BASES QUIMICAS DE LA VIDA

Bioelementos o Elementos Biogenésicos

La palabra “Biogenesicos” se deriva de los vocablos “Bios = Vida” y “Genésicos = Inicio o Formación” que quiere decir “El inicio o formación de la vida”. Los bioelementos son aquellos que se encuentran presentes en los seres vivos, fundamentales para la vida. Las células están constituidas por cuatro elementos primarios que son: Carbono (C), Hidrogeno (H), Oxígeno (O), Nitrógeno (N), Fósforo (P) y el Azufre (S), estos dos con menor prevalencia. Todos estos elementos se conocen como CHONSP. Sin embargo, hay compuestos con C que no se consideran orgánicos a pesar de estar compuestos por carbono, tales como el diamante o el carbonato de calcio, que se consideran inorgánicos por su apariencia.

Subdivisión de los Bioelementos

Bioelementos Primarios

Son aquellos elementos indispensables para formar las biomoléculas orgánicas (Carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos); constituyen el 96% de la materia viva que no se encuentra en estado líquido. Ellos son: C, H, O, N, S, P.

Carbono (C) (20%)

Es un elemento de número atómico 6 y símbolo C. es solido a temperatura ambiente y tiene distintas formas alotrópicas, en forma de grafito o diamante. Es pilar básico de la química orgánica formando todos los seres vivos conocidos. Tiene 4 electrones en su última capa lo cual le permite formar compuestos con diversos elementos y moléculas, a través de enlaces covalentes sencillos, dobles o triples. (Alcanos, Alquenos y Alquinos). Forman grandes cadenas, ya sea en forma lineal, ramificada o anillos. En la molécula de metano, CH4 (combustible gaseoso que constituye el principal componente del gas natural), los dos electrones internos del átomo de C, no participan en los enlaces y constituyen una nube pasiva. En cambio, los cuatro electrones de dicho átomo se mueven en el espacio formando una nube activa.

 

Hidrogeno (H) (10%)

Es uno de los gases que componen la atmosfera y su proporción es de 0.55 ppm, es decir muy baja. Difícilmente se presenta como un solo átomo de H, pues debido a su único electrón disponible, conforma fácilmente una molécula (H2), con otro átomo de H. es incoloro, inodoro, insípido, no metálico y altamente inflamable. Es el elemento químico más ligero y más abundante, constituyendo el 73,9% de la materia visible del Universo, siendo fuente y origen de millones de estrellas y elementos como el deuterio y el helio. El hidrogeno hace parte del agua, fundamental para los organismos vivos. Es parte fundamental de los hidrocarburos y forma el tipo de enlaces más común de la naturaleza que son los puentes de hidrogeno.

Oxígeno (O) (65%)

Es un gas diatómico, O2, a temperatura ambiente y es indispensable para los organismos aerobios para su respiración celular y obtención de energía. Es incoloro, inodoro e insípido y compone el 65% en los seres vivos. El oxígeno se crea en la fotosíntesis de las plantas y participa en la conversión de nutrientes en energía (ATP). Su disminución provoca hipoxia y la falta total de él, anoxia. Ambas son situaciones que pueden provocar la muerte del organismo.

 

Nitrógeno (N) (3%)

En condiciones normales forma un gas diatómico, N2, que constituye el 78% del aire y el 3% de la materia viva. Las leguminosas y algas son las únicas que pueden absorber el nitrógeno directamente del aire. Se transforma en amoniaco y luego en nitrato por bacterias que viven simbióticamente en sus raíces. Este forma aminoácidos, y proteínas, que se incorporan a la cadena trófica. Es parte del ADN y ARN por las bases nitrogenadas que los conforman.

 

Azufre (S) (-1%)

Es un no metal abundante con un olor fétido. El azufre se encuentra en regiones volcánicas y en sus formas reducidas formando sulfuros o en sus formas oxidadas como sulfatos. Es esencial para todos los organismos y forma aminoácidos y proteínas. Se usa principalmente como fertilizante pero también en la fabricación de pólvora, laxantes, fosforo e insecticidas. Se encuentra sobre todo como radical sulfhídrico (-SH) formando parte de muchas proteínas, donde crean enlaces disulfuro esenciales para la estabilidad de la estructura terciaria y cuaternaria de las proteínas.

  

Fósforo (P) (-1%)

Se encuentra en la naturaleza combinado en fosfatos inorgánicos y en organismos vivos pero nunca en estado natural como elemento. Es muy reactivo y se oxida espontáneamente con el oxígeno atmosférico, emitiendo luz. El fosforo común es un sólido de color blanco, pero en su forma pura es incoloro, tiene un olor desagradable y emite luz por fosforescencia. Se encuentra en pequeñas cantidades en el semen, lo cual hace que este fluido resalte en un color notable ante la luz ultravioleta, está presente en los huesos y dientes de los animales. Tiene un papel esencial en procesos del organismo como: el metabolismo y la fotosíntesis.

Bioelementos Secundarios

Indispensables

Sal Mineral	Función	Signos de Carencia
Sodio (Na)	Mantiene el equilibrio de agua en el organismo. Participa en el funcionamiento neuronal, en la contracción muscular.	Mareos, baja de presión sanguínea, pulso rápido, apatía mental, calambres, nauseas, vómitos.
Potasio (K)	Participa en el ingreso de nutrientes a la célula, en la salida de desechos. Interviene en el funcionamiento cardiaco. Mantiene el equilibrio en el cuerpo.	Latidos cardiacos rápidos e irregulares, debilidad muscular, nauseas, vómitos, diarrea, confusión.
Calcio (Ca)	Corazón y nervios sanos. Coagulación de la sangre, contracción muscular, mejora la salud de la piel, huesos y dientes.	Calambres, temblores, dolor articular, enlentecimiento dela coagulación.
Magnesio (Mg)	Está presente en la mayoría de alimentos, esencial para el metabolismo humano. Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones químicas del organismo.	La deficiencia en especial en alcohólicos produce temblores y convulsiones. Calambres en las piernas, dolores de los pies, tics musculares. Pérdida de apetito, nauseas, vomito, fatiga, debilidad.
Cloro (Cl)	Transporte de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre, ayuda al mantenimiento del PH del jugo digestivo, facilita la eliminación de toxinas por el hígado.	Disminución de en la producción de ácido clorhídrico en la pared gástrica,  debilidad muscular.

 

Los iones de sodio y potasio son fundamentales en la transmisión del impulso nervioso. El calcio en forma de carbonato forma caparazones de moluscos y esqueleto de muchos animales. El calcio actúa en los mecanismos de contracción muscular, la permeabilidad de las membranas, desarrollo de los huesos y coagulación de la sangre.

Variables u oligoelementos

Están presentes en algunos seres vivos en un 0.05% a 1%.
 

Principales bioelementos secundarios variables:
Boro (B)	Mantenimiento de la estructura de la pared celular en los vegetales.
Cromo (Cr)	Potencia la acción de la insulina y favorece la entrada de glucosa a las células. Su contenido en los órganos del cuerpo decrece con la edad.
Cobalto (Co)	Componente central de la vitamina B12, necesario en la síntesis de hemoglobina.
Cobre (Cu)	Estimula el sistema inmunitario.
Flúor (F)	Se acumula en huesos y dientes dándoles una mayor resistencia.
Hierro (Fe)	Está en la molécula de hemoglobina y en los citocromos que forman parte de la cadena respiratoria. Su facilidad para oxidarse le permite transportar oxígeno a través de la sangre combinándose con la hemoglobina para formar la oxihemoglobina. Se necesita en cantidades mínimas porque se reutiliza, no se elimina. Su falta provoca anemia.
Manganeso (Mn)	Su papel es tanto estructural como enzimático.
Molibdeno (Mo)	Se encuentra en una cantidad importante en el agua de mar en forma de molibdatos (MoO4-2), y los seres vivos pueden absorberlos fácilmente de esta forma. Tiene la función de transferir átomos de oxígeno al agua.
Selenio (Se)	El dióxido de selenio es un catalizador adecuado para la oxidación, hidrogenación y deshidrogenación de compuestos orgánicos.
Vanadio (V)	Es un elemento esencial en algunos organismos. En humanos no ésta demostrada su esencialidad, aunque existen compuestos de vanadio que imitan y potencian la actividad de la insulina.
Yodo (I)	Es un elemento químico esencial. La glándula tiroides fabrica las hormonas tiroxina y triyodotironina, que contienen yodo.
Zinc (Zn)	Interviene en el metabolismo de proteínas y ácidos nucleicos, estimula la actividad de aproximadamente 100 enzimas, colabora en el buen funcionamiento del sistema inmunitario, es necesario para la cicatrización de las heridas, interviene en las percepciones del gusto  y el olfato y en la síntesis del ADN.

 

Recuerda: los elementos son fundamentales para el desarrollo, crecimiento y metabolismo de los organismos vivos. Aunque existen algunos más indispensables que otros, la mayoría intervienen en algún proceso o funciones vitales.