Función de los bioelementos en el cuerpo humano

• Niveles de organización

  
  Al observar la materia podemos distinguir en ella varios grados de complejidad estructural, que son los llamados niveles de organización. Actualmente se admiten cinco grandes niveles:
  

  Nivel molecular

  : Es el nivel abiótico (que no forma parte o no es producto de los seres vivos)
  . Se pueden distinguir cuatro subniveles:
  

  Subnivel subatómico:

  partículas más pequeñas de la materia, como protones, neutrones, electrones, …
  

  Subnivel atómico:

  constituido por los átomos (parte más pequeña de un elemento químico que puede intervenir en una reacción): átomo de hierro, de oxígeno, …
  

  Subnivel molecular

  Es el que incluye a las moléculas (unidades materiales formadas por la agrupación de dos o más átomos mediante enlaces químicos): molécula de oxígeno O_2,, etc. A las moléculas que constituyen la materia viva se las denomina biomoléculas o principios inmediatos.
  

  Subnivel macromolecular

  Formado por las macromoléculas (resultan de la uníón de muchas moléculas): complejos supramoleculares, orgánulos celulares, etc.
  

  Nivel celular

  : Es el primer nivel biótico. A él pertenecen los virus, las células procarióticas (sin membrana nuclear) y las células eucarióticas (con membrana nuclear).
  

  Nivel orgánico

  
  
  Abarca a todos los organismos. Un organismo es cualquier ser vivo. Hay organismos unicelulares y organismos pluricelulares. En estos últimos, como por ejemplo, el ser humano, aparecen distintos grados de organización:
  

  Tisular

  De células especializadas que forman tejidos los tejidos al asociarse dan lugar a órganos, que son las unidades estructurales y funcionales de los seres vivos superiores. Los órganos, a su vez, cuando constituyen una cadena de actuaciones consecutivas, actuando de forma coordinada para realizar una función, dan lugar a los aparatos.
  Los órganos que los integran están formados por distintos tejidos. Cuando la función de estos aparatos es realizada por un solo tipo de tejido se habla de sistema (sistema nervioso, sistema muscular).
  

  Nivel de población:

  En él se consideran los organismos de la misma especia, no en cuanto a individuos concretos, sino desde el punto de vista de las relaciones que entre ellos se establecen.
  

  Nivel de ecosistema

  En él se estudian tanto el conjunto de poblaciones que viven interrelacionadas como el lugar, con sus condiciones físico-químicas en el que se encuentran viviendo. -- A nivel molecular cuando tratemos los principios inmediatos; a nivel celular cuando veamos los diferentes tipos de tejidos; y a nivel de organismo al ver todos los órganos, aparatos y sistemas de nuestro cuerpo. ----moveremos dentro de estos niveles, realizando estudios de las diferentes ramas básicas de la Biología, como son:
  

  Bioquímica

  : analiza la estructura de las moléculas que constituyen los seres vivos, así como los procesos químicos en los que intervienen;
  

  Citología

  Ciencia que estudia de la estructura de las célulasanatomía
   Estructura de los organismos. Descripción y estudio de las partes del ser humanoFisiología
  
  
  Estudio de las funciones de los seres vivos

Nivel molecular: elementos biogénicos o bioelementos

La materia viva está constituida por unos 70 elementos (prácticamente la totalidad de los elementos estables que existen en la Tierra, exceptuando los gases nobles), los llamados bioelementos o elementos biogénicos. Estos elementos se encuentran en unas proporciones muy distintas entre sí. Se pueden dividir en:
bioelementos primarios, que son un grupo de 6 y que constituyen el 96,2 % del total de la materia viva. Son el oxígeno (O), el carbono (C), el hidrógeno (H), el nitrógeno (N) el fósforo (P) y el azufre (S). Se llaman primarios porque son indispensables para la formación de los principios inmediatos (glúcidos, lípidos, prótidos y ácidos nucléicos), o biomoléculas presentes en todos los seres vivos.
bioelementos secundarios, los indispensables: calcio (Ca), el sodio (Na), el potasio (K), el magnesio (Mg), el cloro (Cl), el hierro (Fe), el silicio (Si), el cobre (Cu), el manganeso (Mn), el boro (B), el flúor (F) y el yodo (I).

Los variables

Casi todos los restante

• Nivel molecular: los principios inmediatos o biomoléculas

  
  En otro orden, las moléculas están formadas por la uníón de dos o más átomos unidos por enlaces químicos (la glucosa está formada por 24 átomos de tres tipos diferentes). Cuando dos o más moléculas se unen, se forman macromoléculas. Si se efectuara un análisis físico de la materia viva, de forma que podamos separar cada una de las sustancias que la componen sin que se alteres, nos darían los principiosinmediatos o biomoléculas. Los principios inmediatos pueden ser simples y compuestos. Se llaman simples cuando las moléculas están formadas por átomos del mismo tipo (O₂), y compuestos cuando hay átomos de diferentes elementos (H₂O). Los principios inmediatos compuestos pueden, a su vez, ser inorgánicos (agua, sales minerales) y orgánicos (compuestos de polímeros de carbono). Éstos son los que debemos estudiar en profundidad.

Los podemos dividir en 4 grandes categorías:

GLUCIDOS:

Denominados hidratos de carbono o simplemente azúcares. Responden a la estructura (CH₂O)n. Pueden permanecer aislados como monosacáridos, como disacáridos (dos) o como los polisacáridos. La principal función de los glúcidos consiste en almacenar energía química, que puede ser extraída rápidamente (4 kcal/gramo). El glúcido más importante en cuanto a esta función energética es la glucosa (C
₆H

12

O
₆). Se puede considerar como la moneda energética. La sacarosa, el almidón, el glucógeno, etc., son formas de almacenar glucosas.También forma parte de algunas estructuras del organismo (ácidos nucleicos, huesos, cartílagos)

Lípidos:

Son principios inmediatos orgánicos, compuestos por C, O y H, pudiendo contener además P y N. Se les conoce como grasas, pero son sustancias cuya propiedad común es la de ser insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos. Están formadas por moléculas complejas (los triglicéridos) en cuya estructura hay una molécula de glicerol o glicerina unida a tres ácidos grasos. Estos átomos pueden estar unidos mediante enlaces sencillos (grasas saturadas) o tener uno (monoinsaturadas) o más enlaces dobles (poliinsaturadas).

GLICERINA:

Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (triglicéridos
9 kcal/gramo), cuyo exceso es almacenado en tejido adiposo, la estructural (fosfolípidos de las membranas citoplasmáticas, mitocondriales, …)y la reguladora (esteroides)
. Los Lípidos también funcionan para el desarrollo del cerebro, el metabolismo y el crecimiento.

Proteínas:

Son principios inmediatos de tipo orgánico compuestos básicamente por C, O, H y N; y además pueden contener S, P, Fe, …Están formadas por aminoácidos (molécula orgánica con un grupo amino (-NH₂) y un grupo carboxílico (-COOH; ácido)). Existen unos 20 tipos de aminoácidos, la mitad de ellos se consideran esenciales. Se estima que en una célula humana podemos encontrar alrededor de 10.000 proteínas distintas.

Las proteínas desempeñan un papel fundamental para la vida y son las biomoléculas más versátiles y más diversas. Son imprescindibles para el crecimiento del organismo.
Realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, entre las que destacan:

Estructural

Ésta es la función más importante de una proteína-Inmunológica (anticuerpos)
,-

Enzimática (sacarasa y pepsina)
,-
Contráctil (actina y miosina)
.-

Homeostática

Colaboran en el mantenimiento del pH,-
Transducción de señales (rodopsina)
-
Protectora o defensiva (trombina y fibrinógeno)
-

Energética

Con 4 kcal/gramo ácidos nucleicos:
Son compuestos químicos formados por C, H, O, N y P (no S). Separando sus constituyentes encontramos: el ácido ortofosfórico-una pentosa (ribosa o desoxirribosa)-varios tipos de compuestos básicos nitrogenados ----
Macromoléculas formadas por unidades llamadas nucleótidos. Hablamos del ARN Y ADN (dependiendo del tipo de azúcar que lo compone). Su principal función es almacenar y transmitir la información genética. Todas estas sustancias presentes en el individuo, no permanecen estables, sino que están sometidas a continuos cambios y transformaciones. Es lo que se denomina metabolismo. Las rutas metabólicas se pueden dividir en dos tipos:
las catabólicas, encargadas de la degradación de sustancias complejas obteniendo energía y productos básicoslas anabólicas, sintetizando sustancias complejas y consumiendo energía

Nivel celular: La célula

La membrana plasmática

Una membrana que delimita a la célula con una permeabilidad selectiva; el paso de sustancias puede ocurrir mediante transporte pasivo (sin utilización de energía) o transporte activo (utilizando energía). Forman parte de esta membrana una bicapa de fosfolípidos, proteínas, colesterol, vitamina E, etc.

Citoplasma:

Protoplasma entre membrana y núcleo, que contiene orgánulos membranosos (retículo endoplasmático, aparato de Golgi, las mitocondrias, los lisosomas) y orgánulos no membranosos (ribosomas). El retículo endoplasmático sintetiza proteínas que transporta al aparato de Golgi; éste sintetiza grandes moléculas de carbohidratos que combina con proteínas y secreta sustancias al exterior-Las mitocondrias son los grandes generadores de energía de la célula-Los lisosomas destruyen y digieren grandes moléculas-Los ribosomas son auténticas fábricas de proteínas El núcleo:
Constituido por la membrana, gránulos de cromatina (ADN) y nucléolos (ARN). Almacena la información genética del individuo, dirige las funciones celulares y transmite la información genética.

Nivel orgánico: Los tejidos

Los tejidos son aquellos materiales constituidos por un conjunto organizado de células, iguales o con pocas diferencias, entre células diferenciadas de un modo determinado, ordenadas regularmente, con un comportamiento fisiológico coordinado y un origen embrionario común. Es una agrupación homogénea de células, que tienen la misma función.Todas las células del individuo adulto proceden de una célula individual o cigoto que tras sucesivas divisiones y transformaciones se da paso a células cada vez más especializadas que se agrupan para constituir los distintos tejidos y órganos. En los tejidos, además del componente celular se distingue una matriz o sustancia que rellena los espacios intercelulares. Al estudio de estos tejidos orgánicos se conoce como HISTOLOGÍA. Estos tejidos, según su origen embriológico, se pueden clasificar en dos grandes grupos: *

Muy especializados

tejido muscular:
Caracterizado por su capacidad contráctil, ya sea voluntaria o involuntaria:tejido muscular liso-tejido muscular estriado (o esquelético)-tejido muscular cardiaco tejido nervioso:
Sus células se caracterizan por su excitabilidad y capacidad para transmitir señales en forma de impulso eléctrico:neuronas-neuroglía

* y tejidos poco especializados tejido epitelial

Apenas hay matriz y constituye la base de todos los tegumentos (piel) y mucosas. Envuelve el cuerpo separándolo del medio exterior y también proporciona absorción (alvéolos):epitelio de revestimiento-epitelio glandular tejido conectivo o conjuntivo:
Con abundante matriz, forma parte de órganos como huesos, cartílagos, los tendones, ligamentos, etc: adiposo-cartilaginoso-óseo-hematopoyético-sanguíneo-fascias La fascia es la envoltura de tejido conjuntivo que realiza un número importante de funciones, incluyendo la envoltura y el aislamiento de uno o más músculos.
Por extensión, se aplica a cualquier envoltura estructural y que proporciona ayuda y protección estructural.

Los diferentes tejidos se disponen solos o en combinación para formar los órganos: el cerebro está formado por tejido nervioso, los músculos por tejido muscular y conectivo; la piel por tejido epitelial y conectivo, etc.

Nivel orgánico: los órganos

Son agrupaciones de tejidos formando un conjunto, con el fin de realizar una o varias funciones definidas, como puede ser el corazón (órgano especializado en aspirar y bombear sangre) o los riñones (órganos especializados en filtrar la sangre para separar las partículas de desecho), bazo, hígado, cerebro, pulmones, intestinos, páncreas, estómago, etc.

• Nivel orgánico: los sistemas

  
  Conjunto de partes o estructuras semejantes, es decir, compuesto de un mismo tejido. Los sistemas del cuerpo humano funcionan coordinadamente para que el organismo, en su conjunto, pueda desarrollar tareas complejas:

1. Sistema respiratorio:

   
   Capta el oxígeno para el cuerpo y expulsa dióxido de carbono.

2. Sistema digestivo:

   
   Transforma el alimento, absorbe los nutrientes y elimina los residuos.

3. Sistema excretor:

   
   Filtra la sangre y elimina sustancias residuales.

4. Sistemas esquelético y muscular:

   
   Permiten el movimiento y proporcionan soporte al resto de los órganos.  (206 huesos individuales y 650 músculos).

5. Sistemas cardiovascular y linfático:

   
   Se encarga del transporte de sustancias y de la defensa frente a las infecciones.

6. Sistemas nervioso y hormonal:

   
   Coordinan los demás sistemas, captan estímulos medioambientales y elaboran respuestas y comportamientos.

7. Sistema tegumentario:

   
   Cubre y protege el cuerpo mediante la piel, uñas y pelo.

8. Sistema reproductor

   
   Se encarga de la reproducción y el desarrollo.

• Nivel orgánico: los aparatos

  
  Son conjunto de órganos que actúan de forma coordinada para realizar una función. Estos órganos están formados por distintos tipos de tejidos.
  

  Aparato locomotor

  Formado por el sistema osteo-articular (órganos: hueso y articulación), el sistema muscular (órgano: músculo) con implicaciones del sistema nervioso y sistema circulatorioAparato circulatorio:
  Formado por el corazón (órgano), sangre (tejido) y los vasos (tejido específico).
  

  Aparato digestivo

  Boca, esófago, estómago, hígado, intestino.
  

  Aparato respiratorio

  Nariz, laringe, faringe, traquea, bronquios y pulmones.
  

  Aparato excretorAparato reproductor