Los bioelementos y los biocompuestos

Como hemos visto, en la naturaleza apenas existen alrededor de 90 elementos químicos. Si ellos permanecieran aislados unos de los otros, sin combinarse, la naturaleza sería bastante monótona ya que tendríamos un número de materiales verdaderamente limitado. Pero por suerte, sabemos que no es así.

Continuamente nuevos compuestos se descubren en su forma natural o se crean de manera artificial en los laboratorios. ¿Cuántos se conocen en la actualidad? Sería temerario decirlo, tal vez se cuenten por centenares de miles, es difícil precisar el número de compuestos conocidos, sin embargo, los que encontramos en la naturaleza o sintetizados son todavía bastante limitados con relación al total que potencialmente podría existir. A estas sustancias las denominamos compuestos por la sencilla razón de estar formadas por elementos en cualquiera de sus formas alotrópicas.

Los biocompuestos y Los biocompuestos

Los bioelementos son los elementos químicos que constituyen los seres vivos.

De los aproximadamente 100 elementos químicos que existen en la naturaleza, unos 70 se encuentran en los seres vivos. De éstos, sólo unos 22 se encuentran en todos en cierta abundancia y cumplen una cierta función.

Clasificaremos los bioelementos en:

• Bioelementos primarios: O, C, H, N, P y S. Representan en su conjunto el 96,2% del total.

• Bioelementos secundarios: Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+, Cl-. Aunque se encuentran en menor proporción que los primarios, son también imprescindibles para los seres vivos. En medio acuoso se encuentran siempre ionizados.

• Oligoelementos o elementos vestigiales: Son aquellos bioelementos que se encuentran en los seres vivos en un porcentaje menor del 0.1%. Algunos, los indispensables, se encuentran en todos los seres vivos, mientras que otros, variables, solamente los necesitan algunos organismos.

Los bioelementos se unen entre sí para formar moléculas que llamaremos biomoléculas: Las moléculas que constituyen los seres vivos  Los cuatro bioelementos más abundantes en los seres vivos son el carbono, hidrogeno,oxigeno y nitrogeno. representando alrededor del 99% de la masa de la mayoría de las celulas. Estos cuatro elementos son los principales componentes de las biomoléculas debido a que:

• Permiten la formación de enlaces covalentes entre ellos, compartiendo electrones, debido a su pequeña diferencia de electronegatividad. Estos enlaces son muy estables, la fuerza de enlace es directamente proporcional a las masas de los átomos unidos.

• Permiten a los átomos de carbono la posibilidad de formar esqueletos tridimensionales –C-C-C- para formar compuestos con número variable de carbonos.

• Permiten la formación de enlaces múltiples (dobles y triples) entre C y C, C y O, C y N, así como estructuras lineales ramificadas cíclicas, heterocíclicas, etc.

• Permiten la posibilidad de que con pocos elementos se den una enorme variedad de grupos funcionales(alcoholes,aldehidos,cetonas,acidos,aminas ,etc.) con propiedades químicas y físicas diferentes.

Los Biocompuestos Los organismos vivos y particularmente el hombre están formados por infinidad de compuestos diferentes que cumplen funciones especificas de importancia en las reacciones que mantienen el funcionamiento de los diversos sistemas vitales. A estos compuestos, se los denomina biomoléculas, por su trascendencia en el mantenimiento de la vida.Se clasifican en hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidos nucléicos. 

Los CARBOHIDRATOS, también llamados hidratos de carbono, glúcidos o azúcares son la fuente más abundante y económica de energía alimentaria de nuestra dieta.Están presentes tanto en los alimentos de origen animal como la leche y sus derivados como en los de origen vegetal; legumbres, cereales, harinas, verduras y frutas.

Funciones

La principal función de los carbohidratos es suministrarle energía al cuerpo, especialmente al cerebro y al sistema nervioso. Una enzima llamada amilasa ayuda a descomponer los carbohidratos en glucosa (azúcar en la sangre), la cual se usa como fuente de energía por parte del cuerpo.

Fuentes alimenticias

Los carbohidratos se clasifican como simples o complejos. La clasificación depende de la estructura química del alimento y de la rapidez con la cual se digiere y se absorbe el azúcar. Los carbohidratos simples tienen uno (simple) o dos (doble) azúcares, mientras que los carbohidratos complejos tienen tres o más.

Los ejemplos de azúcares simples provenientes de alimentos abarcan:

• Fructosa (se encuentra en las frutas)
• Galactosa (se encuentra en los productos lácteos)

Los azúcares dobles abarcan:

• Lactosa (se encuentra en los productos lácteos)
• Maltosa (se encuentra en ciertas verduras y en la cerveza)
• Sacarosa (azúcar de mesa)

La miel también es un azúcar doble, pero a diferencia del azúcar de mesa, contiene una pequeña cantidad de vitaminas y minerales. (Nota: a los niños menores de 1 año no se les debe dar miel).

Los carbohidratos complejos, a menudo llamados alimentos "ricos en almidón", incluyen:

• Las legumbres
• Las verduras ricas en almidón
• Los panes y cereales integrales

Los carbohidratos simples que contienen vitaminas y minerales se encuentran en forma natural en:

• Las frutas
• La leche y sus derivados
• Las verduras

Los carbohidratos simples también se encuentran en los azúcares procesados y refinados como:

• Las golosinas
• Las bebidas carbonatadas (no dietéticas) regulares, como las bebidas gaseosas
• Los jarabes
• El azúcar de mesa

Los azúcares refinados suministran calorías, pero carecen de vitaminas, minerales y fibra. Estos azúcares simples a menudo son llamados "calorías vacías" y pueden llevar al aumento de peso.

Los LÍPIDOS Son un grupo diverso de moléculas, que contienen regiones formadas casi exclusivamente por hidrógeno y carbono. Algunos almacenan energía, son hidro solubles, se encuentran en el aceite de maíz, aceite de oliva, mantequilla, cera de abeja, 

FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS

Los lípidos desempeñan cuatro tipos de funciones:

• Función de reserva: Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce 9'4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4'1 kilocaloría/gr.

• Función estructural: Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de pies y manos.

• Función biocatalizadora: En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.

• Función transportadora: El transporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino se raliza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolípidos.

CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS:

GLICERIDOS O GRASAS

Son aquellos formados por una glicerina y tres ácidos grasos. Las grasas más comunes las palmitinas, la oleína y la estearina. A las grasas que son liquidas a la temperatura ambiente.

CERAS
Realizan funciones de impermeabilización. Así algunas hojas, frutos, la piel humana y las plumas de ave se recubren de una capa delgada de cera para facilitar el deslizamiento del agua y la lubricación de los tejidos.

FOSFOLIPIDOS

Son grasas que además de ácidos grasos y glicerina, contienen acido fosfórico y otros componentes. Los fosfolípidos son compuestos básicos de la mitocondrias, el tejido nervioso y las membranas celulares.

ESTEROLES

Son compuestos cristalinos encontrados en los animales y las plantas. El colesterol es el esterol más importante; se distribuye en toda las partes del organismo, aunque es más abundante en el cerebro y la medula espina 

Las PROTEINAS son grandes moléculas formadas por la unión de varios Aminoácidos, son uno de los nutrientes más importantes que forma los músculos y hueso además de que es el encargado de suministrar energía al organismo.Las proteínas están compuestas por Carbono, hidrógeno,Oxigeno y Nitrógeno.Las proteínas cumplen una función esencial en el organismo de los seres vivos, puesto que están involucradas en todos los procesos biológicos que ocurren en el cuerpo.Las propiedades de cada una de las proteínas al igual que su funcionalidad dependen de la secuencia de aminoácidos que la formen.

El conjunto de los aminoácidos esenciales sólo está presente en las proteínas de origen animal. En la mayoría de los vegetales siempre hay alguno que no está presente en cantidades suficientes. Se define el valor o calidad biológica de una determinada proteína por su capacidad de aportar todos los aminoácidos necesarios para los seres humanos. La calidad biológica de una proteína será mayor cuanto más similar sea su composición a la de las proteínas de nuestro cuerpo. De hecho, la leche materna es el patrón con el que se compara el valor biológico de las demás proteínas de la dieta.  

Por otro lado, no todas las proteínas que ingerimos se digieren y asimilan. La utilización neta de una determinada proteína, o aporte proteico neto, es la relación entre el nitrógeno que contiene y el que el organismo retiene. Hay proteínas de origen vegetal, como la de la soja, que a pesar de tener menor valor biológico que otras proteínas de origen animal, su aporte proteico neto es mayor por asimilarse mucho mejor en nuestro sistema digestivo.

FUNCIÓN DE LAS PROTEINAS

La función principal de las proteínas es la estructural o plástica, es decir, nos ayudan a fabricar y regenerar nuestros tejidos. Es decir, si comparamos nuestro cuerpo con una casa, las proteínas serían los ladrillos, junto con  los cimientos y las tejas.

No obstante, además de esta función, desempeñan otras como:

• Energética: cuando la ingesta de hidratos de carbono y grasas procedentes de la dieta sea insuficiente para cubrir las necesidades energéticas, en caso de un ayuno prolongado, la degradación de proteínas (aminoácidos) cubrirá estas carencias.
• Reguladora: hay proteínas, como por ejemplo la insulina (hormona del crecimiento), implicadas en la regulación de muchos procesos.
• Transporte: por ejemplo, la hemoglobina, se encarga de transportar el oxígeno; o la albúmina, transporta ácidos grasos libres.
• Defensa: este tipo de proteínas ayudan a las defensas del cuerpo protegiendo al organismo de ciertos agentes extraños o exterminándolos. Un ejemplo serían las inmunoglobulinas.

FUENTES DE PROTEINAS

A continuación te contamos cuáles son los alimentos que constituyen las mejores fuentes de proteínas:

Alimentos de origen animal

• Huevo: Es una buena fuente de proteínas debido a que contiene la albúmina, de excelente calidad, ya que incluye una elevada cantidad de aminoácidos esenciales.
• Pescados (salmón, arenque, mojarra...).
• Leche.
• Derivados lácteos, queso o yogur.
• Carne magra, pavo y pollo.

Estos alimentos contienen proteínas con un alto número de aminoácidos esenciales, (aquellos que no pueden ser sintetizados por el organismo, por lo que deben ser aportados a través de la dieta).

Alimentos de origen vegetal

• Legumbres (lentejas, habas, garbanzos, frijoles...), conviene completarlos con otro alimento como patatas o arroz.
• Vegetales de hoja verde (col rizada, espinaca...).
• Nueces y frutos secos (siempre que no sean fritos y tengan poca sal).
• Seitán, tempeh, quínoa, algas.

Las proteínas que aportan al organismo los alimentos de origen vegetal, como las legumbres, son de menor calidad que las de origen animal porque presentan menos aminoácidos esenciales, algo que se compensa con una mezcla adecuada de ambos.

El adulto deberá ingerir un aporte de proteínas adecuado a su modo de vida, es decir, si tiene una mayor actividad, necesitará mayor aporte que un adulto sedentario.

Las vitaminas son sustancias indispensables para los procesos metabólicos del organismo. Hay distintos tipos que cumplen funciones diferenciadas. Ingresan al organismo mediante una dieta equilibrada y variada. El cuerpo no produce por sí mismo estas sustancias, por lo que la carencia en la alimentación se traduce siempre en una alteración en el metabolismo corporal.

Las vitaminas se dividen en dos grupos dependientes de su forma de absorción en el organismo: lasvitaminas hidrosolubles y liposolubles.

Las hidrosolubles se disuelven en agua. Esta característica hace que el consumo diario sea más estricto, ya que el lavado y la cocción de los alimentos produce la pérdida de las vitaminas, siendo inferior la cantidad consumida de lo que popularmente se cree.

Las vitaminas hidrosolubles son:

• Vitamina C
• Vitamina B1
• Vitamina B2
• Vitamina B3
• Vitamina B5
• Vitamina B6
• Vitamina B8
• Vitamina B9
• Vitamina B12

Las liposolubles se disuelven en grasas y aceites. Suelen encontrarse en alimentos grasos y son almacenados en los tejidos adiposos del cuerpo. También se acumulan en el hígado, es decir que existe una reserva vitamínica corporal que permite periodos de tiempo sin ingreso de las vitaminas.

Las Vitaminas Liposolubles son:

• Vitamina A
• Vitamina D
• Vitamina E
• Vitamina K

• La vitamina C produce colágeno, proteínas necesarias para la cicatrización y formación de los tejidos.
• La vitamina B1 regula el sistema nervioso y las funciones cardíacas. También contribuye al crecimiento.
• La vitamina B2 contribuye al mantenimiento de las membranas mucosas, la piel y el transporte de oxígeno.
• La vitamina B3 mejora la circulación de la sangre y la producción de neurotransmisores.
• La vitamina B5 contribuye a la desintoxicación del cuerpo.
• La vitamina B6 forma los glóbulos rojos indispensables para el transporte de oxígeno por el cuerpo.
• La vitamina B8 interviene en la formación de glándulas sexuales y en la formación de la dermis.
• La vitamina B9 permite la multiplicación celular, por lo que interviene en el desarrollo del sistema nervioso.
• La vitamina B12 interviene en la síntesis de ADN y ARN, por lo que se relaciona con el sistema nervioso y la genética.
• La vitamina A es antioxidante y participa en la formación de hormonas sexuales y suprarrenales.
• La vitamina D permite la absorción intestinal de proteínas y calcio.
• La vitamina E interviene en la formación de tejidos y en la fertilidad.
• La vitamina K se relaciona, principalmente, con la regulación de la coagulación sanguínea.

ALIMENTOS QUE CONTIENEN VITAMINAS

Las vitaminas hidrosolubles suelen estar en verduras, frutas, panes, huevos, carnes, pescados, lácteos, cereales y vísceras. Las vitaminas B suelen encontrarse en la mayoría de los alimentos, lo cual brinda una satisfacción constante de esta necesidad vitamínica.

Las vitaminas liposolubles se encuentran en aceites, mantequillas, vísceras, verduras, lácteos grasos, chocolates, cereales grasos y alimentos de soja.