Tema 1: Bioelementos y Biomoléculas - El Agua y las Sales Minerales

Flashcards de vocabulario para repasar los conceptos fundamentales sobre bioelementos, patologías nutricionales por carencia de minerales, propiedades del agua y regulación del pH y ósmosis.

Bioelementos

Elementos químicos que forman parte de la composición de los seres vivos, de los cuales se han identificado más de 70 en la actualidad.

Bioelementos primarios

Elementos mayoritarios en la materia viva que suponen más del $95\%$ de la misma, caracterizados por presentar bajo peso molecular y formar enlaces muy estables ($\text{C}$, $\text{H}$, $\text{O}$, $\text{N}$, $\text{S}$, $\text{P}$).

Bioelementos secundarios

Elementos presentes en todos los seres vivos en una proporción no superior al $4\%$, apareciendo generalmente en forma iónica o como sales ($\text{Ca}$, $\text{Mg}$, $\text{Na}$, $\text{K}$, $\text{Cl}$).

Oligoelementos

Elementos químicos presentes en proporciones muy reducidas (menos del $0,1\%$ de la masa total del organismo) cuya carencia puede causar trastornos muy graves.

Configuración tetraédrica del carbono

Disposición tridimensional de los orbitales del átomo de carbono que le permite formar cuatro enlaces covalentes simples con un ángulo de $109,5^\circ$.

Grupos funcionales

Átomos o grupos de átomos (como oxígeno, nitrógeno o azufre) unidos a cadenas carbonadas que originan diferentes familias de sustancias orgánicas como alcoholes, aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos.

Hipocalcemia

Patología caracterizada por niveles bajos de calcio en sangre, cuyos síntomas incluyen calambres musculares, hormigueo en labios y extremidades, rigidez y dolor muscular.

Osteoporosis

Enfermedad caracterizada por la descalcificación de los huesos, volviéndolos más porosos, frágiles y propensos a fracturas, especialmente en la cadera, espina vertebral y muñeca.

Raquitismo

Enfermedad producida en niños por la falta de calcio y vitamina D, que causa malformación y engrosamiento de los huesos debido a su reblandecimiento por falta de calcificación.

Hipotiroidismo

Trastorno en el cual la glándula tiroides no produce la cantidad suficiente de hormonas tiroideas debido a la falta de yodo, pudiendo provocar bocio, disminución de la fertilidad y aumento de riesgo de aborto espontáneo.

Cretinismo

Enfermedad producida en recién nacidos con deficiencias graves de yodo que afecta negativamente al crecimiento y al desarrollo neurológico.

Anemia

Patología producida por la falta de suficientes glóbulos rojos en sangre, comúnmente causada por déficit de hierro, caracterizada por cansancio, debilidad, ritmo cardiaco disminuido y respiración acelerada.

Biomoléculas

Moléculas formadas por la combinación de bioelementos que componen los seres vivos, clasificadas en inorgánicas y orgánicas (también llamadas principios inmediatos).

Dipolo permanente del agua

Distribución asimétrica de cargas en la molécula de agua donde el oxígeno atrae los electrones compartidos, generando una densidad de carga negativa ($\delta^-$) en el oxígeno y positiva ($\delta^+$) en los hidrógenos.

Enlace por puente de hidrógeno

Atracción electrostática entre la carga parcial negativa del átomo de oxígeno de una molécula de agua y la carga parcial positiva del átomo de hidrógeno de otra molécula vecina.

Solvatación iónica

Fenómeno mediante el cual las moléculas polares de agua rodea los cationes y aniones de las sales u otros compuestos iónicos, disminuyendo sus atracciones e impidiendo su unión.

Tensión superficial

Fuerza de atracción que tira de las moléculas de la superficie del agua hacia el interior del líquido, haciendo que la superficie se comporte como una película elástica.

Capilaridad

Fenómeno facilitado por las fuerzas de adhesión y cohesión del agua que permite su ascenso a través de conductos o tubos muy finos.

Calor específico

Cantidad de calor necesaria para elevar en $1\,^\circ\text{C}$ la temperatura de un gramo de una sustancia; en el agua es muy elevado debido a la restricción de movimiento de sus puentes de hidrógeno.

Calor latente de vaporización

Energía necesaria para evaporar un gramo de una sustancia; en el agua es elevado y actúa como un método eficaz de refrigeración corporal mediante la sudoración o transpiración.

Densidad anómala del agua

Propiedad por la cual el agua en estado sólido ocupa mayor volumen y es menos densa ($d = \text{masa}/\text{vol}$) que en estado líquido, permitiendo al hielo flotar en la superficie.

Ósmosis

Difusión de agua a través de una membrana semipermeable desde una disolución hipotónica hacia una hipertónica hasta alcanzar el equilibrio isotónico.

Plasmólisis

Proceso que ocurre en las células vegetales situadas en un medio hipertónico, donde el agua sale por ósmosis y la membrana plasmática se desprende de la pared celular rígida.

Crenación

Fenómeno que experimentan los eritrocitos al perder agua por ósmosis cuando se encuentran en un medio externo hipertónico, disminuyendo su volumen.

Hemólisis

Citolisis o estallido de los glóbulos rojos cuando se encuentran sumergidos en un medio externo hipotónico por la entrada excesiva de agua a la célula.

Turgencia

Hinchazón celular producida en bacterias y células vegetales con pared rígida cuando se encuentran en un medio hipotónico debido a la entrada de agua.

Efectos osmóticos en glóbulos rojos

Comportamiento del volumen de los eritrocitos ante medios isotónicos (normal), hipertónicos (crenación) e hipotónicos (hemólisis).

Sistemas tampón

Disoluciones compuestas por un ácido débil y su base conjugada que mantienen constante el pH del medio interno de los organismos actuando como dadores o aceptores de protones.

Tampón bicarbonato

Sistema amortiguador común en los líquidos extracelulares que mantiene el pH sanguíneo mediante el equilibrio $\text{HCO}_3^- + \text{H}^+ \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 \rightleftharpoons \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$.

Tampón fosfato

Sistema amortiguador eficaz del medio intracelular que regula el pH mediante el equilibrio entre monofosfato y bifosfato: $\text{HPO}_4^{2-} + \text{H}^+ \rightleftharpoons \text{H}_2\text{PO}_4^-$.