Los principales elementos químicos de los seres vivos son el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, sodio, potasio, magnesio y calcio. Estos elementos se combinan para formar compuestos inorgánicos como el agua y sales minerales, y compuestos orgánicos como glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Las células obtienen energía a través de procesos metabólicos como la respiración celular, y almac
2. Nombre N.A. Valencia Electneg % % Formas químicas Función
Símbolo P.A. At Peso
Hidrógeno 1 - 1 2.1 63 10 C-H H+
Protón Agua Iones ácidos H+
H 2 + 1 H2O Agua Compuestos orgánicos: Saturación de los grupos orgánicos
Carbono 6 - 4 2.5 10 12 C-C CO3
=
Carbonato Compuestos orgánicos : Esqueleto de las moléculas orgánicas
C 12 + 4 C=C CO3H-
Bicarbonato Carbonatos
Nitrógeno 7 - 3 3.0 1.5 3.3 C-NH2 Amino Compuestos orgánicos: Grupos reacctivos con carga +
N 14 + 5 C=N-
Oxigeno 8 - 2 3.5 25 63 C-OH Alcohol COOH Acido Agua
O 16 C=O Aldehido.Cetona H2O Agua Compuestos orgánicos : Grupos reactivos con carga -
Azufre 16 - 2 2.5 0.05 0.25 C-SH Sulfhidrilo SO4
=
Sulfato Compuestos orgánicos : Enlaces reversibles
S 32 + 6 C-S-S-C Bisulfuro
Fósforo 15 +5 2.1 0.20 0.98 PO4
---
Fosfato Uniones entre compuestos orgánicos
P 31 Enlaces ricos en energía. Tampones de pH
Sodio 11 +1 0.9 0.03 0.11 Na+
Ión Sodio Ión en disolución: Principal catión extacelular
Na 23
Potasio 19 +1 0.8 0.05 0.31 K+
Ión Potasio Ión en disolución : Principal catión intracelular
K 39
Magnesio 12 +2 1.2 0.01 0.04 Mg++ Ión Magnesio Ión en disolución
Mg 24 Enzimas
Calcio 20 +2 1.0 0.30 1.9 Ca++ Ión Calcio Ión en disolución Mensajero celular
Ca 40 Ión precipitado : esqueletos
Cloro
17
-1 3.0 0.10 0.56 Cl-
Ión Cloro Ión en disolución: Principal anión inorgánico
35Cl
Principales Elementos Químicos de los Seres Vivos
3. • Carbono Esqueleto de las moléculas orgánicas. 4 enlaces estables.
Puede enlazar consigo mismo
• Hidrógeno Saturación de los compuestos orgánicos. Agua . Ión con carga
positiva pH
• Oxígeno Agua y grupos reactivos con carga o polares de las moléculas
orgánicas
• Nitrógeno Grupos reactivos con carga + de las moléculas orgánicas
• Azufre Grupos reactivos SH. Puentes bisulfuro
• Fósforo Fosfato, uniones moleculares y energéticas.
• Sodio Ión . Carga celular
• Potasio Ión . Carga celular
• Magnesio Ión . Estructura de algunas proteínas
• Calcio Ión . Mensajero. Esqueleto
• Cloro Ión . Carga extracelular
Principales funciones de los elementos químicos en
los seres vivos
4. Composición química de E.coli y del ser humano
Tipo de
compuesto % peso Especies Químicas
Agua 70 1
Iones inorgánicos 1 12
Glúcidos 3 50
Lípidos 2 40
Prótidos 15 3000
ADN 1 1
ARN 6 1000
Metabolitos 2 500
Tipo de
compuesto % peso Especies Químicas
Agua 62 1
Iones inorgánicos 6 12
Glúcidos 1 50
Lípidos 13 50
Prótidos 17 50000
ADN <1 46
ARN <1 30000 (?)
Metabolitos 1 600
7. Clasificación de los compuestos de los seres
vivos
Inorgánicos Agua
Sales minerales
Gases disueltos
Orgánicos Glúcidos
Lípidos
Proteínas
Ácidos nucleicos
Otros
8. FUNCIONES DE LOS COMPUESTOS INORGÁNICOS
• Agua: función disolvente, transportadora y de
reactivo
• Sales: equilibrio eléctrico y de pH, mensajeras
y formación de huesos
• Gases disueltos: respiración
9. FUNCIONES DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS
• Glúcidos: obtención y reserva de energía,
estructurales
• Lípidos: estructurales, reserva de energía,
formación de hormonas
• Proteínas: estructurales, defensa, transporte,
enzimas, recepción de estímulos, movimiento
• Ácidos nucleicos: contener y transmitir la
información genética
10. Energía
La energía en los seres vivos es necesaria para:
Síntesis de compuestos orgánicos
Las grandes moléculas que forman las células son ricas en energía química. Están
formadas por moléculas menores a las que hay que proporcionar energía para
conseguir su unión química
Cada célula ha de fabricar sus propios polímeros, especialmente importantes
desde el punto de vista energético son las proteínas y polisacáridos.
Transporte de sustancias
Las células han de trasportar sustancias por las membranas y dentro de la célula
Las membranas dejan pasar solo moléculas de pequeño tamaño
Movimientos
Muchas células son móviles por orgánulos especializados (cilios y flagelos) , por
contracciones (musculares y otras) o por crecimiento interior del citoesqueleto
(microtúbulos)
La energía en las células se obtiene y consume en forma de ATP
Los procesos que producen y consumen ATP tienen un rendimiento de
aproximadamente 4050%, el resto se pierde en forma de calor.
11. Tipos de metabolismo
Los humanos tomamos materia orgánica para:
• Sintetizar nuestros compuestos celulares y extracelulares
• Obtener energía
• Por tanto somos organismos heterótrofos
La obtención de energía se hace habitualmente quemando la
materia orgánica con oxígeno Metabolismo aerobio aunque
en ocasiones puntuales puede no utilizarse el oxígeno
Metabolismo anaerobio
12. Metabolismo celular: anabolismo
Conjunto de reacciones que va de moléculas sencillas a moléculas más complejas
Consume energía pues las moléculas mayores tienen más enlaces ricos en energía
Necesarias para:
Sintetizar proteínas, lípidos de membrana....
Guardar reservas energéticas de glúcidos (glucógeno) y lípidos (triglicéridos)
13. Metabolismo celular: catabolismo
Las rutas catabólicas rinden energía que se puede utilizar por las células
No toda la energía química se utiliza. El rendimiento ronda el 50%
No todos los compuestos rinden la misma energía en el metabolismo
Grasas 9,2 Kcal/g
Aminoácidos 5,4 Kcal/g
Glúcidos 4,0 Kcal/g
14. Célula aerobia en crecimiento
• Obtiene del medio interno
– Glucosa
– Ácidos grasos
– Aminoácidos
– Oxígeno
• Parte de estos materiales los utiliza para fabricar sus proteínas y
moléculas estructurales.
• Parte de estas moléculas las emplea para guardar reservas
(glucógeno y triglicéridos)
• Quema algunos de los compuestos para obtener energía,
habitualmente glucosa y ácidos grasos
• Vierte al medio productos de desecho, CO2 y compuestos
nitrogenados
16. Célula con metabolismo aerobio obteniendo energía de reservas.
Por ejemplo una célula muscular realizando un esfuerzo.
El aporte de glucosa externo es insuficiente y se toma glucosa de las
reservas de glucógeno
El aporte de oxígeno ha de aumentar para metabolizar la glucosa
17. Célula con metabolismo anaerobio obteniendo energía de
reservas y del medio intercelular.
• Por ejemplo una célula
muscular realizando un
esfuerzo rápido
• La glucosa se metaboliza
a piruvato y ácido láctico
• El ácido láctico se
exporta
• La reacción es muy
rápida pero se obtiene
poca energía
21. Metabolismo a nivel del organismo
Requerimientos materiales y energéticos
Los requerimientos de materiales y energía varían en diferentes tejidos y órganos
Algunos órganos tienen un consumo importante y aproximadamente constante
• Sistema nervioso
• Tegumento
• Digestivo: Renovación y absorción de sustancias
• Excretor
Otros tienen un consumo variable
•
• Músculos esqueléticos
• Corazón
• Glándulas: Mamarias, sudoríparas ...
22. Reservas
Los tejidos pueden obtener materiales para su funcionamiento a partir de
reservas.
Algunas reservas se acumulan en el propio tejido y otras lo hacen en órganos o
tejidos especializados
Las células musculares tienen un alto y discontinuo consumo de energía.
Almacenan glucógeno y gotas de lípidos
La grasa es la mayor reserva de energía del organismo
Se almacena principalmente en grasa subcutánea del tejido adiposo
El azúcar sobrante de la digestión se almacena en forma de glucógeno en
hígado
El oxígeno es imprescindible para el metabolismo aerobio pero es difícil de
acumular
Lo hace en parte el músculo en forma de mioglobina
23.
24. Intercambio de sustancias entre órganos
Determinados órganos exportan sustancias a otros que las acumulan,
trasforman o consumen
El órgano más importante del cuerpo en el mantenimiento de los
niveles de nutrientes es el hígado
La glucosa obtenida por el sistema digestivo se acumula en forma de
glucógeno en hígado o músculo Los lípidos obtenidos por el sistema
digestivo se acumulan en tejido adiposo
El hígado exporta glucosa de sus reservas de glucógeno en caso de
bajos niveles sanguíneos El hígado puede trasformar el exceso de
glucosa en ácidos grasos
El músculo en metabolismo anaerobio produce ácido láctico que es
trasportado al hígado donde se obtiene glucosa a partir de él.
26. Los niveles de metabolitos en el medio interno se mantienen
aproximadamente constantes gracias a diversas hormonas como la
insulina y el glucagón que intervienen en los niveles de glucosa.
Otras hormonas como la adrenalina aumentan los niveles de
nutrientes energéticos para prepararnos en situaciones de estrés
El metabolismo normal de los nutrientes se modifica en casos de falta
de alimentos. Primero se consumen las reservas de glucógeno en
hígado, pero si es necesario, posteriormente se consumen los
triglicéridos del tejido adiposo (la mayor reserva energética del
organismo) y por último se consumen las proteínas.
