QUÍMICA: ORGÁNICA E INORGÁNICA: BIOQUÍMICA

CONTENIDO:

BIOELEMENTOS Y BIOCOMPUESTOS
LOS CARBOHIDRATOS
LIPIDOS
PROTEINAS
VITAMINAS
HORMONAS
ESTEROIDES
ALCALOHIDES

Institución Educativa “Carlos Albán” – Programa de Química Orgánica – Grado Undécimo

Bioelementos

Los elementos de la vida. Todos los seres vivos están constituidos, cualitativa y cuantitativamente por los mismos elementos químicos. De todos los elementos que se hallan en la corteza terrestre, sólo unos 70 son componentes de los seres vivos, pero no todos son indispensables ni comunes a todos los seres. Esto confirma la idea de que la vida se ha desarrollado sobre unos elementos concretos que poseen unas propiedades físico-químicas idóneas acordes con los procesos químicos que se desarrollan en los seres vivos.

Se denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Atendiendo a su abundancia (no importancia) se pueden agrupar en tres categorías:

Bioelementos primarios o principales: C, H, O, N. Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de la masa total. Las propiedades físico-químicas que los hacen idóneos son las siguientes:

Forman entre ellos enlaces covalentes, compartiendo electrones.
El carbono, nitrógeno y oxígeno, pueden compartir más de un par de electrones, formando enlaces dobles y triples, lo cual les dota de una gran versatilidad para el enlace químico.
Son los elementos más ligeros con capacidad de formar enlace covalente, por lo que dichos enlaces son muy estables.
A causa configuración tetraédrica de los enlaces del carbono, los diferentes tipos de moléculas orgánicas tienen estructuras tridimensionales diferentes. Esta conformación espacial es responsable de la actividad biológica.
Las combinaciones del carbono con otros elementos, como el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno, etc., permiten la aparición de una gran variedad de grupos funcionales que dan lugar a las diferentes familias de sustancias orgánicas. Estos presentan características físicas y químicas diferentes, y dan a las moléculas orgánicas propiedades específicas, lo que aumenta las posibilidades de creación de nuevas moléculas orgánicas por reacción entre los diferentes grupos.
Los enlaces entre los átomos de carbono pueden ser simples (C - C), dobles (C = C) o triples, lo que permite que puedan formarse cadenas más o menos largas, lineales, ramificadas y anillos.

Bioelementos secundarios S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl. Los encontramos formando parte de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%.

Azufre: Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina), presentes en todas las proteínas. También en algunas sustancias como el Coenzima A
Fósforo: Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucléicos. Forman parte de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares. También forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos.
Magnesio: Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones químicas del organismo.
Calcio: Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso.
Sodio: Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular.
Potasio: Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular.
Cloro: Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluído intersticial.

Oligoelementos, Denominados micro constituyente, o elementos vestigiales, que aparecen en la materia viva en proporción inferior al 0,1% siendo también esenciales para la vida.

Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse comunes para casi todos, y estos son: hierro, manganeso, cobre, zinc, flúor, iodo, boro, silicio, vanadio, cromo, cobalto, selenio, molibdeno y estaño. Las funciones que desempeñan, quedan reflejadas en el siguiente cuadro:

Hierro: Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas y formando parte de citocromos que intervienen en la respiración celular, y en la hemoglobina que interviene en el transporte de oxígeno.
Manganeso: Interviene en la fotolisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis en las plantas.
Iodo: Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo
Flúor: Forma parte del esmalte dentario y de los huesos.
Cobalto: Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina.
Silicio: Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas.
Cromo: Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.
Zinc: Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.
Litio: Actúa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de depresiones.
Molibdeno: Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas.

Taller:

Complete el mapa conceptual propuesto.
¿Cuáles de los conceptos tratados en el texto han sido trabajados durante el curso de química orgánica, y cuáles no?.
Consulte y prepare un informe, acerca de lo que ocurre en el humano si hay deficiencia de algunos (3) de los bioelementos.

Bioquímica

La bioquímica es la ciencia que estudia composición química de los seres vivos, especialmente las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos, además de otras pequeñas moléculas presentes en las células y las reacciones químicas que sufren estos compuestos que les permiten obtener energía y generar biomoléculas propias. La bioquímica se basa en el concepto de que todo ser vivo contiene carbono y en general las moléculas biológicas están compuestas principalmente de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Es la ciencia que estudia la base química de la vida, las moléculas que componen las células y los tejidos, que catalizan las reacciones químicas del metabolismo celular como la digestión, la fotosíntesis y la inmunidad, entre otras.

Historia de la bioquímica

El comienzo de la bioquímica puede muy bien haber sido el descubrimiento de la primera enzima, la diastasa, en 1893 por Anselme Payen. En 1828 Friedrich Wöhler publicó un artículo acerca de la síntesis de urea, probando que los compuestos orgánicos pueden ser creados artificialmente, en contraste con la creencia, comúnmente aceptada durante mucho tiempo, que la generación de estos compuestos era posible sólo en el interior de los seres vivos. Desde entonces, la bioquímica ha avanzado, especialmente con el desarrollo de nuevas técnicas como la cromatografía, la difracción de rayos X, marcaje por isótopos y el microscopio electrónico. Estas técnicas abrieron el camino para el análisis detallado y el descubrimiento de muchas moléculas y rutas metabólicas de las células, como la glucólisis y el Ciclo de Krebs (denominado así en honor al bioquímico Hans Adolf Krebs).

Actualmente, la Bioquímica se encuentra ante continuos descubrimientos y hechos científicos. La definición del genoma humano, la clonación de genes para la regulación de enfermedades terminales tales como el cáncer, el entendimiento del funcionamiento del virus del SIDA para poder combatirlo, la preparación de nuevas drogas para erradicar infecciones bacteriales como el Antrax, el desarrollo de armas biológicas para la defensa nacional, la revolucionaria industria de perfumes y cosméticos, el desarrollo de alimentos resistentes a hongos e insectos.

Las biomoléculas o biocompuestos: Son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Los 4 cuatro bioelementos más abundantes en los seres vivos son el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, representando alrededor del 99% de la masa de la mayoría de las células.

Clasificación de las biomoléculas: Según la naturaleza química, las biomoléculas pueden ser:

1. Biomoléculas inorgánicas: Son biomoléculas no formadas por los seres vivos, pero imprescindibles para ellos, como el agua, la biomolécula más abundante, los gases (oxígeno, dióxido de carbono) y las sales inorgánicas: aniones como fosfato (HPO4−), bicarbonato (HCO3−) y cationes como el amonio (NH4+).

2. Biomoléculas orgánicas o principios inmediatos: Son sintetizadas solamente por los seres vivos y tienen una estructura a base de carbono. Están constituidas principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno, y con frecuencia están también presentes nitrógeno, fósforo y azufre; otros elementos son a veces incorporados pero en mucha menor proporción.

Las biomoléculas orgánicas pueden agruparse en cuatro grandes tipos:

a. Glúcidos: Los glúcidos (impropiamente llamados hidratos de carbono o carbohidratos) son la fuente de energía primaria que utilizan los seres vivos para realizar sus funciones vitales; la glucosa está al principio de una de las rutas metabólicas productoras de energía más antigua, la glucólisis, usada en todos los niveles evolutivos, desde las bacterias a los vertebrados. Muchos organismos, especialmente los de estirpe vegetal (algas, plantas) almacenan sus reservas en forma de almidón. Algunos glúcidos forman importantes estructuras esqueléticas, como la celulosa, constituyente de la pared celular vegetal, o la quitina, que forma la cutícula de los artrópodos.

b. Lípidos: Los lípidos saponificables cumplen dos funciones primordiales para las células; por una parte, los fosfolípidos forman el esqueleto de las membranas celulares (bicapa lipídica); por otra, los triglicéridos son el principal almacén de energía de los animales. Los lípidos insaponificables y los isoprenoides desempeñan funciones reguladoras (colesterol, hormonas sexuales, prostaglandinas).

c. Proteínas: Las proteínas son las biomoléculas que más diversidad de funciones realizan en los seres vivos; prácticamente todos los procesos biológicos dependen de su presencia y/o actividad. Son proteínas casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones metabólicas de las células; muchas hormonas, reguladores de actividades celulares; la hemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre; anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes extraños; los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuesta determinada; la actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante la contracción; el colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén.

d. Ácidos nucleicos: Los ácidos nucleicos, ADN y ARN, desempeñan, tal vez, la función más importante para la vida: contener, de manera codificada, las instrucciones necesarias para el desarrollo y funcionamiento de la célula. El ADN tiene la capacidad de replicarse, transmitiendo así dichas instrucciones a las células hijas que heredaran la información.

Actividad en clase:

1. Busque 15 términos nuevos o de interés que aparecen en el texto. Valor(1)

2. Responda las siguientes preguntas: ¿Qué es la bioquímica? ¿En que se fundamenta la bioquímica? ¿Cómo se inicia la bioquímica? ¿Cuáles son dos avances dados en la bioquímica? ¿En cuales temas avanza actualmente la bioquímica? ¿Qué es un biocompuesto? En síntesis ¿Qué es un carbohidrato, Lípido, Proteína y Ácido Nucleico? Valor (1.5)

3. Ingéniese un mapa conceptual acerca de las biomoléculas. Valor (2.5)

2. LOS CARBOHIDRATOS.

PALABRAS CLAVES
Glucidos, Lípidos, proteinas, glucosa, glucogeno, fructosa, sacarosa, almidón, polisacarido.

OBJETIVOS

a). Identificar la funcion de los carbihidratos en el organismo.

b). Tipificar los carbohodratos de acuerdo a su estructura química.

c). Reconocer las diferentes estructuras y procesos metabólicos de los carbohidratos.

GUIA DE TRABAJO

Lea atentamente el texto.
Escriba los datos más importantes en su agenda o libreta de apuntes.
Investigue los términos o palabras subrayadas que aparecen.
Elabore un mapa conceptual acerca del tema tratado en el video "Carbohidratos"
Practique el ejercicio que aparece al final de cada tema.

También llamados glúcidos, se pueden encontrar casi de manera exclusiva en alimentos de origen vegetal. Constituyen uno de los tres principales grupos químicos que forman la materia orgánica junto con las grasas y las proteínas.

Normalmente se los encuentra en las partes estructurales de los vegetales y también en los tejidos animales, como glucosa o glucógeno. Estos sirven como fuente de energía para todas las actividades celulares vitales.

Da solucion a la sopa de letras

Funciones

Las funciones que los glúcidos cumplen en el organismo son, energéticas, de ahorro de proteínas, regulan el metabolismo de las grasas y estructural.

Se suele recomendar que mínimamente se efectúe una ingesta diaria de 100 gramos de hidratos de carbono para mantener los procesos metabólicos.

Estructuralmente, los carbohidratos constituyen una porción pequeña del peso y estructura del organismo, pero de cualquier manera, no debe excluirse esta función de la lista, por mínimo que sea su indispensable aporte.

Clasificación de los hidratos de carbono:

Carbohidratos simples:

Los hidratos de carbono simples son los monosacáridos, entre los cuales podemos mencionar a la glucosa y la fructosa que son los responsables del sabor dulce de muchos frutos.

El azúcar, la miel, el jarabe de arce (maple syrup), mermeladas, jaleas y golosinas son hidratos de carbono simples y de fácil absorción.

Carbohidratos complejos:

Los hidratos de carbono complejos son los polisacáridos; formas complejas de múltiples moléculas. Entre ellos se encuentran la celulosa que forma la pared y el sostén de los vegetales; el almidón presente en tubérculos como la patata y el glucógeno en los músculos e hígado de animales. Documento completo.

De manera general, los carbohidratos se pueden dividir en simples y complejos. Los azúcares simples, como la glucosa, son carbohidratos que no pueden ser hidrolizados en moléculas más pequeñas. Los carbohidratos complejos están constituidos por la unión de dos o más azúcares simples. Por ejemplo, la sacarosa es un dímero compuesto por dos unidades de glucosa, mientras que la celulosa es un polímero de la glucosa. De acuerdo con el número de unidades simples que posea un carbohidrato, podemos diferenciar: monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. Los monosacáridos son azúcares simples, los disacáridos están compuestos por dos monosacáridos y los polisacáridos, por más de dos unidades simples.

Dentro de los monosacáridos podemos encontrar varios tipos de azúcares, de acuerdo con el número de carbonos que posea la molécula. Así, las triosas tienen 3 carbonos, las pentosas 5, y las hexosas, 6 carbonos. Por otro lado, según el grupo funcional, los monosacáridos pueden ser aldosas, si tiene el grupo aldehído, o cetosas, si tiene un grupo cetónico.

MONOSACÁRIDOS

Los azúcares son moléculas complejas con más de un carbono quiral, por lo que el número de estereoisómeros posibles puede ser grande. Por ejemplo, una pentosa, con 3 carbonos quirales tiene 2³ = 8 estereoisómeros posibles y una hexosa, con 4 carbonos quirales, tiene 2⁴ = 16 estereoisómeros posibles. Sin embargo, de todos los posibles estereoisómeros, en la naturaleza sólo se presentan unos pocos, como se verá más adelante.

El gliceraldehído es el monosacárido más sencillo que existe. Con base en su estructura se define otra clasificación de los carbohidratos: los tipos D y L. 5

AZÚCARES D Y L

Retomando fórmula del gliceraldehído, observe que el d-gliceraldehído se diferencia del l-gliceraldehído en que el grupo OH del, segundo carbono, es decir, el carbono quiral está a la derecha o a la izquierda respectivamente. Esto es cierto no sólo en el papel, esquemáticamente, sino en la forma tridimensional de la molécula, por lo que tradicionalmente, a estas configuraciones se las denominó D y L (por dextrógira/derecha y levógira/izquierda). Así, cuando un monosacárido presenta el grupo OH del carbono más alejado del grupo carbonilo - es decir el carbono equivalente al C2 del gliceraldehído - a la derecha, se denomina D. Igualmente si el OH está a la izquierda de la molécula es de tipo L. Aun cuando ambas formas son igualmente posibles, en la naturaleza predominan las formas D sobre las L.

Dado que esta denominación es enteramente relativa al gliceraldehído, los carbohidratos D o L con mayor número de carbonos no necesariamente son dextrógiros (d) levógiros (l). En las siguientes imágenes se muestran algunos enantiómerosde tetrosas, pentosas y hexosas. Nota que todo; son tipos D (grupo OH indicado en azul u Ovalo) y que se diferencian entre sí por las posiciones de otros sustituyentes hidroxil.

Crucigrama: Carbohidratos

2. LÍPIDOS

PALABRAS CLAVES Lípido, grasas, hidrosolubles, liposolubles, fosfolípido.

OBJETIVOS

a). Identificar la funcion de los lípidos en el organismo.

b). Tipificar los lípidos de acuerdo a su estructura química.

c). Reconocer las diferentes estructuras y procesos metabólicos de los lípidos. GUIA DE TRABAJO

Lea atentamente el texto.
Escriba los datos más importantes en su agenda o libreta de apuntes.
Investigue los términos o palabras subrayadas que aparecen.
Analice y evalue el mapa conceptual acerca del tema tratado "Lípidos"
Observe el video y solucione el ejercicio que aparece al final del tema.

Una definición práctica de lípidos: formaciones moleculares que sirven como reserva de energía y son la base de las estructuras bióticas.

Los lípidos, un grupo heterogéneo de sustancias orgánicas que se encuentran en los organismos vivos, son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos. Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre.

En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, aunque las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales.

Los lípidos se distinguen de otros tipos de compuestos orgánicos porque no son solubles en agua (hidrosolubles) sino en disolventes orgánicos (alcohol, éter).

Entre los lípidos más importantes se hallan los fosfolípidos, componentes mayoritarios de la membrana de la célula. Los fosfolípidos limitan el paso de agua y compuestos hidrosolubles a través de la membrana celular, permitiendo así a la célula mantener un reparto desigual de estas sustancias entre el exterior y el interior. Documento completo.

Analice el siguiente mapa conceptual.

Desarrolla la actividad, con un clic aquí. Para complementar, observe este video.

3. PROTEÍNAS

PALABRAS CLAVES proteina, macromolecula, aminoácidos, holoproteinas, heteroproteinas, péptido .

OBJETIVOS

a). Identificar la funcion de las proteinas en el organismo.

b). Tipificar las proteinas de acuerdo a su estructura química.

c). Reconocer las diferentes estructuras y procesos metabólicos de las proteinas. GUIA DE TRABAJO

Lea atentamente el texto.
Escriba los datos más importantes en su agenda o libreta de apuntes.
Investigue los términos o palabras subrayadas que aparecen.
Elabore un mapa conceptual acerca del tema tratado en el video "Proteinas"
Practique el ejercicio que aparece al final de cada tema.

Composición química y clasificación.

Las proteínas son los materiales que desempeñan un mayor número de funciones en las células de todos los seres vivos. Por un lado, forman parte de la estructura básica de los tejidos (músculos, tendones, piel, uñas, etc.) y, por otro, desempeñan funciones metabólicas y reguladoras (asimilación de nutrientes, transporte de oxígeno y de grasas en la sangre, inactivación de materiales tóxicos o peligrosos, etc.). También son los elementos que definen la identidad de cada ser vivo, ya que son la base de la estructura del código genético (ADN) y de los sistemas de reconocimiento de organismos extraños en el sistema inmunitario.

Son macromoléculas orgánicas, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (I), etc...

Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades estructurales llamados AMINOÁCIDOS, a los cuales podríamos considerar como los "ladrillos de los edificios moleculares proteicos".

Se clasifican, de forma general, en Holoproteinas y Heteroproteinas según estén formadas respectivamente sólo por aminoácidos o bien por aminoácidos más otras moléculas o elementos adicionales no aminoacídicos.

Los aminoácidos

Son sustancias cristalinas, casi siempre de sabor dulce.

Los aminoácidos se caracterizan por poseer un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2).

Los aminoácidos son las unidades elementales constitutivas de las moléculas denominadas Proteínas. Son pues, y en un muy elemental símil, los "ladrillos" con los cuales el organismo reconstituye permanentemente sus proteínas específicas consumidas por la sola acción de vivir. Los alimentos que ingerimos nos proveen proteínas. Pero tales proteínas no se absorben normalmente en tal constitución sino que, luego de su desdoblamiento ("hidrólisis" o rotura), causado por el proceso de digestión, atraviesan la pared intestinal en forma de aminoácidos y cadenas cortas de péptidos. Esas sustancias se incorporan inicialmente al torrente sanguíneo y, desde allí, son distribuidas hacia los tejidos que las necesitan para formar las proteínas, consumidas durante el ciclo vital.

Los aminoácidos poseen momentos dipolares grandes, son solubles en agua e insolubles en hidrocarburos, y son sustancias cristalinas con puntos de fusión altos.Además los aminoácidos son Anfóteros: pueden reaccionar como ácidos o como bases, dependiendo de las circunstancias.

Se sabe que de los 20 aminoácidos proteicos conocidos, 8 resultan indispensables (o esenciales) para la vida humana y 2 resultan "semiindispensables". Son estos 10 aminoácidos los que requieren ser incorporados al organismo en su cotidiana alimentación y, con más razón, en los momentos en que el organismo más los necesita: en la disfunción o enfermedad. Los aminoácidos esenciales más problemáticos son el triptófano, la lisina y la metionina. Es típica su carencia en poblaciones en las que los cereales o los tubérculos constituyen la base de la alimentación. Los déficit de aminoácidos esenciales afectan mucho más a los niños que a los adultos.

Hay que destacar que, si falta uno solo de ellos (aminoácido esenciales) no será posible sintetizar ninguna de las proteínas en la que sea requerido dicho aminoácido. Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutrición, según cual sea el aminoácido limitante.

complemente la información con el siguiente video:

DOCUMENTO COMPLETO SOBRE AMINOACIDOS, PEPTIDOS Y PROTEINAS.

Los péptidos y el enlace peptídico.

Los péptidos están formados por la unión de aminoácidos mediante un enlace peptídico. Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, dando lugar al desprendimiento de una molécula de agua.

Así pues, para formar péptidos los aminoácidos se van enlazando entre sí formando cadenas de longitud y secuencia variable. Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos convencionales como:

Oligopéptidos.- si el n º de aminoácidos es menor de 10.
Dipéptidos.- si el n º de aminoácidos es 2.
Tripéptidos.- si el n º de aminoácidos es 3.
Tetrapéptidos.- si el n º de aminoácidos es 4.
Polipéptidos o cadenas polipeptídicas.- si el número de aminoácidos es mayor de 10.

En general, se consideran peptidos si tienen menos de 50 aminoacidos y proteinas si tien mas de esa cantidad.

Cada péptido o polipéptido se suele escribir, convencionalmente, de izquierda a derecha, empezando por el extremo N-terminal que posee un grupo amino libre y finalizando por el extremo C-terminal en el que se encuentra un grupo carboxilo libre, de tal manera que el eje o esqueleto del péptido, formado por una unidad de seis átomos (-NH-CH-CO-), es idéntico a todos ellos. Lo que varía de unos péptidos a otros, y por extensión, de unas proteínas a otras, es el número, la naturaleza y el orden o secuencia de sus aminoácidos.

Si la hidrólisis de una proteína produce únicamente aminoácidos, la proteína se denomina simple. Si, en cambio, produce otros compuestos orgánicos o inorgánicos, denominados grupo prostético, la proteína se llama conjugada.

Propiedades de las proteínas

Desnaturalización.

Consiste en la pérdida de la estructura terciaria, por romperse los puentes que forman dicha estructura. Todas las proteínas desnaturalizadas tienen la misma conformación, muy abierta y con una interacción máxima con el disolvente, por lo que una proteína soluble en agua cuando se desnaturaliza se hace insoluble en agua y precipita.

La desnaturalización se puede producir por cambios de temperatura, ( huevo cocido o frito ), variaciones del pH. En algunos casos, si las condiciones se restablecen, una proteína desnaturalizada puede volver a su anterior plegamiento o conformación, proceso que se denomina renaturalización.

Valor biológico de las proteínas

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.

5. VITAMINAS PALABRAS CLAVES Nutrición, vitamina, enzima, coenzima, dieta.

OBJETIVOS

a). Identificar la funcion de las vitaminas en el organismo.

b). Tipificar las vitaminas de acuerdo a su estructura química.

c). Reconocer las diferentes estructuras y procesos metabólicos de las vitaminas.

GUIA DE TRABAJO

Lea atentamente el texto.
Escriba los datos más importantes en su agenda o libreta de apuntes.
Investigue los términos o palabras subrayadas que aparecen.
Elabore un mapa conceptual acerca del tema tratado en el video "Vitaminas"
Practique el ejercicio que aparece al final de cada tema.

En 1912 el bioquímico inglés F. Hoapkins descubrió que las ratas sometidas a una dieta de productos "purificados", conteniendo todas las sustancias consideradas hasta ese momento necesarias para la nutrición, detenían su proceso de crecimiento, que se volvía a iniciar cuando a las ratas se le suministraba a diario una pequeña cantidad de leche fresca.

Este y otros experimentos similares demostraron la existencia en los alimentos de ciertas sustancias orgánicas, desconocidas hasta entonces, indispensables para el desarrollo animal. Sustancias a las que, en 1912 el bioquímico Casimir Funk propuso denominar vitaminas, la palabra proviene del latín vita (vida) y de amina (amina necesaria para la vida).

En tan solo veinte años (de 1928 a 1948) se identificaron todas las vitaminas, se determinó su estructura química, se produjeron de forma sintética en el laboratorio y se estableció su papel en los procesos nutritivos.

Gracias a este colosal esfuerzo científico, hoy conocemos bien las trece vitaminas indispensables en la dieta y se ha podido erradicar varias enfermedades que fueron plaga de la humanidad durante largo tiempo

Las vitaminas son sustancias orgánicas imprescindibles en los procesos metabólicos que tienen lugar en la nutrición de los seres vivos. No aportan energía, puesto que no se utilizan como combustible, pero sin ellas el organismo no es capaz de aprovechar los elementos constructivos y energéticos suministrados por la alimentación.

Normalmente se utilizan en el interior de las células como precursoras de los coenzimas, a partir de los cuales se elaboran los miles de enzimas que regulan las reacciones químicas de las que viven las células.

Las vitaminas deben ser aportadas a través de la alimentación, puesto que el cuerpo humano no puede sintetizarlas. Una excepción es la vitamina D, que se puede formar en la piel con la exposición al sol, y las vitaminas K, B1, B12 y ácido fólico, que se forman en pequeñas cantidades en la flora intestinal.

Con una dieta equilibrada y abundante en productos frescos y naturales, dispondremos de todas las vitaminas necesarias y no necesitaremos ningún aporte adicional en forma de suplementos de farmacia o herbolario. Un aumento de las necesidades biológicas requiere un incremento de estas sustancias, como sucede en determinadas etapas de la infancia, el embarazo, la lactancia y durante la tercera edad. El consumo de tabaco, alcohol o drogas en general provoca un mayor gasto de algunas vitaminas, por lo que en estos casos puede ser necesario un aporte suplementario. Debemos tener en cuenta que la mayor parte de las vitaminas sintéticas no pueden sustituir a las orgánicas, es decir, a las contenidas en los alimentos o extraídas de productos naturales (levaduras, germen de trigo, etc.). Aunque las moléculas de las vitaminas de síntesis tengan los mismos elementos estructurales que las orgánicas, en muchos casos no tienen la misma configuración espacial, por lo que cambian sus propiedades.

Son sustancias lábiles, ya que se alteran fácilmente por cambios de temperatura y pH, y también por almacenamientos prolongados.

Aunque todos los alimentos aportan vitaminas en mayor o menor cantidad, no hay ningún alimento que las posea todas y menos aún en las cantidades necesarias para el organismo. Por tanto, hay de buscar una dieta variada y equilibrada que incluya abundancia de frutas y verduras, por su gran contenido en vitaminas.

Las deficiencias de vitaminas y los excesos de algunas de ellas producen enfermedades de mayor o menor gravedad.

Para complementar la información, observe este video.

5. HORMONAS

PALABRAS CLAVES Hormona, esteroides, glándula, endocrina, exocrina, hipotálamo, hipófisis,

OBJETIVOS

a). Identificar la funcion de las hormonas en el organismo.

b). Tipificar las hormonas de acuerdo a su estructura química.

c). Reconocer las diferentes estructuras y procesos metabólicos de las hormonas. GUIA DE TRABAJO

Lea atentamente el texto.Sistema secretor.
Escriba los datos más importantes en su agenda o libreta de apuntes.
Investigue los términos o palabras subrayadas que aparecen.
Analice y evalue el mapa conceptual acerca del tema tratado "Hormonas".
Observe el video y solucione el ejercicio que aparece al final del tema.

"Una hormona es una sustancia química secretada en los líquidos corporales, por una célula o un grupo de células que ejerce un efecto fisiológico sobre otras células del organismo"( MARTÍN VILLAMOR Y SOTO ESTEBAN. Serie de manuales de Enfermería: Anatomo-Fisiología, tomo I y II. Masso-Salvat. 1994. ). Para facilitar la comprensión, las hormonas son sustancias fabricadas por las glándulas endocrinas, que al verterse en el torrente sanguíneo activan diversos mecanismos y ponen en funcionamientos diversos órganos del cuerpo. Actividad:

"Las hormonas son sustancias químicas producidas por el cuerpo que controlan numerosas funciones corporales"( DEBUSE N. Lo esencial en Sistema endocrino y aparato reproductor. Cursos "Crash" de Mosby. Harcourt-Brace. 1998.). Las hormonas actúan como "mensajeros" para coordinar las funciones de varias partes del cuerpo. La mayoría de las hormonas son proteínas que consisten de cadenas de aminoácidos. Algunas hormonas son esteroides, sustancias grasas producidas a base de colesterol.

Las hormonas van a todos lugares del cuerpo por medio del torrente sanguíneo hasta llegar a su lugar indicado, logrando cambios como aceleración del metabolismo, aceleración del ritmo cardíaco, producción de leche, desarrollo de órganos sexuales y otros.

El sistema hormonal se relaciona principalmente con diversas acciones metabólicas del cuerpo humano y controla la intensidad de funciones químicas en las células. Algunos efectos hormonales se producen en segundos, otros requieren varios días para iniciarse y durante semanas, meses, incluso años.

Funciones que controlan las hormonas

Las actividades de órganos completos.
El crecimiento y desarrollo.
Reproducción
Las características sexuales.
El uso y almacenamiento de energía
Los niveles en la sangre de líquidos, sal y azúcar.

Metabolismo Hormonal

El hígado y los riñones desempeñan un papel fundamental en la depuración y excreción de estas hormonas, pero poco se sabe acerca del proceso detallado de su metabolismo. La vida media de la prolactina es de 12 minutos; la de la LH y FSH es cercana a la hora, mientras que la HCG tiene una vida media de varias horas. Si el contenido de ácido siálico es mayor, más prolongada es la supervivencia de la hormona en la circulación.

Fábrica de hormonas

Las encargadas de producir las hormonas son las glándulas endocrinas. Dentro de ellas, el primer lugar lo ocupa sin duda la hipófisis o glándula pituitaria, que es un pequeño órgano de secreción interna localizado en la base del cerebro, junto al hipotálamo. Tiene forma ovoide (de huevo) y mide poco más de diez milímetros. A pesar de ser tan pequeñísima, su función es fundamental para el cuerpo humano, por cuanto tiene el control de la secreción de casi todas las glándulas endocrinas.

La hipófisis está formada por dos glándulas separadas, conocidas como adenohipófisis y neurohipófisis. La primera corresponde al lóbulo anterior y la segunda al lóbulo posterior. Se comunica anatómica y funcionalmente a través de la sangre con el hipotálamo, lo que articula una gran coordinación entre el sistema nervioso y el endocrino.

La relación hipotálamo-hipófisis es bastante particular, puesto que, a diferencia del resto del sistema nervioso, en que las neuronas se relacionan directamente con su efector (órgano terminal que distribuye los impulsos nerviosos que recibe, activando la secreción de una glándula o contracción de un músculo), en la hipófisis las neuronas hipotalámicas no hacen contacto directo con sus efectoras. Estas últimas pasan a la sangre y alcanzan la adenohipófisis a través de una red capilar que se extiende entre el hipotálamo y la hipófisis anterior. En consecuencia, los núcleos hipotalámicos son fundamentales para el normal funcionamiento de la hipófisis.