Los bioelementos como constructores químicos de los seres vivos

En la foto: de todo un poco, los bioelementos son aquellos elementos que forman parte indispensable de los seres vivos ya sea de forma indirecta o directa. Los carbohidratos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos son el resultado estructural y funcional de estas piezas esenciales para la diversidad biológica.

Cada vez que se aborda en un curso de biología el tema de las biomoléculas, es indispensable hablar de estas piezas clave que hacen posible la constitución orgánica, los bioelementos o elementos biogenésicos (Fig. 1).

*Fig. 1*. Elementos biogenésicos en los seres vivos.

Hablemos del 99%, los bioelementos primarios

En este grupo entran, evidentemente, aquellos elementos que son pieza clave y fundamental en la constitución de los seres vivos, así es, estamos hablando de los elementos Carbono (C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O), Nitrógeno (N), Fosforo (P) y Azufre (S).

El elemento carbono

Se trata del elemento central de las moléculas orgánicas, su gran versatilidad, por el hecho de formar enlaces covalentes y consolidar su estructura diversa con el oxígeno e hidrógeno, permite su gran abundancia en cerca del 17.5 % en el cuerpo humano (Fig. 2).

El elemento hidrógeno

Es uno de los elementos más interesantes de la tabla periódica, al parecer, el hecho de ceder (en la mayoría de las veces) su único electrón de valencia, le permite enlazarse covalentemente con el oxígeno (casi siempre la mancuerna perfecta) para consolidar el compuesto del agua, una molécula que se encuentra presente en un 75 % sobre la superficie terrestre (Fig. 3).

*Fig. 3*. El hidrógeno es de los elementos más abundantes en la naturaleza.

El elemento oxígeno

Este elemento es esencial para dos de los procesos metabólicos más importantes que se llevan a cabo en la naturaleza, el primero de ellos es la respiración celular, donde los organismos vivos (principalmente mamíferos) obtienen el oxígeno molecular que fabrican las plantas, algas, bacterias y algunos protozoarios a través de la fotosíntesis para cubrir sus necesidades metabólicas diarias (Fig. 4).

*Fig. 4*. El oxígeno molecular es un elemento que se produce globalmente por las plantas a través de la fotosíntesis.

El elemento nitrógeno

El nitrógeno forma parte importante de las proteínas. Los organismos, por lo general, lo aprovechan de las plantas que lo absorben en forma de nitrato (NO_3^–) del suelo (Fig. 5).

*Fig. 5*. La obtención de nitrógeno que se fija en el suelo es aprovechado por aquellos organismos que lo consumen a través de las plantas.

El elemento fósforo

El fosforo es un elemento constituyente de los lípidos, especialmente de los fosfolípidos que se encuentran en la membrana celular, también están presentes en los ácidos nucleicos y en la moneda energética de la célula, el Adenosin Trifosfato (ATP) (Fig. 6).

Fig. 6. El fósforo es un elemento que constituye gran parte de los lípidos.

El elemento azufre

Forma parte de la naturaleza al encontrarse en regiones volcánicas, esto permite que se formen sulfuros y sulfosales, también se puede presentar como sulfato al encontrarse en su estado oxidado.

Cuando este elemento es liberado a la atmósfera en su estado gaseoso, tiende a formar un compuesto ácido (ácido sulfhídrico, H₂S), bajo esas condiciones, se pueden desencadenar ciertas reacciones químicas que permitan la formación de productos tales como el ácido sulfúrico (H₂SO₄), así como, los mismos sulfatos (SO₄), compuestos que al combinarse con el agua durante el proceso de condensación son integrados al suelo en forma de lluvia para que las cianobacterias puedan aprovecharlas (Fig. 7).

Fig. 7. El azufre es un bioelemento que también se encuentran en forma abundante en la naturaleza.

Hablemos del 0.9 %, los bioelementos secundarios.

Pese a que la cantidad de estos elementos es considerablemente menor, su importancia es demasiado grande para la funcionalidad fisiológica de los seres vivos.

Comenzamos explicando el papel del Sodio (Na) y del Potasio (K)

Estos elementos juegan un papel primordial en la transmisión del impulso nervioso en la células neuronales y afines, esto, en palabras más sencillas, implica que, a lo largo de la superficie del axón en la neurona, se propague un impulso eléctrico permitiendo un flujo de cargas negativas.

El cloro

Este elemento participa en un fenómeno de equilibrio de sustancias en la célula, la osmosis. Debes saber que la osmosis es un mecanismo de tipo pasivo que permite el desplazamiento de una sustancia de un lugar de mayor concentración a uno de menor concentración, de tal modo que se pueden catalogar como hipotónico, isotónico e hipertónico.

El calcio

Este elemento forma parte de los huesos y dientes, en su forma iónica llega a intervenir en la contracción muscular, también participa en la coagulación de la sangre y por supuesto en el impulso nervioso.

Hablemos brevemente del 0.1 %, los oligoelementos

En este grupo, también denominados como elementos traza (por ser requeridos en una cantidad muy pequeña por parte de la célula), entran aquellos que son indispensables para ciertas especificaciones metabólicas. Mencionaremos y describiremos a algunos de estos.

El magnesio

Su importancia radica en servir como cofactor (activador de enzimas), un ejemplo evidente es la activación del ATP para proveer de energía al organismo, eso implica, que regula los niveles de azúcar en la sangre. En la dieta, es muy importante su consumo regulado para evitar enfermedades como la diabetes.

El fierro

Este elemento metálico destaca por su papel en los procesos metabólicos de tipo óxido reducción. Participa activamente en la formación de los glóbulos rojos, evidenciando su contribución en el transporte del oxígeno a través del torrente sanguíneo. Este elemento, por ende, es uno de los protagonistas en el ciclo metabólico de la respiración celular.