Composición Química de los Seres Vivos

BIOELEMENTOS

Concepto

- Se denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos químicos que forman parte de los seres vivos.

Clasificación

1. Elementos mayoritarios

- Están presentes en porcentajes superiores al 0,1 % y aparecen en todos los seres vivos.

a. Bioelementos primarios (C, H, O, N /// P, S)

- Principales constituyentes de las biomoléculas. En conjunto 95% de la materia viva (C 20 %, H 9.5 %, O 62 % y N 2,5 %).

b. Bioelementos secundarios (Na, K, Ca, Mg, Cl)

- En conjunto 4,5% de la materia viva.

2. Oligoelementos (Fe, Mn, I, F, Co, Si, Cr, Zn, Li, Mo)

- Presentes en porcentajes inferiores al 0,1%, no son los mismos en todos los seres vivos. 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

BIOMOLÉCULAS

- Las biomoléculas o principios inmediatos, son las moléculas que forman parte de los seres vivos.

Biomoléculas
Inorgánicas	- Agua - Minerales
Orgánicas	- Glúcidos - Lípidos - Proteínas - Ácidos Nucleicos

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS

El agua

- El agua - 60-90% de la materia viva. Su abundancia depende de la especie, la edad (menor proporción en individuos más viejos) y la actividad fisiológica del tejido (mayor porcentaje los que tiene mayor actividad como tejido nervioso o muscular). Aparece en el interior de las células, en el líquido tisular y en los líquidos circulantes.

1. Estructura

- El agua es una molécula dipolar: los electrones que comparten el O y el H están desplazados hacia el O por su mayor electronegatividad por lo que esa zona de la molécula tiene una ligera carga negativa y la de los H es ligeramente positiva. Cuando dos moléculas de agua se aproximan, la zona positiva de una molécula y la negativa de otra se atraen. Estas interacciones intermoleculares se conocen como puentes de hidrógeno.

2. Propiedades y funciones biológicas

- A diferencia de otras sustancias de peso molecular semejante, el agua es líquida a temperatura ambiente. Debido a su polaridad el agua es buen disolvente de los compuesto iónicos y polares. Los líquidos orgánicos (citoplasma, líquido tisular, plasma, linfa, savia) son disoluciones acuosas que sirven para el transporte de sustancias y como medio en el que se producen las reacciones metabólicas.

- El agua no sólo es el medio en el que transcurren las reacciones del metabolismo sino que interviene  en muchas de ellas como en la fotosíntesis, en las hidrólisis y en las condensaciones.

- El calor específico (calor necesario para elevar 1ºC la temperatura de 1 g) es relativamente elevado, así como el calor de vaporización. Gracias a estas dos propiedades el agua interviene en la termorregulación.

- Máxima densidad a 4°C. Como consecuencia el hielo flota sobre el agua líquida, lo que impide los océanos y otras masas menores de agua se congelen de abajo a arriba.

- En el agua son elevadas las fuerzas de cohesión (atracción entre las moléculas de agua) y de adhesión (atracción entre el agua y una superficie) lo cual origina los fenómenos de capilaridad por los que el agua asciende en contra de la gravedad por conductos de diámetro muy fino (capilares). Estos fenómenos contribuyen al transporte de sustancias en los vegetales.

- Igual que otros líquidos el agua es incompresible y actúa como amortiguador mecánico (líquido amniótico, líquido sinovial) o como esqueleto hidrostático (líquido celómico en anélidos).

Las sales minerales

1. Sales con función estructural

- Aparecen precipitadas formando estructuras esqueléticas, como el carbonato de calcio (caparazones calcáreos) o el fosfato de calcio (esqueleto de vertebrados).

2. Sales con función reguladora

- Se encuentran ionizadas, disueltas en un medio acuoso.

a. Fenómenos osmóticos

- Osmosis: difusión a través de una membrana semipermeable (solo permite el paso del disolvente).

- Medios hipertónico (el de mayor concentración), hipotónico (el de menor) o isotónico (cuando los dos medios separados por la membrana semipermeable tienen la misma concentración de solutos).

- A través de una membrana semipermeable el agua pasa siempre del medio hipotónico al hipertónico.

- Plasmólisis (pérdida de agua de una célula en un medio hipertónico) y turgencia (la célula se hincha en un medio hipotónico, pudiendo llegar a estallar (lisis) si carece de pared celular y la diferencia de concentraciones es grande).

b. Regulación del pH

- Soluciones amortiguadoras formados por un ácido débil y su base conjugada (o viceversa).

- El equilibrio H₂CO₃ _ HCO₃  - + H+ es responsable del mantenimiento del pH en la sangre. Si el pH tiende a acidificarse el exceso de H+ se une al HCO₃- (que actúa como base) formándose H₂CO₃ recuperándose el pH inicial. Ante una basificación del medio el equilibrio se desplaza hacia la derecha liberándose H⁺ por disociación del H₂CO₃ (un ácido débil) recuperándose también el pH inicial.

La regulación es más precisa porque el H₂CO₃ se encuentra en equilibrio con el CO₂ disuelto en el plasma (CO₂ + H₂O _ H₂CO₃_ HCO₃- + H⁺).

c. Cationes que realizan acciones específicas

Cationes	Acciones
Na+	Impulso nervioso y equilibrio hídrico. Abundante en los medios extracelulares
K+	Transmisión del impulso nervioso. Contracción muscular
Ca2+	Contracción muscular. Coagulación sanguínea. Sinapsis. Cofactor. Estructural
Mg2+	Cofactor. Contracción muscular.