carrera de entrenador de fútbol primer año

CARRERA DE ENTRENADOR DE FÚTBOL
PRIMER AÑO
MATERIA: BIOLOGÍA
CLASE Nº 1
Introducción a las Ciencias Biológicas
Estructura de la materia
EL AGUA
Biomoléculas
DEPARTAMENTO ACADÉMICO
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Programa
Clase Nº 1: Introducción a las Ciencias Biológicas. Hidratos de Carbono, Lípidos,
Proteínas y Ácidos Nucleicos
Estructura de la Materia, EL AGUA: propiedades, importancia para la vida, Biomoléculas,
Hidratos de Carbono: fuente de energía inmediata, reserva energética a corto plazo, función,
ubicación, nutrición, propiedades, Diabetes. Los lípidos: grasas y aceites, ubicación, función
en la célula, diferencias, reserva energética a largo plazo. Proteínas: aminoácidos, estructura,
función fabricación, nutrición, proteínas globulares y fibrosas, Queratina; Colágeno y
Hemoglobina. Ácidos nucleicos, ADN, ubicación, estructura, función. Vitaminas en los
alimentos.
Clase Nº 2: Introducción a las Células
La célula: teoría celular, organización celular, tamaño y forma celular, límites celulares y
subcelulares. Comunicación célula-célula: neurotransmisores y hormonas. Metabolismo:
síntesis y degradación. Fisiología celular: glucólisis y respiración celular. Niveles de
organización, tejidos, órganos y aparatos.
Clase Nº 3 : Circulación, nutrición y respiración
Aparato digestivo. Generalidades. Anatomía. Fisiología. Órganos complementarios: Hígado,
función, manutención de la glucosa sanguínea, nutrición y malnutrición. Los alimentos y la
digestión. Metabolismo. Nutrición.
Aparato respiratorio. Anatomía. Fisiología, el camino del aire, intercambio gaseoso.
Sangre, composición y función, circulación pulmonar y sistémica. Vasos sanguíneos: venascapilares-arterias. El corazón, sístole y diástole, circuito mayor y menor.
Clase Nº 4: Aparato Locomotor
Los huesos: la columna vertebral, extremidades superiores. Articulaciones: flexión, extensión
y rotación Músculos: estructura de los músculos; musculatura lisa, estriada y cardiaca;
músculos esqueléticos: propiedades, músculos posteriores del tronco, de las extremidades
superiores e inferiores, del muslo y de la pierna; músculos viscerales, propiedades; músculo
cardiaco, propiedades.
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CLASE Nº 1
INTRODUCCIÓN A LAS CIENCIAS BIOLÓGICAS
Estructura de la Materia
La materia, incluso la que constituye los organismos más complejos, está constituida por
combinaciones de 104 elementos (átomos), muchos son muy conocidos, como el carbono,
que se encuentra en forma pura en el diamante y en el grafito; el oxígeno, abundante en el
aire que respiramos; el calcio, cáscaras de huevo, huesos y dientes, y el hierro, que es el
metal responsable del color rojo de nuestra sangre.
Las sustancias formadas por átomos de dos o más elementos diferentes, se conocen como
compuestos químicos.
Los seres vivos están constituidos por los mismos componentes químicos que las cosas sin
vida, y obedecen a las mismas leyes físicas y químicas. Seis elementos: carbono, hidrogeno,
nitrógeno, oxigeno, fósforo y azufre (C, H, N, O, P y S) constituyen el 99% de toda la materia
viva. En cualquier organismo, los átomos que lo constituyen se combinan entre sí de forma
muy específica.
EL AGUA
El agua es el líquido más común de la superficie terrestre, es el componente principal de
todos los seres vivos y es utilizada para transportar gran cantidad de sustancias, regular la
temperatura corporal, eliminar sustancias toxicas y participa de numerosas reacciones
químicas incluso en aquellas que están relacionadas con la obtención de energía, etc.
La estructura de la molécula de agua está dada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de
oxígeno que se mantienen unidos. Aunque las uniones entre moléculas son débiles -se
rompen y se vuelven a formar continuamente- la fuerza total de las uniones que mantienen a
las moléculas juntas es muy grande dándole las propiedades que todos conocemos, la mas
común de ellas es la de estar en estado liquido a temperatura ambiente
En ambos modelos, el átomo de
oxígeno está representado por la
esfera roja y los átomos de
hidrógeno por las esferas azules.
El agua esta presente no solamente en los mares, ríos y los lugares más comunes sino
también dentro de los frutos, carnes crudas y demás alimentos. Es por eso que ingerimos
agua no solamente cuando la bebemos sino también cuando nos alimentamos.
La molécula de agua es polar, es decir tiene dos polos, donde una zona es débilmente
negativa y otra es débilmente positiva igual que en una pila; en consecuencia, esto es lo que
forma los enlaces débiles entre sus moléculas.
Los puentes de hidrógeno determinan muchas de las propiedades del agua. Entre ellas están:
estar liquida a temperatura ambiente, disolver y transportar gran cantidad de cosas, su
viscosidad, temperatura a la que se evapora (100 ºC) o se congela (o ºC). Todas ellas son
fundamentales para los seres humanos dado que el 70% aproximadamente de nuestro
cuerpo esta formado por agua
También debido a su polaridad el agua es un buen elemento que permite disolver numerosas
moléculas polares, en otras palabras el agua es un muy buen solvente polar. Las moléculas
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que se disuelven fácilmente en agua se conocen como hidrofílicas. Las moléculas de agua, a
raíz de su polaridad, no disuelven moléculas no polares como grasas y aceites. Las
moléculas que no son disueltas en una solución acuosa se conocen como hidrofóbicas.
Bíomoleculas
En los organismos se fabrican cuatro tipos diferentes de moléculas en gran cantidad:
azucares, lípidos (grasas y aceites), proteínas y nucleótidos. Todas estas moléculas
contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Además, las proteínas contienen nitrógeno y azufre,
y los nucleótidos, así como algunos lípidos, también contienen nitrógeno y fósforo.
El carbono es singularmente adecuado para este papel central, por el hecho de que es el
átomo más liviano capaz de formar múltiples enlaces. A raíz de esta capacidad, el carbono
puede combinarse con otros átomos de carbono y con átomos distintos para formar una gran
variedad de cadenas fuertes. Las moléculas orgánicas (aquellas que están formadas por
átomos de carbono) deben su formas tridimensionales a sus esqueletos de carbono. Sin
embargo, muchas de sus propiedades específicas dependen del resto de los átomos que el
carbono tenga unido.
En términos del papel biológico del carbono, es de gran importancia que sus átomos pueden
formar enlaces entre sí y así, formar cadenas largas.
Las biomoléculas que veremos a continuación serán Los carbohidratos, los lípidos, las
proteínas y los nucleótidos.
™ Hidratos de Carbono
Los Hidratos de carbono son también llamados, carbohidratos, glúcidos o azucares, son
sustancias fundamentales como fuente de energía en la mayoría de los seres vivos. Los
carbohidratos pueden ser moléculas pequeñas, aunque también hay moléculas más grandes
y complejas. Existen tres tipos principales de carbohidratos, clasificados de acuerdo con el
número azúcares que contienen.
Los monosacáridos o azucares simples son como los eslabones de una cadena. El más
común de todos es la Glucosa, ésta está presente en el azúcar de mesa, frutas, verduras, etc.
Otro azúcar simple es la Fructosa y es llamada de esta forma dada su abundancia en casi
todas las frutas, algunas en mayor concentración y otras en menor.
Los monosacáridos pueden combinarse para formar disacáridos ("dos azúcares"). Por
ejemplo la Lactosa forma parte de la leche y está formada por la unión de una glucosa y una
galactosa. La Sacarosa formada por la unión de una glucosa y una fructosa, la consumimos
todos los días cada vez que utilizamos azúcar, en el café, las gaseosas, galletitas, tortas, etc.
Por otro lado los polisacáridos (cadenas de muchos monosacáridos) están presentes en los
animales y vegetales. En los animales, entre los cuales esta incluido el hombre, está el
Glucógeno. Este está compuesto por la unión de muchas glucosas. Es por eso que cuando el
cuerpo tiene muy elevado el nivel de glucosa en la sangre, fabrica mucha cantidad de
glucógeno que almacena en los músculos y en el hígado. En los momentos donde el nivel de
glucosa es bajo, el cuerpo comienza a consumir el glucógeno cortando cada una de las
glucosas que lo componen y liberando cada glucosa a la sangre. De esta forma mantiene el
nivel de glucosa constante. Esto es fundamental dado que hay órganos, por ejemplo el
cerebro, que tienen a la glucosa como único alimento y no pueden realizar sus funciones sin
este azúcar.
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EL almidón es el azúcar más abundante en la alimentación y es de origen vegetal, es decir: lo
ingerimos cuando comemos diferentes vegetales y también lo encontramos en los granos de
cereales, semillas, raíces, tubérculos y diferentes harinas.
La Insulina, es un mensajero químico liberado por un órgano llamado páncreas. Este
mensajero es el que le da la señal a las células para que permita la entrada de glucosa al
interior. Sin este mensajero habría mucha glucosa circulando pero las células morirían de
hambre. La Diabetes es una enfermedad muy compleja dado que el organismo tiene dificultad
para fabricar la Insulina o bien la Insulina que fabrica no es de buena calidad por lo que en
estos casos, la cantidad de glucosa que hay en la sangre es elevada pero las células del
cuerpo no la pueden utilizar. Por otro lado los elevados niveles de glucosa en sangre pueden
volverse tóxicos y causan diversos daños, entre ellos, al sistema nervioso. Es por eso que las
personas que padecen esta enfermedad deben controlar la cantidad de azúcar que ingieren
en sus comidas.
™ Los lípidos
Los lípidos son un grupo de sustancia que no se disuelven en agua. Típicamente, son
moléculas de almacenamiento de energía a largo plazo, usualmente en forma de grasa o
aceite. Algunos lípidos, sin embargo, desempeñan papeles principales como "mensajeros"
químicos, tanto dentro de las células como entre ellas estos, son llamados: hormonas, estas
también cumplen funciones de estructura, como en el caso de los fosfolípidos (un lípido unido
a un átomo de fósforo) y ceras
Los humanos sólo tenemos una capacidad limitada para almacenar azucares, cuando ya no
es posible almacenar mas azucares en forma de glucógeno comenzamos a fabricar grasas.
Por otro lado cuando el cuerpo necesita energía y no alcanza con la ingestión de comida, las
grasas son consumidas para obtener energía. Es decir: que nuestro cuerpo, en actividad
consume primero la glucosa, cuando ésta se agota (luego de los primeros minutos de la
actividad) comienza a utilizar el glucógeno y una vez consumido este… recién allí recurrirá a
las grasas. De esta forma las grasas sirven como una reserva de energía a largo plazo, es
decir, puede ser acumulada indefinidamente en nuestro cuerpo y utilizadas cuando se realice
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actividad física o cualquier otra actividad que requiera gran cantidad de energía durante un
tiempo prolongado.
Una molécula de grasa está formada por tres ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol
un tipo de alcohol, a esta molécula la llamamos triglicérido. En promedio, las grasas producen
aproximadamente 9,3 kilocalorías por gramo, en comparación con las 3,79 kilocalorías por
gramo de azúcar, o las 3,12 kilocalorías por gramo de proteína. Las grasas almacenan seis
veces más energía por gramo que el glucógeno. Es por eso también que una persona debe
realizar un esfuerzo mucho mayor para consumir grasas que para consumir glucosa. En otras
palabras, si uno ingiere algún tipo de alimento rico en grasa este le brindará 3 veces mas
energía que uno (cuyo peso sea igual) rico en hidratos de carbono. Pero la ventaja de los
alimentos ricos en hidratos de carbono es que la energía que almacena puede ser usada
mucho mas rápidamente que la que esta contenida en los lípidos. Es por eso que los
deportistas consumen pastas (ricas en almidón) antes de alguna competencia. De esta forma
se aseguran quizás menos energía que con lípidos pero mucho más rápidamente
Una característica de la grasa que se encuentra debajo de la piel, es que sirve como aislante
térmico y como una protección frente a los golpes.
Existe otra familia de lípidos como el colesterol que es conocida como esteroides, en ellas
también están incluidas algunas hormonas sexuales como por ejemplo la testosterona.
Aunque los esteroides no se parecen a las grasas en cuanto a su forma, se los agrupa con
ellos porque no se disuelven en agua. El colesterol lo ingerimos con los alimentos solo de
origen animal principalmente en la carne, el queso y las yemas de huevo. Altas
concentraciones de colesterol en la sangre están asociadas con enfermedades como
aterosclerosis, en la cual el colesterol se encuentra en el interior de los vasos sanguíneos
disminuyendo la cantidad de sangre que llega al cerebro.
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En referencia a los vegetales, la sustancia de reserva a largo plazo fabricada por estos
también son lípidos y los conocemos como aceites. Los aceites son extraídos de las semillas
y los frutos como por ejemplo el aceite de oliva, maíz, soja, etc.
™ Proteínas
Están formadas por una combinación de veinte aminoácidos diferentes. Los aminoácidos son
como los ladrillos que forman las proteínas. Las proteínas tienen funciones estructurales, de
transporte, enzimáticas (aceleran reacciones biológicas) y forman canales en las células.
La unión de aminoácidos es llamada enlace peptídico. El conjunto de varios aminoácidos
unidos forman un Péptido.
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La secuencia de aminoácidos se conoce como estructura primaria de la proteína y de acuerdo
con esa secuencia, la molécula puede adoptar una entre varias formas. Los puentes de
hidrógeno entre los aminoácidos que forman la proteína tienden a plegar la cadena. A este
tipo de plegamiento se lo llama estructura secundaria. Esta puede adoptar dos formas
diferentes: hélice alfa o la hoja plegada beta. Las interacciones entre los aminoácidos también
dan como resultado un plegamiento en una estructura terciaria, que a menudo es de forma
globular. Por otro lado una estructura terciaria también puede dar una proteína del tipo
fibrosa.
Las proteínas como el colágeno y la queratina que desempeñan diversos papeles
estructurales forman parte de huesos y uñas. Estas le dan soporte, rigidez y estructura a
estos tejidos y son llamadas Proteínas Fibrosas. Otro tipo de proteínas llamadas Globulares,
tienen funciones de regulación de la velocidad de procesos biológicos, otra función es la de
transportar diferentes sustancias. Un ejemplo es la hemoglobina, la molécula transportadora
de oxígeno de la sangre, compuesta de cuatro cadenas, cada una unida a un grupo que
contiene hierro.
La sustitución de un determinado aminoácido por otro en una de las cadenas altera la
superficie de la molécula, produciendo una enfermedad grave, en ocasiones fatal, conocida
como anemia falciforme
Los músculos están formados por proteínas fibrosas. El cuerpo ingiere proteínas en los
alimentos como por ejemplo la carne. Estos alimentos son degradados y nuestro cuerpo
aprovecha los aminoácidos allí presentes para fabricar las proteínas que necesita. Es por eso
que aquellas personas que necesiten aumentar o mantener su musculatura deberán ingerir
una dieta rica en carnes ya que la carne que consumimos no es más que musculatura de
otros animales y en consecuencia rica en proteínas. De esa forma aprovechará los
aminoácidos para fabricar nuevas proteínas.
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Modelo de una proteína Globular
Modelo de una proteína Fibrosa
™ Ácidos nucleicos
Los ácidos nucleicos son los componentes del material genético o ADN. EL ADN está ubicado
en el núcleo de las células. Contienen la información acerca de las características como
nuestra altura, color de pelo, de ojos etc. Es una especie de huella digital que nos identifica y
se transmite de una generación a otra, es decir de padres a hijos. La información de las
estructuras de la enorme variedad de proteínas que se encuentran en el organismo está
escrita en forma de código en moléculas conocidas como ácidos nucleicos. Los ácidos
nucleicos que forman el ADN pueden ser de cuatro tipos diferentes y se los denominan
Adenina, Citosina, Guanina y Timina, sus formas abreviadas son A, C, G, T.
EL ADN tiene esta formado por dos hileras de nucleótidos de forma superenrollada. Pero el
orden de los nucleótidos no es al azar. Una hebra es la que se llama codificante y es la que
porta la información genética mientras que la otra se enfrenta de la siguiente forma: las A se
enfrenta con las T y las C con las G. De modo tal que tendremos, por ejemplo la siguiente
secuencia:
AAAACGCGTTGAC……………..
TTTTGCGCAACTG………………
Se estima que el genoma (es decir toda la información contenida en una célula humana)
humano tiene alrededor de 3.000 millones de pares de nucleótidos. Por otro lado si
tomáramos el ADN de una sola célula y lo extenderíamos, este tendría aproximadamente dos
metros de largo. Pero si unimos todas las moléculas de ADN que pose una persona, esta
SUPERMOLECULA podría dar vuelta a la tierra sobre el Ecuador.
Cuando una célula sexual masculina (espermatozoide) fecunda a una célula sexual femenina
(óvulo), la información genética de ambas personas se combina para formar un nuevo
individuo. Este nuevo individuo tendrá algunas características heredadas del padre mientras
que otras serán heredadas de la madre.
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Los nucleótidos, además de su papel en la formación de los ácidos nucleicos, tienen otra
función independiente y vital para la vida celular. Cuando un nucleótido se modifica por la
unión de dos grupos fosfato, se convierte en un transportador de energía, necesario para que
se produzcan numerosas reacciones químicas celulares dado que la energía no puede viajar
libremente. Necesita un transportador que puede llevarla de donde se fabrica hasta donde se
utiliza. Este transportador es el Adenosin Trifosfato o ATP. El ATP es un ácido nucleico que
interviene en casi todos los procesos biológicos.
™ Vitaminas en los alimentos
Las vitaminas son sustancias orgánicas que NO son consideradas biomoleculas que están
presentes en pequeñas cantidades, en los alimentos naturales, por ejemplo: frutas, verduras,
leche y pescado. Se trata de compuestos orgánicos específicos que actúan en procesos
metabólicos necesarios para el buen funcionamiento del organismo. Se han identificado unas
13 vitaminas, que se clasifican en dos grupos, según sean solubles en agua (hidrosolubles) o
en lípidos (liposolubles). Sólo una de éstas -la vitamina D- es fabricada por el ser humano a
partir de ciertos lípidos cuando sobre la piel incide luz solar en especial con aquellos rayos
llamados ultravioletas (UV).
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Las vitaminas actúan mayoritariamente como sustancias que permiten o facilitan la función de
las enzimas o forman parte de éstas. Un rol adicional fundamental de las vitaminas consiste
en la aceleración y regulación de las reacciones químicas fundamentales.
La falta de vitaminas es llamado hipovitaminosis, mientras que el exceso de vitaminas es
llamamos hipervitaminosis. La hipovitaminosis más conocida se relaciona con las vitaminas
C: La falta de esta vitamina produce una enfermedad conocida como escorbuto, Esta
enfermedad era característica de los marineros que realizaban largas travesías producida por
su mala alimentación y la baja ingesta de frutas y verduras. Esto lo manifestaban con encías
sangrantes, la caída de dientes, la cicatrización lenta de las heridas y, en casos graves, la
muerte.
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