Los seres vivos están compuestos principalmente de carbono, nitrógeno, oxígeno e hidrógeno, los cuatro bioelementos fundamentales en la materia viva. Estos elementos se encuentran en los seres vivos combinados en forma de moléculas, a veces muy grandes y complejas, denominadas principios inmediatos.
Los principios inmediatos inorgánicos son el agua y las sales minerales y los principios inmediatos orgánicos están representados por los glúcidos, lípidos, aminoácidos, proteínas y ácidos nucleicos. Los biocatalizadores incluyen un grupo de sustancias orgánicas que intervienen en las reacciones químicas que tienen lugar en todos los seres vivos y son los enzimas, vitaminas y hormonas.
LOS GLÚCIDOS
También llamados hidratos de carbono, son compuestos que se forman en los vegetales durante la fotosíntesis. Aportan casi toda la energía que necesitan los organismos para vivir, proporcionan los átomos de carbono necesarios para sintetizar otras macromoléculas, tienen una importante misión estructural, como es el caso de la celulosa, y son moléculas de almacenamiento de energía.
También llamados hidratos de carbono, son compuestos que se forman en los vegetales durante la fotosíntesis. Aportan casi toda la energía que necesitan los organismos para vivir, proporcionan los átomos de carbono necesarios para sintetizar otras macromoléculas, tienen una importante misión estructural, como es el caso de la celulosa, y son moléculas de almacenamiento de energía.
Existen tres tipos principales de glúcidos, dependiendo de las unidades que los forman. Los de una unidad o monosacáridos, son los hidratos de carbono más sencillos, son sustancias sólidas, de color blanco, cristalizables, solubles en agua, con carácter reductor y normalmente dulces. Los oligosacáridos son los que están formados por cadenas de entre dos unidades a diez. Entre ellos los mas importante son la sacarosa o azúcar común y la lactosa. Y por ultimo los polisacáridos, que son los de cadenas mas largas. Son los hidratos de carbono más abundantes en la naturaleza. Algunos tienen función de reserva, como el almidón de las células vegetales o el glucógeno de los animales, y otros presentan función estructural, como la celulosa.
El exceso de hidratos de carbono en la alimentación puede provocar sobrepeso, obesidad y hasta diabetes. Por otro lado la falta de carbohidratos causa desnutrición, debilidad, irritabilidad, cansancio y falta de energía física y mental.
LÍPIDOS
Los lípidos son sustancias que contienen en su molécula ácidos grasos. Forman parte importante de las estructuras celulares y al degradarse liberan una gran cantidad de energía, y también sirven de aislante térmico. Ejemplos de éstos son los ácidos grasos, el glicerol y los ésteres de glicerol y de ácidos grasos.
El exceso de grasa en el ser humano puede generar problemas de colesterol y triglicéridos altos en sangre, implementando las probabilidades de sufrir infartos del corazón y aterosclerosis. Por otra parte las grasas son las responsables de mantener al sistema nervioso en buen estado, transportar hormonas, etc. por lo que la falta de grasas también puede representar un peligro para la vida.
PROTEÍNAS
Son compuestos cuaternarios, ya que además de carbono, hidrógeno y oxígeno, también contienen nitrógeno. Una característica muy importante de las proteínas es su especificidad, es decir, cada grupo o especie animal o vegetal posee su propia variedad que puede diferir, más o menos, de otras proteínas homologas por la secuencia u orden concreto de los aminoácidos, que enlazados forman la proteína. Precisamente la información hereditaria no es otra cosa que la información para la síntesis de todas y cada una de las proteínas celulares.
Las proteínas desempeñan innumerables funciones en los seres vivos. Algunas son nutritivas (como las albúminas del huevo, de la leche, de la sangre), otras como el colágeno son estructurales o contráctiles como la miosina y la actina, responsables de la contracción muscular. Hay proteínas que tienen misiones defensivas, como es el caso de las ínmunoglobulinas que forman los anticuerpos de la sangre. Algunas constituyen el importante grupo de los enzimas o catalizadores biológicos, otras son hormonas o sustancias que, liberadas en la sangre, tienen una función reguladora del metabolismo.
El exceso en el consumo de proteínas, principalmente de origen animal, puede provocar alteraciones en los riñones, elevación del ácido úrico y del colesterol, problemas cardiovasculares y deficiente absorción del calcio que desencadena en osteoporosis. La falta de proteínas ocasiona desnutrición, problemas en el crecimiento, pérdida de peso, debilidad, baja presión arterial y cardíaca, anemia e incapacidad del cuerpo en la curación de heridas y lesiones en los tejidos.
ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN y ARN
Son las moléculas portadoras del mensaje genético en todos los seres vivos. Se trata de moléculas muy complejas formabas por la unión de diferentes unidades llamadas nucleótidos. Existen dos tipos principales, el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN).
- ADN: Presente en el núcleo de todas la células eucariotas y en el citoplasma de todas las restantes, a excepción de los virus. El ADN es un polímero de nucleótidos, que están formados por una base (adenina, timina, guanina, citosina), un azúcar (desoxirribosa) y ácido fosfórico, y están unidos entre sí por grupos fosforílo. El ADN se dispone formando una doble hélice de dos cadenas que son complementarias y que están una en sentido opuesto a la otra. La gran importancia del ADN radica en que es el portador de la información genética, es decir, de los genes, que son fragmentos de la cadena.
- ARN: Se encuentra en el núcleo y en otras estructuras celulares. Tiene una estructura similar al ADN, aunque el azúcar es ribosa en lugar de desoxirribosa y en las bases hay uracilo en lugar de timina. Una diferencia con el ADN es que no se dispone formando hélices y dependiendo de la función que realiza presenta los siguientes tres tipos de estructura:1. ARN MENSAJERO (ARNm): Hace el proceso de transcripción. Tiene la función de copiar la información que contienen los cromosomas y pasarla al citoplasma donde será leída por el ARNr.2. ARN RIBOSÓMICO (ARNr): es el constituyente principal de los ribosomas y su misión es recoger y unir los aminoácidos que transporta el ARNt.3. ARN de TRANSFERENCIA (ARNt): es el encargado de la traducción del código genético, tiene la capacidad de unirse a los veinte aminoácidos, que se encuentran libres en el citoplasma y los transporta hasta el ribosoma, donde se incorporarán a la cadena peptídica que se está sintetizando. Desempeña un papel muy importante en la síntesis de las proteínas.
Ocasionalmente, en el humano se presentan síndromes con más cromosomas (más ADN), como el Síndrome de Down, en donde hay un cromosoma adicional. También a veces hay pérdida de cromosomas (lo que significa pérdida de ADN), como en el síndrome de Turner, que se presenta en mujeres y en donde se pierde uno de los cromosomas X. Estas pacientes son estériles, tienen baja estatura y membranas características en el cuello.
Respecto del ARN, éste tiene funciones determinantes en la síntesis de proteínas, pero ya que el ARN recibe la información del ADN, las alteraciones que se produzcan en el ADN repercutirán del mismo modo en la síntesis de proteínas.
ENZIMAS
Son los biocatalizadores de las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Constan de dos partes, una proteica llamada apoenzima y otra no proteica que recibe el nombre de coenzima. Como catalizadores no se modifican en el curso de las reacciones, actúan en cantidades pequeñas y no alteran el equilibrio de las reacciones reversibles. Los llamados factores enzimáticos son sustancias químicas que varían las reacciones enzimáticas, inhibiéndolas o activándolas. Otra característica importante de los enzimas es su especificidad, que puede ser con respecto al sustrato (sólo puede actuar con un sustrato concreto) o a la reacción (sólo puede provocar una determinada reacción).
VITAMINAS
Son sustancias orgánicas indispensables para el correcto funcionamiento de todas las actividades del organismo, pero que se requieren en cantidades muy bajas. Un exceso de algunas vitaminas también tienen efectos nocivos para el organismo. Químicamente, las vitaminas son muy heterogéneas y se pueden dividir en dos clases: las hidrosolubles, si son solubles en disolventes acuosos, y las liposolubles, si son solubles en grasas o en disolventes orgánicos.
La avitaminosis o déficit vitamínico puede generar fallos en la actividad metabólica ya que las vitaminas son cofactores (coenzimas) que ayudan a las enzimas en sus procesos catalíticos. En cambio la hipervitaminosis es la excesiva acumulación de una vitamina en el organismo que puede llevar a diversos trastornos dependiendo de que vitamina se trate. Si se trata del exceso de vitamina A, puede generar síntomas similares a los de un tumor cerebral (cefalea, vómitos, dolor en los huesos, visión borrosa). Si se trata de la vitamina B, sus síntomas son similares a los de una presencia excesiva de calcio (debilidad, cansancio, cefaleas y náuseas).
HORMONAS
Las hormonas son mensajeros químicos de naturaleza variada producidas por un tejido o glándula endocrina y secretadas al medio interno y transportadas por la sangre hasta los receptores de los órganos donde realizan su función, tienen una función coordinadora que comparten con el sistema nervioso.
- Fitohormonas: Reciben este nombre las hormonas que se producen en los vegetales, principalmente en los tejidos fundamentales, sobre los que actúan. Algunas de estas hormonas son:
- Las auxinas son las hormonas responsables del crecimiento, se encuentran en los meristemos apicales y estimulan el crecimiento de las yemas y de la raíz, y el desarrollo del fruto.
- Las citocininas que tienen un papel importante en la diferenciación de los tejidos y el desarrollo de los frutos; también intervienen en el sentido del flujo de nutrientes y estimulan el crecimiento de las yemas apicales, ya que favorecen la mitosis
- Las giberilinas, activan el crecimiento ademas de intervenir en la germinación de las semillas.
- El etileno es el responsable de la maduración de los frutos. A temperatura ambiente se encuentra en estado gaseoso.
- El ácido abscísico se produce en condiciones de estrés, interviene en el cierre de los estomas y en algunos casos promueve la senescencia y abscisión de las hojas.
- Hormonas animales: actúan conjuntamente con el sistema nervioso y condicionan y regulan de forma especifica múltiples fenómenos fisiológicos. Cuando la secreción de hormonas es anómala se producen trastornos en el organismo. Algunas de las hormonas son en secretadas al exterior para que sean captadas por otros individuos de la misma especie, estas hormonas reciben el nombre de feromonas.
Por nombrar algunos desequilibrios hormonales se pueden mencionar: La hormona del crecimiento (HGH), su falta produce enanismo y su exceso gigantismo o acromegalia. La L–Tirosina es un precursor directo de la Tiroxina, una de las hormonas primarias de la tiroide.
La falta de tiroxina en los niños produce Cretinismo, anomalía caracterizada por le detención del crecimiento, inteligencia subdesarrollada y obesidad, entre otras. Y el exceso de secreción de tiroxina en una persona adulta produce Mixedema que se caracteriza por un metabolismo basal bajo. Intolerancia al frío, piel seca y escamosa y acumulación de agua en las mejillas.
