gran afinidad con el calcio. Su carencia inhibe la iniciación y progresión de la caries dental como así también su habilidad para estimular la formación ósea, ya que si no es absorbido no pasará a la circulación sanguínea y no será transportado ni tampoco distribuido a todo el organismo, especialmente en tejidos calcificados como huesos y dientes.

• MANGANESO•

Se sabe que este micromineral es necesario para el crecimiento de los recién nacidos, esta relacionado con la formación de los huesos, el desarrollo de tejidos y la coagulación de la sangre, con las funciones de la insulina, la síntesis del colesterol y como activador de varias enzimas.

• El manganeso se encuentra en frutas secas, granos integrales, las semillas de girasol y de sésamo, la yema de huevo, legumbres y verduras de hojas verdes. La leche materna decrece la concentración de manganeso paulatinamente.

La carencia de manganeso en el organismo puede generar lento crecimiento de uñas y cabellos, depigmentación del pelo, mala formación de huesos y puede disminuir la tolerancia a la glucosa o capacidad de eliminar excesos de azúcar en sangre.

El exceso de manganeso por alimentación no ha demostrado tener efectos adversos, en cambio sí se producen problemas pulmonares cuando se respira polvo de manganeso, particularmente en los lugares de extracción.

•

MOLIBDENO

Aún no se conocen bien sus efectos, pero se cree que actúa como antioxidante y es capaz de prevenir el cáncer y la anemia.El molibdeno es necesario para constituir algunas enzimas y prevenir la anemia y la caries.Podemos obtenerlo si consumimos germen de trigo, legumbres, cereales integrales y verduras de hoja verde oscura.Su carencia puede ocasionar arritmias cardiacas e irritabilidad.

• SELENIO

El selenio es un nutriente esencial de importancia fundamental para la biología humana, destaca la autora. Esta consideración se torna obvia a medida que las nuevas investigaciones van demostrando funciones insospechadas de este elemento en áreas importantes de la salud humana. El selenio, en forma de selenocisteína, es uno de los constituyentes de las selenoproteínas, algunas de las cuales tienen notables funciones enzimáticas. En estos casos, el selenio funciona como un centro redox. El ejemplo mejor conocido de función redox del selenio es la reducción del peróxido de hidrógeno y de los hidroperóxidos por las glutatión peroxidasas dependientes de selenio, lo cual da lugar a productos no dañinos (agua y alcoholes). Hasta el momento se han identificado unas 35 selenoproteínas, aunque en muchos casos no se ha aclarado totalmente su función biológica. La deficiencia de selenio genera deficiencia inmunitaria y de las defensas antioxidantes, lo cual se asocia con un aumento en el riesgo de infecciones, cáncer, aborto y otras patologías.

YODO

La deficiencia de yodo es la causa principal de daño cerebral y retraso mental, y la más fácilmente prevenible. El ciclo biológico del yodo favorece la disminución de sus fuentes naturales como consecuencia de factores ecológicos y, en menor grado, por la acción negativa del hombre sobre su entorno.

• La falta de cantidades ínfimas de yodo en la dieta (< 1-2 m g/kg peso/día) puede producir manifestaciones clínicas diversas, con efectos marcados sobre el crecimiento y el desarrollo humano que incluyen cretinismo y bocio endémicos, retraso del desarrollo sicomotor, aumento de la mortalidad infantil y otros. La prevención y el control de estos trastornos se logran suministrando el yodo de forma estable y suficiente a toda la población y particularmente a la que vive en áreas de deficiencia. Se revisan también las alternativas para suministrar el yodo, de acuerdo con la importancia del problema de salud y sus principales inconvenientes.

• ZINC•

El Zinc es un material esencial en el proceso físico de crecimiento de la reproducción, de la inmunidad, la secreción interna, el nervio, el fluido corporal, participa en los procesos del metabolismo de 80 clases de enzimas del cuerpo humano, especialmente participa síntesis del ácido nucleíco de la propina en la diferenciación de la célula, su multiplicación y favorece a las funciones metabólicas importantes. La falta de Zinc puede traer desventajas a los distintos sistemas del cuerpo humano.

En los años reciente, en la investigación médica China, se descubrió que la deformidad del cuerpo del bebé se relaciona con la falta de Zinc.

La falta de Zinc en los jóvenes estanca su crecimiento.

• Su falta afecta a la vista pues la miopía tiene conexión directa con su falta de Zinc, selenio y calcio.

la esterilidad del masculina y la falta de Zinc, afecta al metabolismo del espermatozoide y al desarrollo de la glándula sexual.

Si el hipocampo, el contenido de Zinc es escaso, puede ocurrir en la edad adulta, que se reduzca la capacidad de memorizar la dificultad en el movimiento de los cuatro miembros, la anormalidad de la capacidad de pensar e incluso la aparición de la demencia senil.

Ante la falta de Zinc es más probable que el sistema inmunológico sufra lesiones. La medicina China recomienda el lactato de Zinc combinado con la proteína de la clara de huevo y la glucosa, pues su calidad es estable, la absorción es alta y su consumo no tiene efectos secundarios ni tóxicos.