Elementos químicos esenciales para la vida – Biología

Entre los 116 elementos químicos presentes en la tabla periódica, al menos 60 están presentes en el cuerpo humano, con propósitos aún desconocidos. Algunos de estos elementos químicos son considerados esenciales para la vida, encargados de mantener el equilibrio nutricional del organismo. La ausencia o deficiencia de estas sustancias, caracterizada por la deficiencia nutricional, está relacionada con el desarrollo de alteraciones funcionales, ya que participan en varios procesos metabólicos. Con el funcionamiento inadecuado del organismo pueden surgir enfermedades que pueden llevar al individuo a la muerte. El agua y ciertos tipos de alimentos son capaces de aportar muchos de estos elementos químicos.

Según la cantidad en que pueden estar presentes en el organismo, estos elementos se pueden dividir en tres grandes categorías: elementos mayoritarios, trazas o microtrazas.

Principales elementos químicos

Considerados los principales elementos del cuerpo humano. Son macroelementos, y el consumo diario debe ser superior a 100mg, siendo requeridos en las dietas en concentraciones de 0,05 a 0,5%. Destacan el carbono, el oxígeno, el hidrógeno y el nitrógeno. También son importantes el calcio, el fósforo, el azufre, el sodio, el potasio y el cloro.

Carbón

Constituye aproximadamente el 18% del organismo humano. Toda la materia viva está formada por diferentes combinaciones de carbono. Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados por carbono e hidrógeno, como el petróleo y el gas natural. Se forman a partir de restos vegetales y animales de épocas geológicas lejanas.

El carbono se encuentra en el grupo IV A de la tabla periódica y tiene cuatro electrones de valencia. Considerado un elemento que no es ni electropositivo ni electronegativo. Tales características permiten que este elemento forme y rompa enlaces químicos, con un mínimo gasto de energía, permitiendo un gran dinamismo a nivel celular.

Oxígeno e Hidrógeno

El oxígeno corresponde al 65% y el hidrógeno constituye el 10% del organismo. Sólo forma el agua, compuesta por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno, indispensable para la vida y que representa cerca del 60% del peso de un adulto. También están presentes en otros compuestos orgánicos, como proteínas, vitaminas, carbohidratos y lípidos. Los carbohidratos son macronutrientes compuestos principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno.

Nitrógeno

Constituye alrededor del 3% del organismo. Presente en moléculas orgánicas, como aminoácidos, unidades formadoras de proteínas y ácidos ribonucleicos en el ADN.

Calcio y Fósforo

Corresponden al 1,5% y 1%, respectivamente. Ambos son importantes para el correcto funcionamiento de las estructuras óseas. El calcio es el mineral más abundante en el cuerpo, presente en reacciones químicas así como en la regulación de proteínas. El fósforo también está presente en la molécula de ATP, una fuente de energía celular.

azufre y sodio

Encontramos azufre en los aminoácidos. El sodio participa en varios procesos bioquímicos, actuando también en la regulación de la presión arterial. Corresponden al 0,25% y 0,15% del organismo, respectivamente.

potasio y cloro

Presente en proporciones de 0,25% y 0,15%, respectivamente. Considerado un elemento vital, el potasio actúa en varios procesos bioquímicos, como mantener los latidos del corazón y transmitir impulsos eléctricos desde las células nerviosas. El cloro, junto con el sodio, mantiene el equilibrio hidroelectrolítico del organismo.

Los elementos químicos que se pueden encontrar en la mayoría de los compuestos orgánicos se denominan elementos organogénicos o bioelementos. Están presentes en los sistemas que tienen la capacidad de reproducirse, mutar y heredar, siendo estas consideradas las tres características fundamentales para los seres vivos, según la biología moderna. Los elementos orgánicos carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.

oligoelementos

Presente en pequeñas cantidades en el organismo. Por este motivo, al igual que los microelementos traza, se denominan oligoelementos. Aunque en menor medida, se consideran esenciales para la vida y también necesitan ser ingeridos, con un requerimiento diario de menos de 100mg. Destacan el hierro, el cobre, el zinc, el bromo y el selenio.

hierro y cobre

El hierro está presente en la hemoglobina, responsable de transportar el oxígeno a los tejidos. Es esencial para el metabolismo. El cobre está involucrado en varias funciones orgánicas, como la movilización del hierro para la producción de hemoglobina.

Zinc

Participa en diversos procesos, como el metabolismo de proteínas y la síntesis de material genético. Actúa como cofactor en numerosas reacciones enzimáticas, y también es constituyente de muchas enzimas. Colabora contra las infecciones favoreciendo el buen funcionamiento del sistema inmunológico, además de ayudar en el proceso de cicatrización de heridas.

bromo

Aunque se considera un elemento esencial, su función biológica no está aclarada. En altas concentraciones es tóxico para el organismo.

Selenio

Actúa como antioxidante, previniendo diversas enfermedades, así como el envejecimiento. Ayuda en el buen funcionamiento del sistema inmunológico y el sistema endocrino, particularmente la glándula tiroides. Actúa como antiinflamatorio y ayuda en la prevención de enfermedades cardiovasculares, Alzheimer y Parkinson. La debilidad muscular y la fatiga son indicaciones de su deficiencia.

microelementos

Presente en cantidades muy pequeñas en el cuerpo. Los representantes son yodo, manganeso, vanadio, silicio, arsénico, boro, níquel, cromo, molibdeno y cobalto.

Bibliografía:

MARTINS, Nuño. Elementos químicos esenciales para el ser humano. Disponible en <https://nuno35.blogs.sapo.pt/elementos-quimicos-essenciais-para-o-1504>.

12 elementos químicos del cuerpo humano. Disponible en <https://www.vix.com/pt/bbr/47/12-elementos-quimicos-do-corpo-humano>.