BIOELEMENTOS BIO : Vida GENÉSICOS: Origen de la vida DEFINICIÓN : Son aquellos que intervienen en la conformación de los seres vivos. Aproximadamente son 25 de los 109 elementos químicos componentes de los seres vivos. Una de las características de la vida es su composición elemental. El análisis químico revela que de los 92 elementos naturales, unos 27 son esenciales para los diferentes seres vivos si bien sólo 16 son comunes a todos ellos. LA ABUNDANCIA NO ES SINÓNIMO DE DISPONIBILIDAD.- Ello se debe a que los seres vivos son entes selectivos que han utilizado aquellos elementos más idóneos para sus estructuras y funciones, NO LOS MÁS ABUNDANTES. El Al es un elemento muy abundante en la corteza terrestre pero difícil de obtener en forma soluble, como lo habrían podido utilizar los seres vivos. Es lógico pensar que la vida además de necesitar elementos idóneos tuvo que tenerlos disponibles. Algunos de los elementos más abundantes de la vida (C, H, O, N) se obtienen fácilmente en las envueltas fluidas de la Tierra: la atmósfera y la hidrosfera. La figura 1.2 nos muestra que hay buena correlación entre la abundancia de elementos en el mar y en el ser humano. CLASIFICACIÓN Atendiendo a su abundancia ( no importancia ) se pueden agrupar en 3 categorías: BIOELEMENTOS PRIMARIOS, BIOGENÉSICOS, ORGANÓGENOS O PLÁSTICOS*: Son C,H,O,N (también llamados BÁSICOS), P y S ( también llamados COMPLEMENTARIOS) Son los elementos fundamentales e indispensables para la formación de biomoléculas orgánicas Son los bioelementos mayoritarios de la materia viva 95% de la masa total por lo que se le llama MACROCONSTITUYENTES Forman enlaces covalentes muy estables compartiendo electrones (simples, dobles y triples) ELEMENTO OXÍGENO* SIMBOLO O Z 8 A 16 % 62,81 FUNCIONES Es el elemento de mayor presencia o abundancia. El más importante a nivel de la respiración celular. CARBONO* C 6 12 19,37 HIDRÓGENO* H 1 1 9,31 NITRÓGENO* N 7 14 5,14 Elemento muy energético que proporciona grandes cantidades de energía para el mantenimiento de la vida Ayuda a los líquidos, tejidos y los huesos del cuerpo Permite la liberación de energía que hay dentro de nuestro cuerpo El N forma parte de proteínas, ácidos nucleicos ALIMENTOS CON Otro gas fundamental de la atmósfera, se encuentra combinado con el Hidrógeno formando la molécula de agua, en todos los alimentos. Pan, leche, mantequilla, cereal, carne, arroz, frutas, verduras, legumbres, cereales, etc. Carnes, pescados, frutas verduras, cereales, legumbres en general, harinas etc. Proteínas, carnes, lentejas. El nitrógeno se encuentra formando aminoácidos y proteínas, por lo tanto podemos encontrarlos en lentejas, atún, BIOELEMENTOS SECUNDARIOS.- Son : Calcio, (Fósforo, azufre), Sodio, Potasio, Magnesio, Cloro y Hierro. LLAMADOS TAMBIÉN UNIVERSALES O BIOELEMENTOS SECUNDARIOS INDISPENSABLES Son imprescindibles en las actividades vitales y se encuentran formando parte de otras BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS, como son las vitaminas, enzimas, etc. También están presentes en las BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS, como las sales, gases, etc Generalmente se encuentran en forma de iones Componen el 1 – 4 % de los seres vivos por lo que se les llama MICROCONSTITUYENTES. Tiene funciones específicas. ELEMENTO CALCIO SIMBOLO Ca Z 20 A 40 % 1,38 FUNCIONES Estructura de huesos y dientes ALIMENTOS CON productos lácteos y derivados, frutos secos, semillas de sésamo, verduras. FÓSFORO* P 15 31 0,64 AZUFRE* S 16 32 0,63 SODIO Na 11 23 0,26 POTASIO K 19 39 0,22 CLORO Cl 17 36 0,18 MAGNESIO Mg 12 24 0,04 . También es un elemento constituyente de la estructuras de los huesos y, en asociación con ciertos lípidos, da lugar a los fosfolípidos, que son componentes indispensables de las membranas celulares y del tejido nervioso. Los ácidos nucleicos, siempre P, el cual es, al mismo tiempo esencial para constituir el ATP (la molécula energética) Está presente en todas las células, especialmente en la piel, uñas, cabellos y cartílagos. El S, a su vez, forma parte de la metionina y la cisteína, dos aminoácidos que normalmente se encuentran en todas las proteínas, forman puentes di sulfuro y se encuentra en multitud de biomoléculas fundamentales (CoA, p.ej.- esencial para diversas rutas metabólicas universales, como el ciclo de Krebs. ). Entra en la composición de diversas hormonas (insulina) y vitaminas, neutraliza los tóxicos y ayuda al hígado en la secreción de bilis. Llamada también Sal Regula el metabolismo celular. Regula el reparto de agua en el organismo e interviene en la transmisión del impulso nervioso a los músculos. Esta presente en Todos los líquidos y tejidos. Regula los Enzimas. Es importante por que interviene en la contracción muscular liso y cardiaco, y en los procesos relacionados con la ósmosis (bomba de potasio) y en la transmisión del impulso nervioso. Interviene en la ósmosis y la transmisión del impulso nervioso. Favorece el equilibrio ácido-base en el organismo y ayuda al hígado en su función de eliminación de tóxicos Produce muchas enzimas. También está presente en la molécula de clorofila. Esta presente en los pulmones, riñones, hígado, tiroides, cerebro, músculos y corazón. Es imprescindible para la correcta asimilación del calcio y de la vitamina C. Equilibra el sistema nervioso central (ligera acción sedante), es importante para la correcta transmisión de los impulsos nerviosos y aumenta la secreción de bilis (favorece una buena digestión de las grasas y la eliminación de residuos tóxicos). Se lo encuentra en los alimentos que contienen calcio, como los frutos secos, el queso, la soja, yema de huevo, etc. Se los encuentra en las legumbres, col, cebolla, ajo, espárrago, puerro, pescado y yema de huevo. Se lo encuentra principalmente en la sal, pero está presente en todos los alimentos, como frutas en general, seguidas de las verduras. Se lo encuentra en las frutas (tomate, banana) y verdura fresca, las legumbres y los frutos secos. Se lo encuentra en la sal común, algas, aceitunas, a gua del grifo, etc. Se lo encuentra en el Cacao, soja, frutos secos, avena, maíz y algunas verduras. OLIGOELEMENTOS.- Son : Manganeso, Cobre, Zinc, Fluor, Iodo, Boro, Silicio, Vanadio, Cromo, Cobalto, Selenio, Molibdeno, Litio, Estaño y Arsénico. LLAMADOS TAMBIÉN BIOELEMENTOS SECUNDARIOS VARIABLES. Se encuentran en proporciones mínimas en la materia viviente. Esto se debe a que su FUNCIÓN ES MAYORMENTE CATALIZADORA y no estructural siendo necesarias pequeñísimas cantidades de ellos para el normal funcionamiento del organismo Estan presentes en el organismo en forma VESTIGIAL O TRAZA. ELEMENTO SIM BOL O F Z A % FUNCIONES 9 19 0,009 humanos están expuestos al flúor a través de los alimentos y el agua potable y al respirar el aire. El flúor se puede encontrar en cualquier tipo de comida en cantidades relativamente pequeñas. Se pueden encontrar grandes cantidades de flúor en el té y en los mariscos. HIERRO** Fe 26 56 0,005 MANGANESO** Mn 25 55 0,0001 COBRE** Cu 29 64 Esmalte de dientes y huesos El flúor es esencial para mantener la solidez de nuestros huesos. El flúor también nos puede proteger del decaimiento dental, si es aplicado con el dentifríco dos veces al día. Si se absorbe flúor con demasiada frecuencia, puede provocar caries, osteoporosis y daños a los riñones, huesos, nervios y músculos. forma parte de la molécula de hemoglobina (proteína transportadora de oxígeno). Y citocromos (enzimas de la cadena respiratoria) interviene en la fotólisis del agua durante la fotosíntesis. Para los animales el Manganeso es un componente esencial sobre unas 36 enzimas que son usadas para el metabolismo de carbohidratos, proteínas y grasas. Forma parte (junto con el hierro) de una enzima, la citocromooxidasa que interviene en el transporte de electrones en la respiración. Estimula el sistema inmunitario I 53 127 síntesis de la hormona tiroidea (tiroxina), que son esenciales para el crecimiento, el sistema nervioso y el metabolismo COBALTO** Co 27 59 SILICIO Si 14 28 CROMO Cr 24 52 ZINC** Zn 30 65 Necesaria para sintetizar Vitamina B12 (necesaria para la síntesis de Hemoglobina) El cobalto es usado para tratar la anemia en mujeres embarazadas, porque este estimula la producción de glóbulos rojos. proporciona resistencia al tejido conjuntivo y forma parte del óxido de silicio que constituye el esqueleto de muchas plantas, como las gramíneas y los equisetos, y el caparazón de muchos microorganismos, como las diatomeas Estimula la síntesis de los ácidos grasos y del colesterol. Importante en el metabolismo de las grasas. Importante en el metabolismo de la insulina. Mantiene correcta la presión de la sangre Forma parte de más de 80 enzimas, siendo el mineral traza que más funciones tiene. Participa en una gran cantidad de El yodo se añade a casi cualquier sal. Es un ingrediente del pan, los peces marinos y las plantas oceánicas. El yodo está presente de forma natural en los océanos y algunos peces marinos y plantas acuáticas lo almacenan en sus tejidos . El Cobalto está ampliamente dispersado en el ambiente de los humanos por lo que estos pueden ser expuesto a él por respirar el aire, beber agua y comer comida que contengan Cobalto En estudios realizados a mineros, trabajadores con tierra de diatomeas, trabajadores del granito, trabajadores de cerámica, trabajadores de ladrillos refractarios y otros trabajadores se ha documentado una relación exposición-respuesta. Yema de huevo, queso, pan integral, salvado de trigo, miel, espinaca, platano, leche desnatada FLÚOR YODO ALIMENTOS CON Tejidos animales, huevo, oleaginosas, leguminosas, cereales, algunos tejidos vegetales verdes La toma de Manganeso por los humanos mayoritariamente tiene lugar a través de la comida, como son las espinacas, el te y la hierbas. Las comidas que contienen las más altas concentraciones son los granos y arroz, las semillas de soja, huevos, frutos secos, aceite de oliva, judías verdes y ostras El Cobre puede ser encontrado en muchas clases de comidas, en el agua potable y en el aire. Podemos obtenerlo en los vegetales verdes, el pescado, los guisantes, las lentejas, el hígado, los moluscos y los crustáceos Queso cheddar, estofado de ternera, pan integral, huevos, pollo, pan blanco, leche, pescado blanco y patatas reacciones químicas. Favorece la producción de linfocitos, actuando en el sistema inmune. Interviene en la síntesis de ADN y ARN. Activa determinadas hormonas. Ayuda en el correcto mantenimiento de la estructura de las células. Esencial en la formación de insulina. Básico en la formación de muchas proteínas. Importantísimo en la reproducción y en la fertilidad. No en vano, es fundamental para el correcto desarrollo tanto de los testículos como de los ovarios. Actúa en el correcto funcionamiento tanto del gusto como del olfato LITIO Li 3 7 Sobre neurotransmisores y permeabilidad celular. Se utiliza para prevenir depresiones. El litio parece no tener ningún papel biológico, pero tiene un efecto en el cuerpo si se ingiere. A veces, el litio a base de compuestos tales como carbonato de litio (Li 2 CO 3 ) se utilizan como fármacos para tratar trastornos maníaco-depresivos. La dosis es de alrededor de 0,5 g - 2 g al día. Podemos encontrar el oligoelemento Litio en prácticamente todos los alimentos; estos son los más importantes: origen animal: El pescado. Vísceras (riñones e hígado). Origen vegetal: Berros. Cereales integrales. Frutos del bosque (moras,grosellas, fresas, etc.). Germinados (alfalfa ysoja). Legumbres. Nabos. Patatas. Pimientos. Tomates. Especias: Jengibre. Romero. Tomillo. VANADIO V 23 51 El vanadio se encuentra en pequeñas cantidades en la pimienta, los huevos, los aceites vegetales, los cereales, la carne bovina, los peces, las aves, los mariscos, las setas, el perejil, entre otras MOLIBDENO Mo 42 96 SELENIO Se 34 79 El vanadio es un elemento esencial en algunos organismos. En humanos no está demostrada su esencialidad, aunque existen compuestos de vanadio que imitan y potencian la actividad de la insulina. El sulfato de vanadio puede actuar como tratamiento en la diabetes mellitus tipo 2 También se han llevado a cabo estudios para determinar su actividad biológica, encontrando así propiedades anticancerígenas, antiobesidad, antimicrobiales, insulinomiméticas (que imiten la función de la insulina), etc Ayuda a que la xantina-oxidasa (enzima responsable del metabolismo del hierro) funcione correctamente. Interviene en una correcta función sexual en el hombre. Necesario para la producción del ácido úrico, que encontramos en la sangre y la orina. Al igual que las vitaminas C y E, el selenio es un antioxidante, aunque 50 a 100 veces más poderoso que la vitamina E. Es por ello por lo que destruye los radicales libres. Gracias a esto, el selenio mantiene una función hepática normal y un corazón sano, y se cree que el selenio puede llegar a proteger frente al cáncer. Metabolismo de medicamentos BORO B 5 11 Participa en el correcto mantenimiento y desarrollo de los huesos, al colaborar con el metabolismo del calcio, del magnesio y del fósforo. Al potenciar el efecto tanto del calcio como del magnesio, podría ayudar a reducir la Soja, Ciruelas pasas, Uvas pasas, Almendras, maníes,vino, miel Higado, lentejas, riñones, huevos, arroz, pollo, pan integral, papa, mariscos y albaricoque. Principalmente podemos encontrar selenio y la carne de órganos (músculo, riñón e hígado), pescado y marisco, la carne en sí, cereales integrales, frutas y verduras y lácteos. Leches y sus derivados, huevo, producto de mar, leguminosas y cereales integrales ARSÉNICO As 33 75 ESTAÑO Sn 50 119 -- hipertensión. Mejora la respuesta de nuestro sistema inmunitario ante determinadas afecciones, siendo útil a la hora de aumentar las defensas. El arsénico elemental tiene pocos usos El óxido de arsénico se utiliza en la elaboración de vidrio. Los sulfuros de arsénico se usan como pigmentos y en juegos pirotécnicos. El arseniato de hidrógeno se emplea en medicina, así como otros compuestos de arsénico. Los pescados y mariscos, el arroz y las algas son los alimentos que presentan mayores concentraciones de arsénico. Agua embotellada, cerveza y café, con contenido menor, pero contribuye a la exposición por su gran consumo. El estaño como simple átomo o en molécula no es muy tóxico para ningún tipo de organismo. La forma tóxica es la forma orgánica A pesar de su peligro son aplicadas en gran número de industrias, tales como la industria de la pintura y del plástico, y en la agricultura a través de los pesticidas Se sabe que causan mucho daño en los ecosistemas acuáticos, ya que son muy tóxicos para los hongos, las algas y el fitoplancton. El fitoplancton es un eslabón muy importante en el ecosistema acuático, ya que proporciona oxígeno al resto de los organismos acuáticos. También es una parte importante de la cadena alimenticia acuática. **: Son los llamados OLIGOELEMENTOS UNIVERSALES porque existen en todos los seres vivos CLASIFICACIÓN SEGÚN GRUPO FUNCIONALES: 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. FUNCIONES BIOLÓGICAS BIOELEMENTOS ESTRUCTURAL O PLÁSTICA (C, H, O, N). ESQUELÉTICA (Ca, Si, P..). ENERGÉTICA, intervienen en procesos de obtención de energía (P, H, O..). CATALÍTICA, intervienen en reacciones metabólicas como catalizadores (Mg, Cu, Zn…). FISIOLÓGICA, regulan osmosis, transmisión impulso nervioso…. (Na+, K+, Cl-, …).
