Curso: Qumica Aplicada a la Medicina Alumnos: Viseth Patilla Chirinos Melvhill Cartegena Ttito Yanela Alvarez Barriga Romitere Farfn Villacorta

CUSCO-PERU 2014

PRESENTACINEl siguiente trabajo fue realizado con mucho esfuerzo y dedicacin esperando que sea de su agrado y que sirva para transmitir los conocimientos obtenidos a lo largo del desarrollo del tema y de esta forma ayudar en el aprendizaje de nuestros compaeros.

ATENTAMENTELos alumnosINTRODUCCIN

El carbono (C), hidrgeno (H), oxgeno (O), nitrgeno (N), fsforo (P), y azufre (S) son los 6 elementos fundamentales de la materia viva constituyendo los elementos biognicos primarios. Adems se encuentran oreos elementos imprescindibles como el Cl, Fe, Ca, Na. K, y Mg que constituyen los bioelementos secundarios. Al resto de elementos que presentan un porcentaje menor al 0001% se les denomina oligoelementos, y destacamos el I (hormona tiroxina), Mn, Zn, F(esmalte de los dientes), y Cu.

I. BIOELEMENTOSA. Concepto- Se denominan elementos biognicos o bioelementos a aquellos elementos qumicos que forman parte de los seres vivos.

B. Clasificacin1. Elementos mayoritarios- Estn presentes en porcentajes superiores al 0,1 % y aparecen en todos los seres vivos.a. Bioelementos primarios (C, H, O, N /// P, S)- Principales constituyentes de las biomolculas. En conjunto 95% de la materia viva (C 20 %, H 9.5%, O 62 % y N 2,5 %).Estos elementos renen una serie de propiedades que los hacen adecuados para la vida: Forman entre ellos enlaces covalentes muy estables, compartiendo pares de electrones. El carbono, oxgeno y nitrgeno pueden formar enlaces dobles o triples. Facilitan la adaptacin de los seres vivos al campo gravitatorio terrestre, ya que son los elementos ms ligeros de la naturaleza. Constituyen el 96% de la materia viva.Son muy abundantes en la biosfera. Indispensables para la formacin de biomolculas orgnicas.Son captados fcilmente por los seres vivos.Tienen gran capacidad para combinarse entre s y con otros elementos, dando lugar a compuestos estables.C, N y O pueden compartir ms de un par de electrones, formando enlaces dobles o triples, lo que les proporciona la capacidad de formar compuestos muy variadosPoseen una gran solubilidad.Son los elementos ms ligeros con capacidad para formar enlaces covalentes. Cuanto menos es la masa de un tomo, mayor es la tendencia del ncleo a completar su ltimo orbital con los electrones que forman los enlaces, por lo que ms estables son dichos enlaces.Tienen pesos atmicos relativamente bajos, lo cual es beneficioso. Segn la ley de Dulong Petit:

CARBONO (C): Capaz de formar muchas molculas. Forma membranas plasmticas, ribosomas, centriolos, etc. Forma estructuras tridimensionales. Tiene 4 electrones en la periferia, formando un tetraedro. Puede formar enlaces simples, dobles y triples.Puede formar largas cadenas lineales, ramificadas, anillos, etc.Debido a la configuracin tetradrica del carbono, las molculas orgnicas tienen diferentes estructuras tridimensionales. Estas configuraciones son muy importantes para la realizacin de las funciones vitales.El carbono es parecido al Si en cuanto a configuracin. Si el Si es ms abundante en la litosfera que el C, por qu la vida se basa en el C y no en el Si?_ Los enlaces C C son estables y permiten formar cadenas lineales y anillos. Las cadenas Si Si son inestables._ Las cadenas Si O Si O Si (siliconas) son tan estables que prcticamente son inalterables, no aptas para procesos biolgicos._ Mientras que el CO2 es gaseoso y soluble, el SiO2 es slido e insoluble. El tomo de carbono es ms pequeo que el de silicio y puede quedar totalmente rodeado por dos oxgenos, mientras que el silicio, al ser ms grande, queda rodeado por 4. HIDROGENO (H): Resulta indispensable para formar materia orgnica (formada por C e H) Ejemplo: Algunos lpidos. Junto con el C puede formar materia orgnica (hidrocarburos). Las molculas formadas por C e H son covalentes apolares (insolubles en agua). Si algunos H son sustituidos por grupos covalentes polares ( OH, = CO, CHO, NH2,...) puede llegar a ser soluble (glucosa, glicerina, aminocidos,...)El oxgeno, el nitrgeno, el azufre y el fsforo son elementos electronegativos. Al unirse mediante enlaces covalentes con el H o entre s dan lugar a molculas dipolares (H2O, NH3, SH2, H3PO4).Si a una cadena hidrocarbonada ( CH2 CH2 CH2 CH2 ), que es apolar, se le aaden suficientes grupos polares (=O, OH, NH2, SH, H2PO4), puede llegar a tener cierta polaridad y, por tanto, ser soluble en agua. OXIGENO (O): Participa en la respiracin, en la fotosntesis de las plantas y en la oxidacin de los compuestos biolgicos, forma otras molculas como la glucosa o el agua. Es muy electronegativo. Atrae con mucha fuerza a los electrones, formando enlaces muy fuertes. Tambin puede romper enlaces liberando energa.Los compuestos formados por bioelementos principales en los seres vivos se hallan en estado muy reducido. Al ser el oxgeno muy abundante en la superficie, los compuestos tienden a oxidarse para formar compuestos de baja energa (CO2, H2O,). La energa desprendida en las oxidaciones es aprovechada para las funciones vitales. NITROGENO (N): Forma aminocidos y cidos nucleicos.Tiene gran facilidad para formar compuestos, tanto con oxgeno como con hidrgeno.Prcticamente todo el N es incorporado por algas y plantas que lo absorben disuelto en forma de in nitrato (NO-3). Pocos organismos lo pueden incorporar como N2.FOSFORO (P): Forma parte de los nucletidos, compuestos que forman los cidos nucleicos. Forman parte de coenzimas y otras molculas como fosfolpidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares. Tambin forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos. Las plantas y algas lo absorben disuelto en forma de nitrato. Al igual que el azufre, no son tan electronegativos como el oxgeno o el nitrgeno. Sus enlaces no son tan estables y se pueden romper con facilidad. Forma parte del ATP, ADN y ARN. Al romperse en el ATP el enlace que une dos grupos fosfato se libera al organismo la energa contenida en dicho enlace. En estos enlaces ricos en energa se almacena la energa liberada en otras reacciones. AZUFRE(S): Se encuentra en dos aminocidos (cistena y metionina), presentes en todas las protenas. Tambin en algunas sustancias como el Coenzima ABsicamente aparece en forma de radical sulfhidrilo (-SH) que permite formar puentes disulfuro (- S S) en protenas.

b. Bioelementos secundarios (Na, K, Ca, Mg, Cl) - En conjunto 4,5% de la materia viva.Desempeando funciones de vital importancia en fisiologa celular. Na: Abundante en el medio extracelular; necesario para la conduccin nerviosa y la contraccin muscular K: Abundante en el interior de las clulas; necesario para la conduccin nerviosa y la contraccin muscular Ca: Forma parte de las estructuras esquelticas. Interviene en la contraccin muscular, coagulacin sangunea y transmisin del impulso nervioso Mg: Forma parte de la molcula de clorofila, acta como catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones qumicas del organismo. Cl (cloro): Anin ms frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluido intersticial

2. Oligoelementos (Fe, Mn, I, F, Co, Si, Cr, Zn, Li, Mo)- Presentes en porcentajes inferiores al 0,1%, no son los mismos en todos los seres vivos. Son indispensables para el desarrollo armnico del organismo.- Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse comunes para casi todos. An participando en cantidades infinitesimales, no por ello son menos importantes, pues su carencia puede acarrear graves trastornos para los organismos.

Fe: Necesario para sintetizar hemoglobina de la sangre o los cito cromos, enzimas que intervienen en la respiracin celular. Cu: Forma hemocianina, pigmento respiratorio de muchos invertebrados. Mo (molibdeno): Forma parte de las enzimas vegetales que actan en la reduccin de los nitratos por parte de las plantas Cr (cromo): Interviene junto a la insulina en la regulacin de glucosa en sangre.II. BIOMOLCULAS- Las biomolculas o principios inmediatos, son las molculas que forman parte de los seres vivos.

III. BIOMOLCULAS INORGNICASA. El agua- El agua - 60-90% de la materia viva. Su abundancia depende de la especie, la edad (menor proporcin en individuos ms viejos) y la actividad fisiolgica del tejido (mayor porcentaje los que tiene mayor actividad como tejido nervioso o muscular). Aparece en el interior de las clulas, en el lquido tisular y en los lquidos circulantes.1. Estructura- El agua es una molcula dipolar: los electrones que comparten el O y el H estn desplazados hacia el O por su mayor electronegatividad por lo que esa zona de la molcula tiene una ligera carga negativa y la de los H es ligeramente positiva. Cuando dos molculas de agua se aproximan, la zona positiva de una molcula y la negativa de otra se atraen. Estas interacciones intermoleculares se conocen como puentes de hidrgeno.

2. Propiedades y funciones biolgicas- A diferencia de otras sustancias de peso molecular semejante, el agua es lquida a temperatura ambiente.Debido a su polaridad el agua es buen disolvente de los compuestos inicos y polares. Los lquidos orgnicos (citoplasma, lquido tisular, plasma, linfa, savia) son disoluciones acuosas que sirven para el transporte de sustancias y como medio en el que se producen las reacciones metablicas.- El agua no slo es el medio en el que transcurren las reacciones del metabolismo sino que interviene en muchas de ellas como en la fotosntesis, en las hidrlisis y en las condensaciones.- El calor especfico (calor necesario para elevar 1C la temperatura de 1 g) es relativamente elevado, as como el calor de vaporizacin. Gracias a estas dos propiedades el agua interviene en la termorregulacin.- Mxima densidad a 4C. Como consecuencia el hielo flota sobre el agua lquida, lo que impide los ocanos y otras masas menores de agua se congelen de abajo a arriba.- En el agua son elevadas las fuerzas de cohesin (atraccin entre las molculas de agua) y de adhesin (atraccin entre el agua y una superficie) lo cual origina los fenmenos de capilaridad por los que el agua asciende en contra de la gravedad por conductos de dimetro muy fino (capilares). Estos fenmenos contribuyen al transporte de sustancias en los vegetales.- Igual que otros lquidos el agua es incompresible y acta como amortiguador mecnico (lquido amnitico, lquido sinovial) o como esqueleto hidrosttico (lquido celmico en anlidos).B. Las sales minerales1. Sales con funcin estructural- Aparecen precipitadas formando estructuras esquelticas, como el carbonato de calcio (caparazones calcreos) o el fosfato de calcio (esqueleto de vertebrados).2. Sales con funcin reguladora- Se encuentran ionizadas, disueltas en un medio acuoso.a. Fenmenos osmticos- Osmosis: difusin a travs de una membrana semipermeable (solo permite el paso del disolvente).- Medios hipertnico (el de mayor concentracin), hipotnico (el de menor) o isotnico (cuando los dos medios separados por la membrana semipermeable tienen la misma concentracin de solutos).- A travs de una membrana semipermeable el agua pasa siempre del medio hipotnico al hipertnico.- Plasmlisis (prdida de agua de una clula en un medio hipertnico) y turgencia (la clula se hincha en un medio hipotnico, pudiendo llegar a estallar (lisis) si carece de pared celular y la diferencia de concentraciones es grande).b. Regulacin del pH- Soluciones amortiguadoras formados por un cido dbil y su base conjugada (o viceversa).- El equilibrio es responsable del mantenimiento del pH en la sangre. Si el pH tiende a acidificarse el exceso de H+ se une al HCO3- (que acta como base) formndose H2CO3 recuperndose el pH inicial. Ante una basificacin del medio el equilibrio se desplaza hacia la derecha liberndose H+ por disociacin del H2CO3 (un cido dbil) recuperndose tambin el pH inicial.La regulacin es ms precisa porque el H2CO3 se encuentra en equilibrio con el CO2 disuelto en el plasma

c. Cationes que realizan acciones especficas- Na+ - Impulso nervioso y equilibrio hdrico. Abundante en los medios extracelulares.- K+ - Transmisin del impulso nervioso. Contraccin muscular.- Ca2+ - Contraccin muscular. Coagulacin sangunea. Sinapsis. Cofactor. Estructural.- Mg2+ - Cofactor. Contraccin muscular.

CONCLUSINEn conclusin si se hace un anlisis qumico de cada uno de los diferentes tipos de seres vivos, se encuentra que la materia viva est constituida por unos setenta elementos. Estos elementos que se encuentran en la materia viva se llaman bioelementos o elementos biognicos. Los bioelementos se pueden clasificar en dos grupos: los bioelementos primarios y los bioelementos secundarios.Los bioelementos primarios. Se llaman primarios porque son indispensables para la formacin de las biomolculas orgnicas (glcidos, lpidos, protenas y cidos nucleicos), que son las molculas que constituyen todos los seres vivos. Por esto, las biomolculas orgnicas tambin se las denomina principios inmediatos a la vida. Son un grupo de seis elementos que constituyen el 96,2% del total de la materia viva. Son el O, C, H, N, P y el S.Los bioelementos secundarios. Son todos los bioelementos restantes. En este grupo se pueden distinguir dos tipos: los indispensables, que son los que no pueden faltar porque son imprescindibles para la vida de la clula, y los variables, que son los que s pueden faltar en algunos organismos. Son indispensables el Ca, Na, K, Mg, Cl, Fe, Si, Cu, Mn, B, F, I. Son variables el Br, Zn, V, Pb.Otra clasificacin de los bioelementos es la basada en su abundancia. Los que se encuentran en proporciones inferiores al 0, 1% se denominan oligoelementos, y el resto bioelementos plsticos.

BIBLIOGRAFIA www.salonhogar.com/ciencias/biologia/bioelementos/bioelementos.htm www.uaeh.edu.mx/docencia/P_Presentaciones/prepa3/bioelementos.pdf www.bioygeo.info/pdf/Bioquimica.pdf docencia.izt.uam.mx/japg/.../2.../24_Bioelementosybiomoleculas.pdf