Clasificación de los bioelementos

Los bioelementos, también llamados elementos biogénicos, son todos aquellos elementos químicos que forman parte de los organismos vivos. No se presentan en forma aislada, sino que forman las moléculas propias de los seres vivos llamadas biomoléculas, muchas de ellas de gran tamaño (macromoléculas).

Los bioelementos se presentan en proporciones muy distintas en la composición de los seres vivos. Mientras algunos bioelementos son muy abundantes en la composición de los seres vivos, otros se encuentran en menor cantidad y algunos se encuentran en los organismos vivos en cantidades muy pequeñas.

Aunque los bioelementos también están presentes en el medio inerte (geosfera, hidrosfera, atmósfera) las proporciones en que se encuentran en los seres vivos son muy distintas a las que se presentan en el medio. Por ejemplo: el carbono representa solo un 0,18% del medio inerte mientras que en el cuerpo humano su proporción es mucho mayor: el 19,37%. Por lo tanto, los seres vivos acumulan en su organismo elementos relativamente escasos en el medio inerte y ello supone un consumo importante de energía.

Funciones de los bioelementos

También se pueden definir los bioelementos como aquellos elementos que son imprescindibles para la vida porque participan en alguno de estos procesos biológicos:

• Participan en la construcción de los tejidos corporales
• Están implicados en los procesos de desarrollo del organismo
• Contribuyen a regular el metabolismo.

De todos los 92 elementos naturales que existen, solo algunos son bioelementos. El número total de bioelementos difiere bastante según se considere que son bioelementos o no elementos que se encuentran en el organismo en proporciones muy bajas, puesto que en estos casos puede resultar complicado demostrar cuál es su papel biológico. Podemos considerar que existen entre 20 y 27 bioelementos.

Imagen: Yumpu.com

Como ya hemos comentado, los bioelementos que forman parte de los seres vivos pueden presentar unas proporciones muy distintas. Mientras unos son muy abundantes otros solo aparecen en pequeñas cantidades.

El criterio de clasificación de los bioelementos se basa precisamente en la proporción en la que estos se encuentran formando parte de los organismos vivos. La clasificación de los bioelementos puede ser distinta en función del autor consultado, en lo que se refiere a los bioelementos secundarios y los oligoelementos.

Según la proporción en que se encuentren formando parte de la materia viva, se distinguen tres grupos dentro de la clasificación de los bioelementos: los primarios, secundarios y oligoelementos.

¿Qué son los bioelementos primarios?

Los bioelementos primarios son: el carbono(C), el oxígeno (O), el nitrógeno(N), el hidrógeno (H), el fósforo (P) y el azufre(S).

Son los elementos que se encuentran en una proporción más elevada en la composición de los organismos vivos. La suma de estos bioelementos representa alrededor del 96% del peso de la materia seca del organismo.

La razón por la que se encuentran en proporciones tan elevadas es que se trata de elementos imprescindibles para la construcción de biomoléculas. Esto es así porque todos estos átomos tienen una característica que los hacen idóneos para cumplir con esta función:

• Son átomos de pequeños tamaño. Lo que les permite formar enlaces covalentes muy estables que contienen una elevada energía.
• Excepto en el caso del hidrógeno, tienen capacidad de formar enlaces simples y múltiples lo que hace posible una gran diversidad e en el tipo de moléculas que pueden construir.
• La elevada electronegatividad de elementos como el nitrógeno o el oxígeno da lugar a moléculas que presentan una cierta polaridad (distribución asimétrica de cargas) que posibilita la disolución de muchas biomoléculas en agua (el medio donde se producen todas las reacciones biológicas).

Imagen: Slideshare

Dentro de la clasificación de los bioelementos también debemos incluir los secundarios, que son: el calcio (Ca), el sodio (Na), el potasio (K), el magnesio (Mg) y el cloro (Cl). Su presencia en la composición de los seres vivos es menor que la de los bioelementos primarios pero superior al 0,01%. En conjunto, estos cinco bioelementos representan alrededor de un 3,9% del peso de los organismos vivos.

Estos elementos se encuentran en los organismos formando parte de sales minerales o en forma iónica.

En forma de sales

Estos bioelementos tienen una función estructural como constituyentes de huesos, conchas, caparazones, etc. Un ejemplo es el calcio que forma parte de las sales que constituyen los huesos.

En su forma iónica

Tienen un papel metabólico muy importante como mensajeros químicos en la regulación de procesos como:

• La transmisión del impulso nervioso en la que juegan un papel fundamental los iones de calcio, sodio y potasio.
• La contracción muscular donde los iones calcio son imprescindibles.
• La fotosíntesis donde el magnesio es uno de los componentes de la clorofila (pigmento fotosintético)

Imagen: Youtube

Terminamos la clasificación de los bioelementos para hablar de los oligoelementos, es decir, aquellos que forman parte de la composición de los seres vivos en proporciones menores al 0,01%. Aunque se encuentran en cantidades muy pequeñas desarrollan funciones de vital importancia. Los oligoelementos son multifuncionales y actúan.

• Regulando el metabolismo como parte del centro activo de algunos enzimas.
• Estabilizando ciertas macromoléculas o estructuras celulares como las membranas plasmáticas.

El grupo de los oligoelementos es muy amplio, y se divide en dos subgrupos: esenciales y no esenciales. Se consideran oligoelementos esenciales aquellos cuyo déficit provoca alteraciones en el crecimiento o el estado de salud. Forman parte de este grupo los elementos: Vanadio (V), el molibdeno (Mo), el cromo (Cr), el manganeso (Mn), el cobalto (Co), el níquel (Ni), el cobre (Cu), el hierro(Fe), el zinc (Zn), el silicio (Si),el yodo (I), (Se) y el flúor(F).

Por ejemplo:

• El hierro forma parte del centro activo de la hemoglobina que se encarga de transportar oxígeno en la sangre su deficiencia provoca anemia.
• El zinc es imprescindible para el desarrollo de plantas y animales. Este elemento en su forma iónica cataliza (regula) más de cien reacciones enzimáticas y es un constituyente de las membranas plasmáticas donde lleva a cabo un papel antioxidante, contribuyendo a estabilizar la estructura de la bicapa lipídca.

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