Los elementos de la vida.

En la naturaleza existen unos noventa elementos químicos. ¿Cuáles son más abundantes en los seres vivos? Toda la materia viva está basada en compuestos de carbono, que son el objeto de estudio de la química orgánica.

Química orgánica e inorgánica

Los átomos de carbono pueden unirse con otros dos, tres o cuatro átomos de carbono y formar cadenas más o menos largas, lineales o ramificadas. El estudio de todos estos compuestos es el objetivo de la química orgánica.

En los compuestos orgánicos intervienen muy pocos elementos: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y algunos otros en menor proporción. Sin embargo, y debido a las múltiples cadenas de carbono que pueden formarse, el número de compuestos orgánicos es elevadísimo.

Los compuestos que no contienen carbono (salvo excepciones) pertenecen al mundo de la química inorgánica.

A pesar de que utilizan todos los elementos de la tabla periódica, el número de compuestos inorgánicos es mucho más reducido que los orgánicos.

La bioquímica

La bioquímica es la parte de la química que estudia los elementos y los compuestos que intervienen en el organismo de los seres vivos y las reacciones químicas que tienen lugar en el interior de estos.

Hay que mencionar 2 aspectos básicos relacionados con la bioquímica:

• Por una parte, los elementos químicos que forman la materia viva: carbono, oxígeno,etc. La vida, tal y como la conocemos, está basada en el carbono. Todos los compuestos orgánicos, ya estén presentes en animales o plantas, contienen carbono.
• Por otra, las reacciones químicas necesarias para que la vida se desarrolle. Por ejemplo, todas las plantas y animales necesitan respirar. En este proceso se toma oxígeno del aire y se emite dióxido de carbono. Las plantas, a su vez, también absorben dióxido de carbono y despiden oxígeno, por lo que contribuyen al equilibrio de gases en la atmósfera.

¿Qué son los bioelementos?

Son los elementos químicos que forman el cuerpo de los seres vivos o pueden encontrarse en su interior. Apenas llegan a treinta, y se clasifican en:

• Los bioelementos principales son cuatro: oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno. Constituyen alrededor del 95% de la masa de los seres vivos, por término medio. Es decir, casi todo nuestro cuerpo está formado por estos cuatro elementos. Una de las características de estos elementos es que pueden formar enlaces químicos covalentes entre los átomos y, por tanto, enlaces muy estables. Además, debido a las características de estos elementos, sus compuestos se disuelven en agua, por lo que pueden reaccionar entre sí con mayor facilidad, posibilitando de esta manera las reacciones químicas necesarias para la vida. Realmente no existe una relación entre la abundancia de un elemento y su esencialidad; es decir, hay elementos que son imprescindibles en un organismo, aunque en cantidades muy pequeñas, por ejemplo, para hacer que se lleve a cabo una determinada reacción química.

1. Carbono: Loa átomos de carbono pueden formar enlaces químicos muy estables con otros átomos de carbono, o con átomos de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, etc.
2. Hidrógeno: Interviene prácticamente en todos los compuestos orgánicos, junto al carbono, y forma parte del agua, junto al oxígeno.
3. Oxígeno: Presente en los procesos de respiración y fermentación y formando parte de las moléculas orgánicas, junto al carbono y al hidrógeno.
4. Nitrógeno: Es menos abundante que los anteriores. Forma parte de las proteínas y de las bases nitrogenadas que forman los ácidos nucleicos, las moléculas que almacenan la información genética.

• Los bioelementos secundarios son siete: calcio, fósforo, cloro, potasio, azufre, sodio y magnesio. Componen alrededor del 4% de la masa de los organismos vivos, se localizan en lugares diversos y cumplen funciones muy variadas. Po ejemplo, el calcio forma parte de los huesos, y el magnesio, de la clorofila de las plantas, el pigmento que permite llevar a cabo la fotosíntesis.

1. Azufre: Forma parte de las proteínas presentes, por ejemplo, en el pelo o en las uñas.
2. Fósforo: El fósforo forma compuestos con enlaces muy energéticos, lo que permite almacenar la energía liberada durante las reacciones de respiración. También interviene en la formación de lípidos.
3. Sodio y Potasio: El sodio, en forma de ion Na+, es muy importante en la transmisión de los impulsos nerviosos y el control de la salinidad de una disolución. El potasio, como ion K+, también interviene en la transmisión de los impulsos nerviosos.
4. Calcio: Presente en los huesos, en los caparazones de moluscos y en procesos que determinan la sinapsis entre neuronas. Es vital durante las etapas del crecimiento para una correcta formación del esqueleto.
5. Cloro: Interviene en la regulación de la salinidad de disoluciones y como componente del plasma sanguíneo.
6. Magnesio: Forma parte de la clorofila, el pigmento vegetal que hace posible la fotosíntesis en las plantas.

• Los oligoelementos intervienen en cantidades muy pequeñas, pero cumplen funciones esenciales en los seres vivos. Los principales son: hierro, cobre, cinc, silicio, yodo, manganeso y flúor. El más importante es el hierro, que forma parte de la hemoglobina de la sangre, necesaria entre los animales superiores para transportar el oxígeno a las células.

1. Hierro: Es un elemento presente en la molécula de hemoglobina, encargada del transporte de gases en la sangre.
2. Yodo: Es necesario para formar la hormona tiroidea. Su carencia provoca una enfermedad conocida como bocio.
3. Flúor: Se encuentra en el esmalte de los dientes y también en los huesos.
4. Cobre: Interviene en la respiración de muchos invertebrados acuáticos.
5. Cinc: Abunda en el cerebro y el páncreas. Interviene en el control de la concentración de insulina en la sangre.
6. Manganeso: Interviene en la degradación de proteínas y en la formación de huesos y cartílagos.
7. Silicio: Proporciona rigidez a los tallos de las gramíneas.

Los compuestos orgánicos e inorgánicos

Los bioelementos se combinan entre sí para formar las biomoléculas, es decir, los compuestos que integran el cuerpo de los seres vivos. Las biomoléculas se clasifican en dos grandes grupos: inorgánicas y orgánicas.

• Los compuestos inorgánicos son el agua y las sales minerales. El agua constituye entre el 65 y el 95% de la masa de los seres vivos y es, por tanto, la biomolécula más abundante. En el agua se disuelven o dispersan las restantes biomoléculas, y en su seno transcurren las reacciones bioquímicas. Las sales minerales son, sobre todo, cloruros, carbonatos y fosfatos de calcio, sodio, potasio, hierro y otros metales. No superan el 1% de la masa de los seres vivos, pero son imprescindibles para la vida.
• Los compuestos orgánicos son las sustancias derivadas del carbono. Estos compuestos se encuentran fundamentalmente en los seres vivos, de ahí que se les llame compuestos orgánicos.

¿Sabías qué..........?

Al echar un vistazo a la sección de limpieza de cualquier supermercado, vemos montones de paquetes y botellas conteniendo detergentes para múltiples usos.
Desde que se inventó el jabón, la química y la limpieza siempre han ido de la mano. Antiguamente, el jabón se obtenía mezclando grasas animales vegetales con las cenizas de determinadas plantas.
Hoy sabemos que esas cenizas contienen hidróxidos de sodio y de potasio; es decir, alcalinos (en árabe ceniza se dice ``al quali´´). El proceso de la fabricación industrial actual del jabón difiere poco del casero, según la reacción:

Grasa + álcali = jabón + glicerina

La escasez de las grasas naturales para la obtención de jabón hizo que se inventaran los detergentes, como sustitutivos del jabón.
Hay mucha variedad de jabones, y se fabrican a partir de otras materias primas. Por ejemplo, a partir de ácido sulfúrico y aceite de ricino u otras sustancias orgánicas.