Composición Química del cuerpo Humano. Capítulo 1 Jorge Alberto Vásquez BSc. MSc. cPhD

Biosfera Ecosistema Comunidad (biocenosis) Población Grupo Individuo (organismo) Sistema (aparato) Órgano Tejido Célula Orgánulo Molécula Átomo La organización de los seres vivos (niveles de organización)

Unidad de composición (BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS) Formados por células: LA CÉLULA Funciones vitales: –Nutrición –Crecimiento –Relación –Reproducción Características de los seres vivos

Bioelementos –Primarios o esenciales (CHONPS) (96,6%). Forman enlaces covalentes Cadenas …C-C-C-C-C=C-C… –Secundarios (Ca, Na, K, Mg, Cl) (3,3%). Contracción muscular, sinapsis neuronal, –Oligoelementos (Fe, I, Mn, Cu, Zn,) (0,1%). Cofactores enzimáticos. Constituyentes químicos de los seres vivos Bioelementos y Biomoléculas

Los electrolitos son minerales necesarios para el correcto desarrollo de determinadas funciones de las células. Los electrolitos se ingieren principalmente con los alimentos y los líquidos de la dieta y se eliminan, en su mayor parte, a través de los riñones, pero también con el sistema digestivo y la piel. Biolementos secundarios - Los electrolitos

Electrolitos Son minerales presentes en la sangre y otros líquidos corporales que llevan una carga eléctrica. Los electrólitos afectan la cantidad de agua en el cuerpo, la acidez de la sangre (el pH), la actividad muscular y otros procesos importantes. Se pierde electrolitos cuando se suda y se debe reponerlos tomando líquidos. Los electrolitos

Electrolitos Homeostasis de líquidos Funcionamiento neuromuscular Equilibrio ácido básico Intracelular: - Cationes: Potasio, Magnesio - Aniones: Fosfatos Extracelular: - Cationes: Sodio, Calcio - Aniones: Cloro, bicarbonato Equilibrio hídrico-electrolítico El sistema urinario interviene en el equilibrio hídrico en caso de deshidratación, se intercambia agua desde el compartimiento del líq. intersticial hacia el plasma para compensar la perdida de líquido

Los electrólitos comunes abarcan: CloruroMagnesioFósforo Potasio SodioCalcio Los electrólitos se pueden medir por medio de estudios de laboratorio de la sangre de diferentes maneras. Cada electrólito se puede ordenar como un examen por aparte, como: Calcio ionizadoCalcio séricoCloruro séricoMagnesio séricoFósforo séricoPotasio séricoSodio sérico Los electrolitos

Cada electrolito está distribuido de forma diferente en el cuerpo. Algunos electrolitos predominan en las células (intracelulares), mientras que otros circulan principalmente en el flujo sanguíneo (extracelulares) y están fuera de las células. Si el cuerpo absorbe o elimina demasiados electrolitos existe un desequilibrio electrolítico (en forma de deficiencia o exceso de electrolitos). Esto significa que el equilibrio electrolítico ha sufrido un trastorno. Las causas comunes del exceso o defecto de electrolitos en el cuerpo incluyen daños renales, diarrea o vómitos. Cada electrolito está distribuido de forma diferente en el cuerpo. Algunos electrolitos predominan en las células (intracelulares), mientras que otros circulan principalmente en el flujo sanguíneo (extracelulares) y están fuera de las células. Si el cuerpo absorbe o elimina demasiados electrolitos existe un desequilibrio electrolítico (en forma de deficiencia o exceso de electrolitos). Esto significa que el equilibrio electrolítico ha sufrido un trastorno. Las causas comunes del exceso o defecto de electrolitos en el cuerpo incluyen daños renales, diarrea o vómitos. Los electrolitos

Bioelementos Secundarios (Ca, Na, K, Mg, Cl,). Constituyentes químicos de los seres vivos Calcio: Ca2+ Forma parte de los dientes y huesos y contribuye a mantenerlos sanos. Es necesario para la coagulación de la sangre. Participa en la transmisión del impulso nervioso. Tiene un papel importante en la contracción muscular. Estimulación de la secreción hormonal. Contribuye a la activación de enzimas que sirven como mediadores en diferentes reacciones químicas. Colabora en la permeabilidad de las membranas celulares para que estas puedan efectuar el intercambio de sustancias con el medio (oxígeno y nutrientes). Participa en la absorción de vitamina B12.

Constituyentes químicos de los seres vivos Bioelementos Secundarios (Ca, Na, K, Mg, Cl,). Sodio: Na+ Regulación de la presión arterial y el volumen sanguíneo. Esencial para el correcto funcionamiento de músculos y nervios Mantenimiento del potencial de membrana, al expulsarse en intercambio con el segundo electrolito en importancia, el potasio, necesario para la transmisión del impulso nervioso y para la excitabilidad normal de los músculos. Forma parte de los huesos. Participa en el equilibrio osmótico: concentración de sustancias dentro y fuera de las células. Colabora en la permeabilidad de las membranas. Regulación del transporte activo a través de las membrana celulares. Interviene en la contracción muscular. Participa en la transmisión nerviosa. Control del balance o equilibrio acido-básico metabólico.

Constituyentes químicos de los seres vivos Cloro Participa en el equilibrio osmótico: concentración de sustancias dentro y fuera de las células. Forma parte del ácido clorhídrico gástrico que participa en la digestión. Interviene en la digestión de las grasas. Participa en la transmisión del impulso nervioso Participa en el equilibrio ácido básico.

Constituyentes químicos de los seres vivos Bioelementos Secundarios (Ca, Na, K, Mg, Cl,). Potasio K+ El Potasio tiene la función de regular el equilibro hídrico en el cuerpo y contribuye a mantener el balance ácido-básico. Forma parte de los huesos. Participa en el equilibrio osmótico: concentración de sustancias dentro y fuera de las células. Interviene en la producción de proteínas a partir de sus componentes principales que son los aminoácidos. Interviene en el metabolismo de los hidratos de carbono. Colabora en la permeabilidad de las membranas. Participa en reacciones químicas. Interviene en la transmisión nerviosa. Participa en la contracción muscular. Proporciona más oxigeno al cerebro. Regula el ritmo cardiaco

Magnesio Mg+ Interviene en el mantenimiento de dientes, corazón y huesos sanos. Participa en el metabolismo energético, en la activación de enzimas que liberan glucosa. Ayuda a regular los niveles de glucosa en la sangre y en la producción de energía y proteína Favorece la formación de proteínas. Previene la osteoporosis porque ayuda a producir hormonas que aumentan la formación de hueso; Forma parte de la estructura ósea. Interviene en la contracción muscular nerviosa y en la transmisión nerviosa Constituyentes químicos de los seres vivos

SAL CAMARON QUESO LECHE YOGURT ATÚN TOMATE BACALAO POLLO LEGUMBRES PLATANO BROCOLI EN QUE ALIMENTOS PODEMOS ENCONTRARLOS

Biomoléculas Inorgánicas Agua (60-90% en seres vivos) Sales minerales Orgánicas Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos Constituyentes químicos de los seres vivos

C ; H ; O ; N ; P ; S Bioelementos

Constituyentes químicos de los seres vivos Azufre Forma parte de vitaminas (La tiamina o vitamina B1 La biotina, o vitamina B7). Es integrante de algunos aminoácidos y proteínas. Forma parte de hormonas (glucagón, insulina). Participa en el metabolismo de grasas e hidratos de carbono. PRIMARIOS O ESCENCIALES Fósforo Previene la caries dental. Forma parte de los huesos y disminuye la pérdida de masa ósea. Forma parte de las moléculas de las que se obtiene la energía a nivel celular. Forma parte del ADN y ARN que transfieren la información genética. Forma parte de las paredes celulares. Colabora en la activación de enzimas. Participa en el equilibrio ácido-base de las células. Forma parte de la vitamina B6.

¿Recuerdas Cuales son los elementos mayoritarios en un ser vivo? (Carbono) (Hidrógeno) (Oxígeno) (Nitrógeno) 99% de la masa (o peso) de un ser vivo C H O N Otros

Composición química de los seres vivos N 1,4% Nitrógeno Otros (Ca, P, Fe, k, Na…) 1%

C H O N P Moléculas orgánicas Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos (ADN) Moléculas inorgánicas Agua Sales minerales Biomoléculas Bioelementos

O H H H2OH2OH2OH2O % 100 % Mayoría absoluta: ¡entre el 50 y el 70% de nuestro peso total! (dependiendo de la edad) Si bien es posible ayunar durante un mes o más, no nos podemos privar de agua durante más de 2 a 5 días. El agua es indispensable para nuestra vida. Una pérdida del 10 al 15% puede causar la muerte. El agua en el cuerpo humano

Agua (H 2 O): Enlaces covalentes y polaridad de cargas (dipolo) por electronegatividad del oxígeno. Propiedades. Los enlaces por puentes de H condicionan propiedades: –Tensión superficial: ascenso por capilaridad (savia bruta en xilema); zapateros (Gerris sp.). –Calor específico: Regulación térmica en los organismos. –Conductividad térmica elevada (transporte rápido de calor a través de cuerpo de organismo pluricelular) –Poder disolvente (sobre sustancias iónicas y polares). El agua es un buen medio de reacción (ionización, hidrólisis). El agua y sus propiedades

Sales minerales = aniones y cationes en agua (sulfatos, fosfatos, carbonatos, sodio, potasio, calcio, etc.). PROCESOS OSMÓTICOS. –Tienen lugar a ambos lados de una membrana semipermeable (como la membrana plasmática, p. ej.). –El soluto no pasa por la membrana semipermeable (si no hay transporte activo), pero el agua difunde libremente. –Medio hipertónico, hipotónico, isotónico. –Movimientos del agua. –Estados de plasmólisis o turgencia ( forma de eritrocitos) Sales minerales y procesos osmóticos (I)

Sales minerales y procesos osmóticos (II)

Imagen 2 A B C

El pH que se considera normal en la sangre arterial es entre 7,35 y 7,45. El pH intracelular es ligeramente más bajo: alrededor de 7,2. Es precisamente por estas cifras que podemos afirmar que el pH global de nuestro organismo es ligeramente alcalino. PH

Los grupos funcionales confieren determinadas propiedades químicas a las moléculas en las que están integrados Grupos funcionales

Glúcidos (=hidratos de carbono) Grupos funcionales aldehídos o cetonas Monosacáridos (glucosa, fructosa, ribosa, desoxirribosa) Disacáridos (lactosa, sacarosa) Polisacáridos (polímeros de monosacáridos) –De reserva energética: almidón, glucógeno –Estructurales: quitina, celulosa Lípidos Grasas (llevan ácidos grasos) Fosfolípidos (llevan ácidos grasos, glicerina y PO 4 3- ) Terpenos (carotenos –β-caroteno--, mentol…) Esteroides (colesterol, testosterona, estrógenos, ecdisona) Proteínas Polímeros de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos Clasificación según función: estructurales (colágeno), transportadoras (hemoglobina), hormonales (insulina), inmunológicas (inmunoglobulinas), enzimáticas (pepsina) Ácidos nucléicos Polímeros de nucleótidos (= nucleósidos fosfato) Nucleótido = monosacárido (ribosa/ARN, desoxirribosa/ADN), + base nitrogenada (A, G, C, T, U) + PO 4 3- hidrógeno oxígeno fósforo RECUERDA: Los aminoácidos no son proteínas, pero sí forman parte de ellas Biomoléculas orgánicas

Glúcidos

ribosa Un componente del almidón: la amilosa Unidades de glucosa en la amilosa Glúcidos glucosa Proyección de Haworth

Lípidos Acido esteárico

Lípidos

Esteroides Membrana plasmática Cara externa Cara interna Lípidos

Proteínas

Hemoglobina Aquí va el oxígeno Cadena de aminoácidos Para que los monómeros (aminoácidos) se polimericen (polipéptidos o proteínas), ha de realizarse enlaces peptídicos Dos formas diferentes de representar las proteínas Una proteína de n aminoácidos contendrá n-1 enlaces peptídicos Proteínas

Ácidos nucléicos

Un nucleótido, monómero del ARN ¿Desoxirribosa? ¿Ribosa? El ARN-t interviene en la síntesis de proteínas Filamento de ADN con varios puntos de replicación Grupos funcionales fosfato y amino Superenrollamiento del ADN Ácidos nucleicos