bioelementos

 

Bioelementos

  1. 1. Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  2. 2. Bioelementos y Salud • Elementos esenciales para la vida • Los elementos, respecto de su presencia o ausencia y la salud humana. • Patologías relacionadas con los elementos • Toxicidad de los elementos Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  3. 3. Paracelso • “ Toda sustancia puede ser un medicamento o un veneno dependiendo de la dosis “. Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  4. 4. Bioelementos • Existen unos 109 elementos químicos estables en la naturaleza. • Son los componentes de toda la materia sobre la Tierra, y forman moléculas por medio de enlaces químicos. • De estos elementos sólo 27 componen la materia viva y se les llama Bioelementos. Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  5. 5. Indispensables • Electrolitos: – Sodio – Potasio – Magnesio – Calcio – Fósforo (como fosfatos) • Gases: – Oxígeno y Nitrógeno Toda la materia en el planeta está compuesta por 92 elementos naturales y 17 elementos sintéticos Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  6. 6. Primarios o principales: son los elementos mayoritarios de la materia viva; constituyen el 95 % de la masa total. Secundarios: Los encontramos en una proporción de 4.5%. Oligoelementos: Son muy escasos o están en pequeñísimas cantidades. En los seres vivos se han aislado unos 60 oligoelementos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse comunes. Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  7. 7. Composición química Bioelementos primarios Bioelementos secundarios O C H N P S Ca Cl K Na Mg Si Fe Materia viva 63 20 9,5 2,5 1,1 0,1 2,4 0,4 0,1 0,1 0,0 1 1 0,0 1 Corteza terrestre 46,6 0,15 0,11 - 0,15 0,06 3,6 - 2,6 2,8 2,1 27,7 5 Hidrosfera 33 0,01 66 - - 0,1 0,05 2,1 0,04 1,14 0,1 4 - - atmósfera 21 0,03 - 78 - - - - - - - - - Bioelementos primarios: C, H, O, N, P, y S Bioelementos secundarios: Indispensables. Oligoelementos Variables: B, Al, F,...
  8. 8. Bioelementos Biomoléculas Macroelementos Oligoelementos Inorgánicas Orgánicas Agua, Ácidos, Bases, Sales, Gases Glúcidos, Lípidos, Proteínas, Ácidos Nucleicos C, H, O, N, P, S Ca, Fe, K, Na, Cl, Co, Zn, Mg, I Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  9. 9. COMPOSICION (%) EN BIOELEMENTOSCOMPOSICION (%) EN BIOELEMENTOS DEL CUERPO HUMANODEL CUERPO HUMANO O 25.75 C 9.5 N 1.4 Otros 0.75 H 62.6 99.25%: H,O,C,N 0.75%: Ca: 0.33 P: 0.23 K: 0.06 S: 0.05 Na: 0.04 Cl: 0.03 Mg: 0.01 Fe: 0.001 Trazas: Cu,I,Co,Zn Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  10. 10. Bioelementos • Son los elementos químicos que forman parte esencial de los seres vivos. • Los Elementos Biogenésicos suman aproximadamente el 30% de la materia terrestre. • Se clasifican en: Macroelementos y Oligoelementos. Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  11. 11. Macroelementos • También llamados Elementos Primarios o Elementos Organógenos. • Son abundantes, constituyen aproximadamente el 98% de la materia viva. • Son esenciales e indispensables para la formación de biomoléculas orgánicas como glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, vitaminas; así como biomoléculas inorgánicas como agua, sales y algunos gases. Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  12. 12. Primarios C Elementos organógenos H O N P Forma parte de los nucleótidos que forman los ácidos nucleicos. Forman parte de los fosfolípidos de las membranas celulares y de algunas coenzimas. También está presente en moléculas como el ATP y forma parte de los fosfatos de los huesos y dientes. Se encuentra también en los músculos, las neuronas y la sangre. S Se encuentra en el aminoácido esencial metionina, presente en todas las proteínas. También en algunas sustancias como el Coenzima A, indispensable para la respiración celular. Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  13. 13. Oligoelementos • También llamados Elementos Secundarios o Elementos Trazas. • Su presencia se da de acuerdo al tipo de ser vivo al cual constituye. • Su función es específica y participan en muchas reacciones metabólicas. • Interactúan tanto con biomoléculas orgánicas como inorgánicas. • Su deficiencia determina enfermedades de tipo carencial. Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  14. 14. Secundarios Ca Es uno de los más abundantes del organismo. El 99% esta en los huesos asociado al P (fosfato de calcio). Interviene en la función cardiaca, la formación de hueso y dientes, la contracción muscular, la transmisión del impulso nervioso y la coagulación sanguínea. Fe Es fundamental para la formación de la Hemoglobina, necesaria para el transporte de oxígeno y parte de los citocromos que intervienen en la respiración celular. K Es el catión más abundante a nivel intracelular. Interviene en la contracción muscular, mantiene la presión osmótica, permite el impulso nervioso y regula la frecuencia cardiaca. Na Es el catión más abundante a nivel extracelular. Regula la presión osmótica e impide la pérdida excesiva de agua del cuerpo, permite el impulso nervioso y la contracción muscular. Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  15. 15. Secundarios Cl Es el elemento básico en la regulación de la presión osmótica, en la producción de ácido clorhídrico (HCl) y la actividad enzimática. Presente en los medios intra y extracelulares. Co Forma parte de la vitamina B12 necesaria para el crecimiento, previene algunas anemias como la anemia perniciosa, también previene la atrofia muscular. Zn Factor necesario para la formación de algunas enzimas para la respiración celular, se le requiere para el crecimiento normal. Mg Necesario para la actividad muscular, actividad enzimática, mantenimiento del sistema nervioso y estructura ósea. I Entra al organismo como yodato en algunos alimentos en dosis mínimas. Es necesario para la formación de la hormona Tiroxina de la glándula Tiroides que regula el metabolismo. Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  16. 16. Oligoelementos en enzimas • Mg 2+ fosfohidrolasa , fosfotransferasa y Atpasa • Mn 2+ Arginasa y fosfotransferasa y • superóxido dismutasa • Fe 2+ y Fe 3+ Citocromos, peroxidasa, catalasa y ferredoxina • Cu 2+ y Cu + Tirosinasa, citocromo oxidasa superóxido dismutasa • K + Piruvato kinasa, Atpasa • Na+ Atpasa • Zn 2+ Alcohol deshidrogenasa, anhidrasa carbónica, carboxipeptidasa, superóxido dismutasa Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  17. 17. Oligoelementos esenciales • Elemento Cantidad en un ser Rango de ingesta humano de 70 kg (mg) diaria humana (mg) • Cromo 7 0,06-0,36 • Cobalto 1 0,015-0,160 • Cobre 75-150 0,75-1,20 • Flúor 2600 0,5-1,7 • Yodo 10-20 0,3-0,7 • Hierro 4000-5000 10-17 • Manganeso 12-20 1,5-3,0 • Molibdeno 9 0,1-0,2 • Níquel 10 0,10-0,15 • Selenio ---- 0,6-1,0 • Silicio 18000 ----- • Estaño 17 1,5-3,5 • Vanadio 10-25 0,01-0,02 • Zinc 1400-2300 8-16 Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  18. 18. Bioelementos Se consideran bioelementos a aquellos cuyos átomos forman parte de las moléculas que constituyen y que tienen una función fisiológica en los sistemas biológicos. ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS (en % de átomos) Cuerpo humano Agua de mar Corteza terrestre H 63 H 66 O 47 O 25.5 O 33 Si 28 C 9.5 Cl 0.33 Al 7.9 N 1.4 Na 0.28 Fe 4.5 Ca 0.31 Mg 0.03 Ca 3.5 P 0.22 S 0.017 Na 2.5 Cl 0.08 Ca 0.006 K 2.5 K 0.06 K 0.006 Mg 2.2 Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  19. 19. Macroelementos Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  20. 20. Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS El análisis químico revela que los seres vivos están formados de elementos y compuestos químicos. FUNCIONES ESPECIFICAS PLASTICAS- Integran la estructura del cuerpo humano (huesos, tejidos, vísceras, etc) C, H, O, N, P, S, Ca. CATALITICAS- En concentraciones pequeñas desarrollan reacciones específicas. (Fe, Zn, I, Co) OSMOTICAS- Intervienen en forma iónica en fenómenos osmóticos. (distribución de agua en compartimientos intra y extra celular) mantenimiento de potencialidades de membrana (bomba de sodio y potasio), Na, K, Cl
  21. 21. PROPIEDADES DE LOS BIOELEMENTOS • Abundantes y fáciles de incorporar • Masa atómica pequeña formando enlaces muy estables • H y O forman el agua • Fe y Mg captan y sueltan electrones • O aceptor de electrones, oxidando moléculas obteniendo energía • O y N forman compuestos polares solubles en agua • S forma enlaces disulfuro • P forma enlaces hidrolizables ricos en energía y forma parte de los ácidos nucleicos: ADN y ARN • N forma parte de los aminoácidos • Na, K, Cl, mantienen la salinidad del medio Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  22. 22. • Ca y P forman parte de los huesos e intervienen en otros procesos como la coagulación sanguínea y contracción muscular • Funciones catalíticas principalmente por los oligoelementos: Fe, I, Co, F, etc.… • C, forma estructuras tridimensionales complejas gracias a la formación de enlaces simples, dobles y triples – Con el oxígeno forma compuestos solubles mientras que el Si produce compuestos indestructibles, siliconas o sólidos como la sílice. – Al unirse a otros elementos se producen grupos funcionales con propiedades características y útiles a los seres vivos. PROPIEDADES DE LOS BIOELEMENTOS Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  23. 23. PROPIEDADES DE LOS BIOELEMENTOS
  24. 24. 2 Fe++ 2 Fe+++ + 2 e- NAD+ + 2 e- + 2 H+ NADH + H+ PROPIEDADES DE LOS BIOELEMENTOS Oxidación del Fe y acumulación de energía en el NADH Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  25. 25. PROPIEDADES DE LOS BIOELEMENTOS NADH + H+ NAD+ + 2 e- + 2 H+ ½ O2 + 2 e- + 2 H+ H2 O Oxidación del NADH y acumulación de energía en el ATP 3 ATP Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  26. 26. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt 110 111 112 114 116 118 Lanthanides * La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er TmYb Lu Actinides ** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Muy tóxicosMuy tóxicos Moderad. tóxicosModerad. tóxicos Leve tóxicosLeve tóxicos RadioactivosRadioactivos EsencialesEsenciales VariableVariable
  27. 27. Grupo 1 • Litio (mediana toxicidad) – Enfermedad bipolar • Sodio (esencial) – Balance intra - extracelular. La concentración extracelular es mayor que la intracelular – Hipertensor • Potasio (esencial) – Sal de Chile La concentración intracelular es mayor que la extracelular – Aporte de potasio (intoxicación digitálica) Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  28. 28. Medicamentos con Sodio Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  29. 29. Grupo 2 • Calcio (esencial) – contractilidad muscular – coagulación sanguínea – tejido óseo ( hidroxi y fluorapatita) • Magnesio (esencial) – hipocalcemia y aumento de excreción renal de K (hipocalemia)- Parathormona – Intracelular ( 95%) – laxante y antiespasmódico muscular Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  30. 30. Hipomagnesemia Deficiencia de calcio Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  31. 31. Grupo 2 • Berilio (muy tóxico) – beriliosis • Bario – radiopacos • Estroncio (toxicidad moderada) – radiactivo, reemplaza al Calcio del hueso – (cancerígeno) Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  32. 32. Bario Diagnóstico por sustancias radiopacas Colon por enema Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  33. 33. Grupo 13 • Moderadamente tóxicos • Boro – ácido bórico, antiséptico débil ( gotas óticas) – boratos , en reguladores de pH y conservantes • Aluminio – muy abundante – protector gástrico como hidróxido – demencia dialítica Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  34. 34. Colirios con boratos Comprimidos de aluminio Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  35. 35. Grupo 14 • Silicio – tóxico pulmonar – enfermedades de piel autoinmunes y respiratorias • Plomo – no cumple funciones en el organismo – tóxico del SNC – preparaciones farmacéuticas como astringente – desinfectante Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  36. 36. Silicosis Saturnismo Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  37. 37. Grupo 15 • Esenciales • Nitrógeno – fundamental para el suelo – componente de los aminoácidos – componente ambiental • Fósforo – ADP - ATP – tejido óseo ( fosfatos en hidroxiapatita) – Hiperfosfatemias e hipofosfatemias Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  38. 38. Hipofosfatemia Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  39. 39. Grupo 15 • Muy tóxicos • Arsénico – Cáncer – daño en el ADN – afecta al tejido nervioso • Antimonio – enfermedades pulmonares y cardíacas – náuseas y vómitos – úlceras estomacales Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  40. 40. Grupo 16 • Oxígeno – Respiración pulmonar • Azufre – presente en algunos aminoácidos – enfermedades cardiovasculares – trastornos en la atmósfera • Selenio – esencial y tóxico según dosis Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  41. 41. Asistencia respiratoria mecánica Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  42. 42. Grupo 17 • Flúor – Importancia en esmalte dentario ( fluorapatita) • Cloro – blanqueador , desinfectante – irritante y altamente tóxico • Bromo – tóxico en vapores y sprays • Yodo – fundamental (glandula tiroides) – iodación de la sal ( bocio e hipotiroidismo congénito) – tóxico en exceso ( daña la tiroides, piel, pulmones) Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  43. 43. El flúor y los dientes Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  44. 44. Elementos de transición • Manganeso – en la SOD mitocondrial – crecimiento – su falta produce intolerancia a la glucosa, desórdenes óseos, coágulos en sangre – Envenenamiento:afecta el sistema respiratorio y el cerebro ( alucinaciones y Parkinson) Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  45. 45. • Cromo – Cromo III como nutriente importante – Cromo VI de los elementos más tóxicos • Cáncer de pulmón • Alteraciones genéticas • Muerte Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  46. 46. Elementos de transición • Hierro (en Hemoglobina al estado 2+ , transporte O2) – Exceso: Corioretinitis y siderosis • Cobalto – en la cianocobalamina o Vit B12 (Insuficiencia causa anemia). En SNC: depresión, mala memoria, nerviosismo – Exceso: problemas de visión , corazón y tiroides • Níquel – Fallas respiratorias y cardíacas – Mal de los joyeros (alergias) Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  47. 47. El hierro y la salud Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  48. 48. Radioterapia con Cobalto Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  49. 49. Elementos de transición • Esenciales y tóxicos a la vez • Zinc – su ausencia deteriora el crecimiento, la madurez y produce anemia – en la SOD citosólica • Cobre – Esencial para muchas funciones, citocromos – el organismo puede manejar grandes cantidades – en SOD citosólica Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  50. 50. Distintas funciones del Cu en el organismo Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  51. 51. Elementos de transición • Cadmio – Problemas óseos – renales pulmonares y de sistema nervioso – trastornos al ADN, cromosoma 21 • Mercurio – daño al SNC – Problemas renales pulmonares y de aprendizaje – Irritante de piel y mucosas Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  52. 52. Oncología Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS
  53. 53. Dr. Raúl Ricardo CARHUAPOMA NICOLÁS Fracaso no significaquedebemosdarnospor vencidos, denotaquetenemosqueluchar con mayor determinación paralograr el éxito


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