Los fenómenos químicos ocurren todo el tiempo en Los fenómenos químicos ocurren todo el tiempo en nuestro cuerpo: cuando se levanta una pierna, cuando nuestro cuerpo: cuando se levanta una pierna, cuando se come una galleta, cuando se respira, cuando se se come una galleta, cuando se respira, cuando se piensa e incluso cuando se descansa. En general, los piensa e incluso cuando se descansa. En general, los organismos vivos no podrían existir si en su interior no organismos vivos no podrían existir si en su interior no ocurrieran las transformaciones químicas que les ocurrieran las transformaciones químicas que les permiten obtener energía para realizar sus funciones y permiten obtener energía para realizar sus funciones y transformar los nutrientes que reciben del exterior en transformar los nutrientes que reciben del exterior en sustancias necesarias para su crecimiento y sustancias necesarias para su crecimiento y reproducción. reproducción.

La La fotosíntesis,fotosíntesis, la la respiraciónrespiración y la y la digestióndigestión de de

los alimentos son solo algunos de los fenómenos que los alimentos son solo algunos de los fenómenos que los químicos han analizado con detenimiento. los químicos han analizado con detenimiento. Muchos otros todavía son desconocidos para los Muchos otros todavía son desconocidos para los científicos y, en algunos casos, apenas se inicia su científicos y, en algunos casos, apenas se inicia su estudio.estudio.

El conocimiento que se tiene de los procesos El conocimiento que se tiene de los procesos químicos que ocurren en los seres vivos ha químicos que ocurren en los seres vivos ha permitido, entre otras cosas detectar la causa de permitido, entre otras cosas detectar la causa de muchas enfermedades y encontrar los muchas enfermedades y encontrar los medicamentos adecuados para su cura, mejorar las medicamentos adecuados para su cura, mejorar las cosechas y se ha llegado hasta a modificar la cosechas y se ha llegado hasta a modificar la información genética de algunos organismos.información genética de algunos organismos.

Desde la época primitiva hasta nuestros días, la Desde la época primitiva hasta nuestros días, la humanidad ha utilizado materiales y sustancias para humanidad ha utilizado materiales y sustancias para construir herramientas y satisfacer sus necesidades construir herramientas y satisfacer sus necesidades de alimentación, vestido y vivienda, entre otras. de alimentación, vestido y vivienda, entre otras.

En un principio los hombres tomaron los materiales En un principio los hombres tomaron los materiales tal como los encontraban en la naturaleza: con tal como los encontraban en la naturaleza: con piedras hicieron sus herramientas, con pieles de piedras hicieron sus herramientas, con pieles de animales su ropa, con ramas y troncos sus casas, etc.animales su ropa, con ramas y troncos sus casas, etc.

Posteriormente, el ser humano transformó los Posteriormente, el ser humano transformó los materiales. Así, aprendió a hacer hilos y telas con la materiales. Así, aprendió a hacer hilos y telas con la lana o con fibras vegetales y a extraer metales.lana o con fibras vegetales y a extraer metales.

En la actualidad la humanidad no solo utiliza los En la actualidad la humanidad no solo utiliza los materiales que se encuentran en la naturaleza, sino que materiales que se encuentran en la naturaleza, sino que ha desarrollado conocimientos científicos y tecnológicos ha desarrollado conocimientos científicos y tecnológicos que le permiten que le permiten crear nuevos materiales.crear nuevos materiales.

Los químicos han creado cientos de materiales que Los químicos han creado cientos de materiales que nunca han existido en la naturaleza. Basta con mirar a nunca han existido en la naturaleza. Basta con mirar a nuestro alrededor, en el hogar, en los centros de trabajo nuestro alrededor, en el hogar, en los centros de trabajo o en la calle para observar la diversidad de materiales o en la calle para observar la diversidad de materiales sintéticos.sintéticos.

Algunos de los logros en la obtención de nuevos Algunos de los logros en la obtención de nuevos materiales son los siguientes: materiales son los siguientes:

PlásticosPlásticos,, cuyas aplicaciones son numerosas. cuyas aplicaciones son numerosas. PegamentosPegamentos para papel, madera, vidrio, cerámica e para papel, madera, vidrio, cerámica e

incluso metal.incluso metal. AleacionesAleaciones de metales cada vez más fuertes y más de metales cada vez más fuertes y más

livianas según el uso al que se destinen.livianas según el uso al que se destinen.

Materiales SintéticosMateriales Sintéticos que se utilizan para construir que se utilizan para construir partes del cuerpo, como corneas, válvulas del partes del cuerpo, como corneas, válvulas del corazón, huesos, dientes y hasta corazones.corazón, huesos, dientes y hasta corazones.

Materiales que se usan para almacenar y transmitir Materiales que se usan para almacenar y transmitir información como los información como los circuitos integradoscircuitos integrados de de silicio que usan las computadoras y la silicio que usan las computadoras y la fibra óptica.fibra óptica.

Marcapaso para regular el ritmo del corazón.

Cabeza de fémur para cadera artificial

La química ha hecho posible el desarrollo de la La química ha hecho posible el desarrollo de la industria farmacéutica para producir industria farmacéutica para producir innumerables medicamentos que sirven para el innumerables medicamentos que sirven para el tratamiento de las enfermedades. Día a día se tratamiento de las enfermedades. Día a día se sintetizan sintetizan analgésicos, antibióticos y drogas analgésicos, antibióticos y drogas terapéuticas.terapéuticas.

Los químicos utilizan los siguientes Los químicos utilizan los siguientes procedimientos para elaborar fármacos eficaces: procedimientos para elaborar fármacos eficaces:

Primero aíslan y purifican la sustancia química Primero aíslan y purifican la sustancia química que se encuentra en la naturaleza y que es capaz que se encuentra en la naturaleza y que es capaz de curar una enfermedad. Así por ejemplo, se de curar una enfermedad. Así por ejemplo, se aisló la penicilina del hongo que la producía.aisló la penicilina del hongo que la producía.

Luego, determinan la composición y su estructura Luego, determinan la composición y su estructura química. Después, investigan como sintetizarlo y química. Después, investigan como sintetizarlo y encuentran una manera económica de producirlo.encuentran una manera económica de producirlo.

Por último, pueden cambiar la composición del Por último, pueden cambiar la composición del compuesto original para mejorarlo.compuesto original para mejorarlo.

Los medicamentos son producidos por la industria química farmacéutica.

Uno de los objetivos de los químicos es saber Uno de los objetivos de los químicos es saber de qué están formados los materiales que se de qué están formados los materiales que se encuentran a nuestro alrededor. Los alimentos encuentran a nuestro alrededor. Los alimentos y su conservación son parte importante de su y su conservación son parte importante de su estudio. Los químicos han analizado con detalle estudio. Los químicos han analizado con detalle su composición y, gracias a su trabajo, su composición y, gracias a su trabajo, podemos conocer con bastante precisión lo que podemos conocer con bastante precisión lo que comemos. Todo esto nos muestra su comemos. Todo esto nos muestra su preocupación por el cuidado y la salud de la preocupación por el cuidado y la salud de la población.población.

Algunos datos aportados por Algunos datos aportados por la química a partir del la química a partir del análisis de los alimentos análisis de los alimentos son los siguientes: son los siguientes:

Los alimentos son mezclas Los alimentos son mezclas de varias sustancias, de varias sustancias, llamadas nutrientes.llamadas nutrientes.

Los principales nutrientes Los principales nutrientes son los son los carbohidratoscarbohidratos, las , las grasasgrasas, las , las proteínasproteínas, , vitaminasvitaminas y y sales sales mineralesminerales..

Los alimentos contienen Los alimentos contienen varios de estos nutrientes varios de estos nutrientes en muy diversas en muy diversas proporciones.proporciones.

Pirámide de Alimentos Básicos Porciones por día

• La bioquímica tiene sus comienzos hace aproximadamente unos cien La bioquímica tiene sus comienzos hace aproximadamente unos cien anos, cuando un grupo de científicos después de muchos estudios se anos, cuando un grupo de científicos después de muchos estudios se dan cuenta que los procesos químicos de la vida podían ser dan cuenta que los procesos químicos de la vida podían ser explicados en términos de ciencia exacta como la química y la física explicados en términos de ciencia exacta como la química y la física gracias a estos pioneros comandados por Félix Hoppe,-Syler en l877, gracias a estos pioneros comandados por Félix Hoppe,-Syler en l877, los cuales tuvieron la genialidad, creatividad e imaginación para los cuales tuvieron la genialidad, creatividad e imaginación para trabajar, poco a poco fueron descubriendo mas particularidades del trabajar, poco a poco fueron descubriendo mas particularidades del estado vivente sobre todo en estos últimos cincuenta años la estado vivente sobre todo en estos últimos cincuenta años la disciplina de la bioquimica creció y maduró hasta que finalmente disciplina de la bioquimica creció y maduró hasta que finalmente logró la aceptación y el respeto de quimicos y biólogos, hoy en día se logró la aceptación y el respeto de quimicos y biólogos, hoy en día se reconoce a la bioquímica como una de las principales áreas de la reconoce a la bioquímica como una de las principales áreas de la Química, ha sido tan grande el avance que en la actualidad ya se Química, ha sido tan grande el avance que en la actualidad ya se aceptan diversas áreas, como la bioquimica de las proteínas, aceptan diversas áreas, como la bioquimica de las proteínas, bioquímica de las plantas, neurobioquimica, bioquimica analítica, etc. bioquímica de las plantas, neurobioquimica, bioquimica analítica, etc. Los miles de articulos de las revistas en cada año es al reflejo del Los miles de articulos de las revistas en cada año es al reflejo del crecimiento y avance de la bioquimica moderna.crecimiento y avance de la bioquimica moderna.

• CONCEPTO DE BIOQUIMICA.CONCEPTO DE BIOQUIMICA. Es la ciencia que tiene por objeto descubrir, describir y explicar los Es la ciencia que tiene por objeto descubrir, describir y explicar los

diversos fenómenos que ocurren en los organismos vivos.diversos fenómenos que ocurren en los organismos vivos.

QUÍMICA DE LA VIDA.QUÍMICA DE LA VIDA.OBJETIVOS.OBJETIVOS.•Identificar los bioelementos y biomoléculas que formar parte de la vida.Identificar los bioelementos y biomoléculas que formar parte de la vida.•Reconocer la importancia de los elementos químicos en el funcionamiento de Reconocer la importancia de los elementos químicos en el funcionamiento de la vida. la vida.•Reconocer las biomoléculas inorgánicas, estructuras y su función.Reconocer las biomoléculas inorgánicas, estructuras y su función.•Reconocer las biomoléculas orgánicas, Carbohidratos, estructura y función.Reconocer las biomoléculas orgánicas, Carbohidratos, estructura y función.

BIOELEMENTOS:BIOELEMENTOS: COMPOSICION QUIMICA DE LOS SERES VIVOS.COMPOSICION QUIMICA DE LOS SERES VIVOS.

Todo ser vivo en su estructura corporal debe contener sustancias químicas Todo ser vivo en su estructura corporal debe contener sustancias químicas fundamentales que hacen posible su existencia.fundamentales que hacen posible su existencia.Están compuestos de átomos de elementos que se encuentran en la Están compuestos de átomos de elementos que se encuentran en la naturaleza.naturaleza.El universo consta, aproximadamente de unas 100 clases fundamentales de El universo consta, aproximadamente de unas 100 clases fundamentales de sustancias llamadas elementos químicos, sin embargo solo 25 elementos han sustancias llamadas elementos químicos, sin embargo solo 25 elementos han demostrado ser esenciales para la vida.demostrado ser esenciales para la vida.Hidrogeno, Carbono, Nitrógeno y Oxigeno son los elementos mas abundantes Hidrogeno, Carbono, Nitrógeno y Oxigeno son los elementos mas abundantes en el organismo viviente, constituyen el 99.33% de todos los átomos del en el organismo viviente, constituyen el 99.33% de todos los átomos del cuerpo, mientras que los 21 elementos restantes representan solo el 0.7% de cuerpo, mientras que los 21 elementos restantes representan solo el 0.7% de los átomos del cuerpo humano.los átomos del cuerpo humano.Se pueden agrupar en tres categorías atendiendo a su abundancia no así a su Se pueden agrupar en tres categorías atendiendo a su abundancia no así a su importancia importancia

NombreNombre Importancia o funciónImportancia o función

OxígenoOxígeno Necesario para la respiración celular; presenta en casi Necesario para la respiración celular; presenta en casi todos los compuestos orgánicos; forma parte del agua.todos los compuestos orgánicos; forma parte del agua.

CarbonoCarbono Constituye el esqueleto de las moléculas orgánicas; Constituye el esqueleto de las moléculas orgánicas; pueden formar cuatro enlaces con otros átomos.pueden formar cuatro enlaces con otros átomos.

HidrógenoHidrógeno Presente en la mayoría de los compuestos orgánicos; Presente en la mayoría de los compuestos orgánicos; forma parte del agua.forma parte del agua.

NitrógenoNitrógeno Componente de las proteínas, ácidos nucleicos y de Componente de las proteínas, ácidos nucleicos y de algunos lípidos.algunos lípidos.

1° Bioelementos Primarios o Principales : C ,H, O, N.

Son los elementos mayoritario de la materia viva constituyen el 95% de la masa total

AzufreAzufre Se encuentra en dos aminoácidos Se encuentra en dos aminoácidos ( cisteína y metionina( cisteína y metionina). Presentes ). Presentes en todas las proteínas. También en algunas sustancias como los en todas las proteínas. También en algunas sustancias como los Coenzimas A.Coenzimas A.

FósforoFósforo Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos ácidos nucleicos. nucleicos. Forma parte de coenzimas y otras moléculas como Forma parte de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos.fosfolípidos.También forma parte de los fosfatos, También forma parte de los fosfatos, sales minerales, sales minerales, abundantes en los seres vivos.abundantes en los seres vivos.

MagnesioMagnesio Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónicas actúa como Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónicas actúa como catalizador, junto con las catalizador, junto con las enzimas, enzimas, en muchas reacciones químicas del en muchas reacciones químicas del organismo.organismo.

CalcioCalcio Forma parte de las estructuras esqueléticas. En forma iónicas interviene Forma parte de las estructuras esqueléticas. En forma iónicas interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión de los en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión de los impulsos nerviosos.impulsos nerviosos.

SodioSodio Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular.nerviosa y la contracción muscular.

PotasioPotasio Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular.conducción nerviosa y la contracción muscular.

CloroCloro Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluido intersticial.sangre y fluido intersticial.

2° Bioelementos secundarios: S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl.Lo encontramos formando parte de los seres vivos en una proporción de 4.5%

3° 3° Oligoelementos:Oligoelementos: Se denomina así al conjuntos de elementos que Se denomina así al conjuntos de elementos que están presentes en los seres vivos en forma vestigial pero que son están presentes en los seres vivos en forma vestigial pero que son indispensables para el desarrollo armónicoindispensables para el desarrollo armónico

HierroHierro Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas, forma parte de los citocromos que interviene en la químicas, forma parte de los citocromos que interviene en la respiración celular,respiración celular, en la hemoglobina interviene en el transporte de en la hemoglobina interviene en el transporte de oxigeno.oxigeno.

ManganesoManganeso Interviene en la fotolisis del agua, durante el proceso de Interviene en la fotolisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis fotosíntesis en las plantas.en las plantas.

IodoIodo Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo celular.metabolismo celular.

FlúorFlúor Forma parte del esmalte dental y de los huesos.Forma parte del esmalte dental y de los huesos.

CobaltoCobalto Forma parte de la vitamina B12, necesario para la síntesis de Forma parte de la vitamina B12, necesario para la síntesis de hemoglobina.hemoglobina.

SilicioSilicio Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas.como en las gramíneas.

CromoCromo Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.

ZincZinc Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.

LitioLitio Actúa sobre neurotransmisoras y la permeabilidad celular,. En dosis Actúa sobre neurotransmisoras y la permeabilidad celular,. En dosis adecuadas puede prevenir estado de depresión.adecuadas puede prevenir estado de depresión.

MolibdenoMolibdeno Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas.los nitratos por parte de las plantas.

Aparte de la abundancia como criterio de clasificación a los Aparte de la abundancia como criterio de clasificación a los bioelementos los podemos clasificar por sus funciones como sigue:bioelementos los podemos clasificar por sus funciones como sigue:

• FUNCIONESFUNCIONES

• Estructural:Estructural: C, H, O, N C, H, O, N

• Energética:Energética: C, H, O, N C, H, O, N

• Esquelética:Esquelética: Ca, Si, F, P Ca, Si, F, P

• Osmótica:Osmótica: K, Na, Cl K, Na, Cl

• Catalítica:Catalítica: Mg, Mn, Ca, Cu, Zn Mg, Mn, Ca, Cu, Zn

EL AGUAEL AGUAROLES BIOQUIMICOSROLES BIOQUIMICOS

COMPARTIMIENTOSCOMPARTIMIENTOSContenidos de aguaContenidos de agua

INTRACELULARINTRACELULAR EXTRACELULAREXTRACELULAR

2/3 2/3 1/31/3

40%40% INTERSTICIALINTERSTICIAL PLASMA SANGPLASMA SANG..

15%15% 5%5%

ESTRUCTURA DEL AGUAESTRUCTURA DEL AGUA

La molécula del agua esta constituida La molécula del agua esta constituida por 2 átomos de hidrógenos unidos a por 2 átomos de hidrógenos unidos a un átomo de oxigeno por medio de un átomo de oxigeno por medio de enlaces covalentes polares, este enlaces covalentes polares, este enlace determina la estructura enlace determina la estructura geométrica y es la responsable de la geométrica y es la responsable de la activada biológica de esta molécula.activada biológica de esta molécula.

104.5°

+

-

+

Hidrógeno

Oxígeno

Hidrógeno

Fig. 2-1 Representación gráfica de la estructura de la molécula de agua, Colocada en un tetraedro.

Fig. Representación esquemática de una molécula de agua.

Oxígeno

BALANCE HIDRICOBALANCE HIDRICO

INGESTION INGESTION EXCRESIONEXCRESION

Bebidas 1200mL Orina Bebidas 1200mL Orina 1400mL1400mL

Alimentos 1000mL Heces Alimentos 1000mL Heces 200mL200mL

Oxidación 300mL Perdidas Oxidación 300mL Perdidas 900m900m

Total 2500mL Total Total 2500mL Total 2500mL2500mL

AGUA CORPORALAGUA CORPORAL Edad Varón MujerEdad Varón Mujer

Recién nacido de 75 al 80% Recién nacido de 75 al 80% Infantes de 65 al 70% Infantes de 65 al 70% 10 a 18 años 59% 57%10 a 18 años 59% 57%19 a 40 años 61% 51%19 a 40 años 61% 51%40 A 60 AÑOS 55% 47% 40 A 60 AÑOS 55% 47% Mayores 60 años 52% 46%Mayores 60 años 52% 46%

EL AGUAEL AGUA

El compuesto mas abundante.El compuesto mas abundante. Propiedades:Propiedades: Alto calor especifico.Alto calor especifico. Alto calor de vaporización.Alto calor de vaporización. Disolvente universal.Disolvente universal. Disolvente de moléculas antipáticas.Disolvente de moléculas antipáticas. Moléculas dipolar.Moléculas dipolar. Puentes de hidrogeno- efectos de cooperatividadPuentes de hidrogeno- efectos de cooperatividad..