ENERGIA DEL CUERPO HUMANO ESCUELA: Escuela Secundaria Técnica #46 “Ing. Guillermo González Camarena” MATERIA: Ciencias III Química NOMBRE DEL MAESTRO: Isabel Bautista Navarro NOMBRE DEL ALUMNO: Maricela Vázquez Guerrero GRADO Y GRUPO: 3°E TURNO: Vespertino FECHA DE ENTREGA: Martes 12 de abril de 2011 1 ÍNDICE Hipótesis 1 Desarrollo: Paso 1 2 Paso 2 3 Paso 3 4-8 Paso 4 9 Paso 5 10 Paso 6 11 Conclusión 2 12 HIPÓTESIS Pues yo digo que las biomoléculas están relacionadas ampliamente con las reacciones que aportan energía al cuerpo humano, debido a que las biomoléculas que componen a los seres humanos son las siguientes: 1- Glúcidos o Hidratos de Carbono (las más abundantes): Los glúcidos o azúcares son principios inmediatos orgánicos constituidos por carbono (C), oxígeno (O) e hidrógeno (H). Son solubles en el agua. Los glúcidos están formados por unas pequeñas moléculas, los monosacáridos. 2- Lípidos: Las grasas, también llamadas lípidos, conjuntamente con los carbohidratos representan la mayor fuente de energía para el organismo. 3- Proteínas: La proteína es una parte muy importante de la piel, los músculos, órganos y glándulas. La proteína también se encuentra en todos los líquidos corporales, excepto la bilis y la orina. 4- Enzimas o Catalizadores biológicos: Ayuda el Metabolismo celular (Anabolismo-Catabolismo) 5- Los Ácidos Nucleicos (ADN y ARN): Son necesarios para la transmisión de los caracteres hereditarios de progenitores a la descendencia (ADN) y para la síntesis de proteínas (ARN). Estas Biomoléculas son las más importantes por su función específica que realizan en la célula. 3 Paso 1 ¿Cuáles son las moléculas que componen a los seres humanos? Las moléculas que conforman a los seres vivos reciben el nombre de Biomoléculas. Las Biomoléculas pueden ser: * Inorgánicas: Agua, Co2, sales (carbonatos, fosfatos, sulfatos, entre otras), iones (Ca++, Na+, Cl-, entre otros) * Orgánicas: hidratos de carbono (glúcidos, carbohidratos, azúcares), lípidos (ácidos grasos [aceites, grasas, ceras, etc.], colesterol, prostaglandinas, hormonas sexuales, entre otros) proteínas (prótidos, péptidos, polipéptidos) y nucleótidos (mononucleótidos, dinucleótidos, polinucleótidos [ADN, ARN]). Las biomoléculas pueden ser monoméricas, oligoméricas o poliméricas. Monoméricas: glúcidos (glucosa, fructosa, galactosa, etc.); aminoácidos (todos), Lípidos (todos, aunque existen de distintas complejidades); nucleótidos (ATP, ADP, AMP, GTP, GDP, entre otros) Oligoméricas: (entre 2 y 10 monómeros unidos [esto puede variar de acuerdo con el autos]) disacáridos (sacarosa, maltosa, lactosa, entre otros); trisacáridos (Rafinosa, Trehalosa, entre otros); dipéptidos, tripéptidos, tetrapéptidos; dinucleótidos (NAD, FAD, NADP, entre otros) Poliméricas: hidratos de carbono (celulosa, quitina, almidón, entre otros); proteínas (todas); polinucleótidos (ADN, ARNm, ARNt, ARNn, ARNr) Con respecto a la composición química: C,O,H: Glúcidos y ácidos grasos C,O,H,P,N, S: aminoácidos, proteínas, lípidos complejos, nucleótidos CHON C: Carbono.- Es la sustancia cuyo componente constante es el carbono, en combinación con el hidrógeno o con el nitrógeno, ya separados o juntos, y también con otros elementos son esenciales para el metabolismo. H: Hidrogeno.- En forma de iones el H+ forma acido clorhídrico para el jugo gástrico, el hidrogeno forma el agua. Funciona como ion para formar tampones que regulan la acidez y basicidad del cuerpo reaccionando con el co2 de nuestros pulmones para formar bicarbonato de sodio. Forma parte de los lípidos. O: Oxigeno.- Sin el oxigeno no podríamos hacer ejercicios por que los glóbulos rojos no podrían llevar el oxigeno a nuestros músculos. N: Nitrógeno.- Forma parte del metabolismo de trasformación de la materia en energía. 4 Paso 2 Hipótesis de las biomoléculas que componen a los seres humanos Pues yo digo que las biomoléculas están relacionadas ampliamente con las reacciones que aportan energía al cuerpo humano, debido a que las biomoléculas que componen a los seres humanos son las siguientes: 1- Glúcidos o Hidratos de Carbono (las más abundantes): Los glúcidos o azúcares son principios inmediatos orgánicos constituidos por carbono (C), oxígeno (O) e hidrógeno (H). Son solubles en el agua. Los glúcidos están formados por unas pequeñas moléculas, los monosacáridos. 2- Lípidos: Las grasas, también llamadas lípidos, conjuntamente con los carbohidratos representan la mayor fuente de energía para el organismo. 3- Proteínas: La proteína es una parte muy importante de la piel, los músculos, órganos y glándulas. La proteína también se encuentra en todos los líquidos corporales, excepto la bilis y la orina. 4- Enzimas o Catalizadores biológicos: Ayuda el Metabolismo celular (Anabolismo-Catabolismo) 5- Los Ácidos Nucleicos (ADN y ARN): Son necesarios para la transmisión de los caracteres hereditarios de progenitores a la descendencia (ADN) y para la síntesis de proteínas (ARN). Estas Biomoléculas son las más importantes por su función específica que realizan en la célula. 5 Paso 3 ¿Cuáles son las moléculas que componen a los seres humanos? La materia que compone a los seres vivos está formada en un 95% por cuatro bioelementos (átomos) que son el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, a partir de los cuales se forman las biomoléculas: Biomoléculas orgánicas o principios inmediatos: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Biomoléculas inorgánicas: agua, sales minerales y gases. ¿Cuáles son los elementos que las conforman? ¿Cómo se arreglan en el espacio? Las biomoléculas están compuestas por seis elementos que constituyen del 95 al 99% de los tejidos vivos: el carbono (C), el hidrógeno (H), el oxigeno (O), el nitrógeno (N), el azufre (S), y el fósforo (P). ¿Cómo se unen estos elementos químicos? Estos seis elementos son los principales componentes de las biomoléculas debido a que: 1. 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. 2. Permiten a los átomos de carbono la posibilidad de formar esqueletos tridimensionales –CC-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, aldehídos, cetonas, ácidos, aminas, propiedades químicas y físicas diferentes. 6 etc.) con PROTEINAS ¿Qué es un aminoácido? Un aminoácido es una familia de moléculas compuestas por un grupo amino (NH2), y un grupo carboxilo (COOH). Estas moléculas son las que forman las proteínas cuando se traduce el ARN mensajero. Tienen distintas propiedades químicas que las diferencia, y de las que depende la forma de la proteína. Estan compuestos por: -Grupo carboxilo alfa (-COOH). -Grupo amino alfa (-NH3+). -Cadenas laterales. ¿Cuántos hay? Se han descubierto más de 300, pero sólo 20 de ellos forman parte de los mamíferos y son codificados por el ADN. ¿Cuál es su función? Cada proceso de la vida depende de los aminoácidos, por ejemplo: -Enzimas y hormonas: dirigen y regulan en metabolismo -Proteína colágena: depósito de calcio en los huesos -Hemoglobina: transporta moléculas esenciales para la vida -Inmunoglobulinas: combaten bacterias y virus LIPIDOS ¿Por qué aportan energía a nuestro organismo? Los lípidos son transformados mediante el proceso digestivo en ácidos grasos y glicerina. Son alimentos con función de reserva energética. Se consumen para producir energía cuando se han agotado los glúcidos. ¿Por qué hay grasas que nos hacen daño? Las grasas que predominan en los alimentos de origen animal (carnes, huevos, panceta, lácteos enteros, helados y crema de leche) y en algunos alimentos vegetales tales como el coco, la semilla y el aceite de palma, son grasas saturadas y el peligro de consumir grasas saturadas en cantidades por encima de la recomendación, se basa en los efectos nocivos de las mismas en las arterias, en el corazón, sobre el colesterol, sobre el cáncer y la obesidad. El exceso de grasas saturadas está íntimamente relacionado con las enfermedades cardiovasculares. ¿Qué son triglicéridos y cuál es su relación con nuestra salud? 7 Los triglicéridos son el principal tipo de grasa transportado por el organismo. Recibe el nombre de su estructura química. Luego de comer, el organismo digiere las grasas de los alimentos y libera triglicéridos a la sangre. Estos son transportados a todo el organismo para dar energía o para ser almacenados como grasa. El hígado también produce triglicéridos y cambia algunos a colesterol. El hígado puede cambiar cualquier fuente de exceso de calorías en triglicéridos. CARBOHIDRATOS ¿Cómo se clasifican? Se clasifican de acuerdo a la cantidad de moléculas de azúcar o por el grupo funcional que tienen adherido. Monosacáridos: Son los que están formados por una molécula de azúcar. Disacáridos: Al hidrolizarse producen dos monosacáridos (2 moléculas de azúcar). Oligosacáridos: Al hidrolizarse se producen de tres a veinte moléculas de monosacáridos. Polisacáridos: Al hidrolizarse producen más de veinte moléculas de monosacáridos (miles de moléculas de azúcar). ¿Cómo aportan energía a nuestro organismo? Nuestro organismo los descompone en glucosa, que es el combustible que nos da la energía necesaria para realizar nuestras actividades diarias. La glucosa es la principal fuente de energía de las células, tejidos y órganos. El cuerpo puede utilizarla inmediatamente o depositarla en el hígado y en los músculos para cuando sea necesario VITAMINAS ¿Cuáles son las enfermedades causadas por la ausencia de la vitamina D? La carencia de vitamina D puede causar Osteomalacia, una enfermedad similar al raquitismo y Osteoporosis, enfermedad caracterizada por la fragilidad ósea. La falta de vitamina D puede está relacionada con la aparición de enfermedades de carácter crónico como el cáncer de ovario, cáncer de pecho, cáncer de colon y cáncer de próstata. El déficit de vitamina D puede provocar también debilidad, dolor crónico, fatiga crónica, enfermedades autoinmunes como la diabetes tipo 1 y la esclerosis múltiple, elevación de la presión arterial, enfermedades mentales, depresión, desórdenes afectivos estacionales, enfermedades del corazón, psoriasis, artritis reumatoide, tuberculosis y enfermedades inflamatorias del intestino. 8 VITAMINA A La vitamina A también se conoce como Retinol o Antixeroftálmica. La vitamina A sólo está presente como tal en los alimentos de origen animal, aunque en los vegetales se encuentra como provitamina A, en forma de carotenos. Los diferentes carotenos se transforman en vitamina A en el cuerpo humano. Se almacena en el hígado en grandes cantidades y también en el tejido graso de la piel (palmas de las manos y pies principalmente), por lo que podemos subsistir largos períodos sin su consumo. ESTRUCTURA FUNCIONES La vitamina A es necesaria para un crecimiento normal, una adecuada respuesta inmune, para la reproducción, para el desarrollo fetal y es fundamental para que se lleve a cabo correctamente el ciclo visual. VITAMINA C La vitamina C corresponde al grupo de las vitaminas hidrosolubles, y como la gran mayoría de ellas no se almacena en el cuerpo por un largo período de tiempo y se elimina en pequeñas cantidades a través de la orina. Por este motivo, es importante su administración diaria, ya que es más fácil que se agoten sus reservas que las de otras vitaminas. ESTRUCTURA Ascorbato Radical Ascorbil Dehidroascorbato 2,3 Dicetogulonato FUNCIONES Sus funciones son diversas, pero todavía no se sabe si actúa como coenzima o como cofactor. Al tener gran capacidad de captar y liberar hidrógeno (oxido-reducción), su papel en el metabolismo es de gran importancia. Es importante su función como reductora del Fe+3 a Fe+2 lo que asegura una mayor absorción a nivel del intestino. Facilita a la vez la liberación del hierro de la transferrina 9 (proteína que transporta el hierro en sangre) y también de la ferritina (una de las principales formas de almacenamiento del hierro). NUCLEICOS ¿Cuál es su importancia? Los 2 Ácidos Nucleicos (ADN y ARN) juegan un papel importante a nivel celular. El ADN se especializa en el almacenamiento y transmisión de los caracteres biológicos hereditarios (Fenotipo-Genotipo) de células progenitoras a células descendientes. Entre otras funciones, el ADN se especializa en el Control y Coordinación de todos los procesos y actividades que la célula realice. En tanto que el ARN se especializa en la Síntesis de Proteínas celulares por Transcripción (cuando el ARN m ingresa dentro del Núcleo celular y es Codificado por el ADN) y por Traducción(cuando el ARN m lleva la información al Citoplasma de la célula para que sea ejecutada en la Síntesis de proteínas que la célula lo requiera). ¿Qué funciones del organismo se asocian a ellos? Los ácidos Nucleicos ADN y ARN cumplen las siguientes funciones: El ADN participa en los Mecanismos de Genética y Herencia Celular, participa en la Transmisión de caracteres hereditarios (Fenotipo y Genotipo) de progenitores a hijos, también participa en el Control de todos los procesos celulares, en la Transcripción al ARN mensajero en el Núcleo celular. El ARN participa en la Síntesis o Biosíntesis de Proteínas celulares que se lleva a cabo en el citoplasma. 10 Paso 4 ¿Cuál es la diferencia entre las grasas saturadas y las insaturadas? Los ácidos grasos saturados tienen átomos de hidrogeno en todas las cadenas de carbono, mientras que en los insaturados hay uno o más pares de cadenas de carbonos que carecen del enlace de hidrogeno. Por regla, las grasas saturadas se conservan solidas a temperatura ambiente y las insaturadas liquidas (excepto los aceites de coco y palma). La ingestión excesiva de grasas saturadas provoca la acumulación de colesterol en las arterias, la acumulación de las grasas insaturadas no lo provoca. 11 Paso 5 ¿Cuál es la contribución de la energía de cada grupo de alimentos? Los alimentos se clasifican en función del contenido de nutrimentos, de esta manera se garantiza que se consumirá cada uno de ellos en cantidades suficientes. Los grupos son: alimentos de orígenes animales y leguminosas; cereales y tubérculos; frutas y verduras; y azúcares y grasas. La base de la alimentación, es decir, el grupo del que debemos obtener el mayor porcentaje de energía es el de los cereales y tubérculos: maíz (tortillas, por supuesto), trigo (el pan), arroz, avena, centeno, papa, camote, etc. De este grupo además de energía obtenemos algunas vitaminas y minerales, y, si son integrales, fibra, un elemento adicional de los alimentos que es importante en la prevención de enfermedades graves como el cáncer, afecciones del corazón, la diabetes y otras. Para obtener proteínas, consumimos los alimentos de origen animal y las leguminosas. Aquí consideramos a las carnes, sean de res, aves, pescado, cerdo o cualquier otro animal, además de la leche y sus derivados (con excepción de la mantequilla, la crema, el queso crema, la leche condensada), el huevo y, como leguminosas, el frijol, las lentejas, las habas, la soya, etc. La cantidad a consumir va a depender de las características de cada persona, pero es importante recalcar que deben evitarse los excesos, sobre todo de las carnes rojas, que son ricas en grasa saturada y colesterol. Las frutas y verduras, por su parte, son la principal fuente de vitaminas y minerales. Es importante consumir las de temporada e ir variándolas, tanto para hacer más atractivo su consumo como para asegurarnos de que consumimos de todas las vitaminas y de todos los minerales. El grupo de las grasas y los azúcares incluye el aceite, la crema , la manteca, la mantequilla y la margarina, el refresco, el azúcar de mesa, dulces, leche condensada, etc. Este grupo debe consumirse en forma limitada. En el caso de las grasas, lo mejor es preparar los alimentos con aceite y no con manteca. ¿Qué es una caloría? La caloría es una unidad de medida del “calor” o energía que obtenemos a través de los alimentos que ingerimos. La energía es el “combustible” del cuerpo, lo que le permite realizar actividades físicas y fisiológicas como correr y respirar. ¿Cuál es la relación de la estructura de las biomoléculas con su aporte energético? Al ingerir más energía de la necesaria, ésta se almacena en forma de grasa. El primer paso es reducir el consumo total de calorías al día. Al bajar el consumo total de calorías, hay que consumir menos de todo. También de carbohidratos. Lo que se plantea es subir el porcentaje de hidratos sobre el total del aporte energético a costa de reducir el de las grasas. 12 Paso 6 Menciona varias reacciones químicas que ocurran en nuestro organismo Cuando se come carne ocurre un proceso de putrefacción dentro de nosotros. Cuando comemos vegetales el proceso que ocurre es de fermentación. El envejecimiento es un proceso de oxidación que ocurre lentamente a lo largo de la vida.. Tomas agua y sale en forma de orina. Comes proteínas salen en forma de pelo uñas. Respiras oxigeno sale dióxido de carbono. 13 Conclusión Pues con todo lo que he investigado y descubierto llegue a la conclusión de que las biomoléculas son muy importantes ya que son esenciales en todo organismo y ser viviente ya que sin una proporción correcta de agua, sales, proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos se podrían producir fallos en nuestro sistema. Además, desde el punto de vista nutritivo, un plato será completo si aporta todos los principios inmediatos orgánicos necesarios. También los bioelementos son importantes para la vida de los seres vivos, porque forman un 95% de éstos. Los elementos básicos de la vida son el nitrógeno, carbono, oxígeno e hidrógeno. Las plantas, los animales y los humanos contienen agua como un componente inorgánico esencial para su desarrollo y existencia. 14