Se denomina bioelementos o elementos biogenéticos los elementos químicos que se encuentran en la materia viva. Existen 106 elementos químicos simples, de los cuales 92 se presentan en condiciones naturales. Los átomos de éstos elementos son los que, al combinarse, forman moléculas de todos los compuestos existentes, las biomoléculas o principios inmediatos. De los elementos citados, tan sólo 27 de ellos están presentes en la materia viva.
Dentro de éstos citados, podemos diferenciar tres grandes grupos:
Bioelementos primarios
1. Son aquellos que se encuentran en todos los organismos, apareciendo en la materia viva en una porción superior al 1%, son los elementos indispensables para formar biomoléculas orgánica.
Carbono
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C
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18%
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Constituye el esqueleto de las moléculas orgánicas; puede formar cuatro enlaces con otros tantos átomos
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Oxígeno
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O
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65%
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Necesario para la respiración celular; presente en casi todos los compuestos orgánicos; forma parte del agua
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Hidrógeno
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H
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10%
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Presente en la mayoría de los compuestos orgánicos; forma parte del agua
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Nitrógeno
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N
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3%
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Componente de todas las proteínas y ácidos nucleicos y de algunos lípidos
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Bioelementos secundarios
Se encuentran en la materia viva en concentraciones variables entre 0.5% y 1%,
Éstos son:
Calcio
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Ca
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Componente estructural de los huesos y dientes; importante en la contracción muscular, conducción de impulsos nerviosos y coagulación de la sangre
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Magnesio
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Mg
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Necesario para la sangre y los tejidos del cuerpo; forma parte de casi todas las enzimas de importancia
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Sodio
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Na
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Principal ion positivo del líquido intersticial (tisular); importante en el equilibrio hídrico del cuerpo; esencial para la conducción de impulsos nerviosos
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Potasio
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K
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Principal ion positivo (catión) del interior de las células; importante en el funcionamiento nervioso; afecta a la contracción muscula
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Fósforo
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P
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Componente de los ácidos nucleicos; componente estructural del hueso; importante en la transferencia de energía. Integra los fosfolípidos de la membrana celular.
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Azufre
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S
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Componente de la mayoría de las proteínas
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Cloro
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Cl
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Principal ion negativo (anión) del líquido intersticial; importante en el equilibrio hídrico
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Los oligoelementos ó micro constituyentes
Se encuentran en cantidades ínfimas en los organismos vivos, inferior al 0.5%, pero su carencia puede causar serios trastornos dado papel de gran trascendencia biológica. Éstos son:
ELEMENTOS
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SE ENCUENTRAN EN:
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CARENCIA:
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EXESO:
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Oligoelementos esenciales
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Hierro
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· Salchicha
· Germen de trigo
· Yema de huevo
· Frijol
· Soya
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· Anemia microcÍtica
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· irritación gastrointestinal
· Diabetes
· Siderosis
· Riego de cáncer
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Yodo
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· Cebollas
· Marisco
· Algas marinas
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· Aborto
· Defecto del desarrollo mental
· Sordera
· Apatía
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· Bocio
· hipertiroidismo
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Zinc
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· Germen de trigo
· Levadura de cerveza
· Leche
· Huevo
· Carne
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· Alteración de testículos y óvulos
· Esterilidad
· Anomalías congénitas
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· Irritación gastrointestinal
· Vómitos
· Anemia
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Magnesio
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· Germen de trigo
· Avellana
· Avena
· Maní
· Espinaca
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· Tetania franca
· Como
· Espasmos musculares
· Depresión
· Alzheimer
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· Narcosis
· Diminución de reflejos tendinosos, miotácticos y respiratorios
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Oligoelementos Importantes
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Selenio
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· Carnes
· Pan
· Germen de trigo
· Leguminosas
· Yogurt
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· Caries
· Color en dientes
· Calvicie
· Desnutrición
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· Diarrea
· Fatiga
· Perdida de apetito
· Nauseas
· Irritabilidad
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Cobre
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· Langosta fresca
· Lenteja
· Alfalfa
· Aceituna
· Aguacate
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· Anemia
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· Insomnio
· Depresión
· Caída de cabello
· Menstruación irregular
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Manganeso
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· Avena
· Coco
· Maní
· Piña
· Lechuga
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· Defectos del crecimiento
· Hígado graso
· Ataxia
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· Disminuye la absorción del hierro
· Altera el sistema nervioso
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Azufre
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· Mejillón
· Brócoli
· Avena
· Huevo
· Salmon
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· Deficiencias de sustancias que lo contienen
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· Desconocido
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Flúor
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· Agua potable
· Cremas dentales
· Carnes
· Mariscos
· Frutas y verduras
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· Caries dental
· Osteoporosis
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· Fluorosis dental
· Muerte
· Hipomineralización del esmalte
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Cromo
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· Cereales integrales
· Leche
· Carne de pollo
· Aceite de maíz
· Granos
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· Diabetes mellitus
· Disminución de la fertilidad y núm. de espermas
· Hiperlipidemia
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· Ulceras
· Dermatitis alérgica
· Cáncer de pulmón
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Molibdeno
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· Vegetales
· Leguminosas
· Lácteos
· Legumbres
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· Desconocido
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· Diarrea
· Elevación de los niveles de acido úrico
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Cobalto
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· Alfalfa
· Sardina
· Huevo
· Queso
· Leche de vaca
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· Anemia perniciosa
· Talasemia
· Anemia de células de hoz
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· Mutagenesidad
· Policitemia
· Cardiomiopatía
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Oligoelementos en estudio
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Níquel
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· Chocolates
· Nueces
· Cereales integrales
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· Disminución del crecimiento
· Anemia
· Dermatitis
· Deformidad de huesos largos
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· desconocidos
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Vanadio
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· Perejil
· Champiñones
· Verduras
· Frutes verdes
· Pimienta negra
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· Malformaciones óseas
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· Hemorragias
· Retardo del crecimiento
· Apetito
· Muerte
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Silicio
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· Cereales integrales
· Tubérculos
· Hortalizas
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· Desconocido
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· Cálculos renales
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Oligoelementos contaminantes ambientales
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Cadmio
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Plomo
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Mercurio
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Arsénico
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Boro
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Litio
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Aluminio
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Oligoelementos tóxicos
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Plomo
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Mercurio
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Aluminio
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Electrolitos y minerales vitales
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Potasio
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· Leguminosas
· Avena
· Perejil
· Frutas
· Leche
· Carnes
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· Debilidad muscular
· Parálisis
· Confusión mental
· Hipoglicemia
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· Ulceras
· Depresión nerviosa
· Bradicardia
· Paro cardiaco en sístole
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Sodio
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· Sal
· Aceituna
· Salsa de tomate
· Mayonesa
· Atún de lata
· Gelatina
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· Hipotensión arterial
· Coma
· Convulsiones
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· Hipertensión arterial
· Sed
· Edemas
· Lesión de las mucosas
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Fósforo
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· Soya
· Queso blanco
· Nuez
· Lenteja
· Avellana
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· Raquitismo
· Piorrea
· Osteoporosis
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· Perdida ósea
· Entorpece la absorción del calcio
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Calcio
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· Melaza
· Almendra
· Soya
· Berros
· Garbanzo
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· Raquitismo
· Osteoporosis
· Osteomalacia
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· Nefrocalcinosis
· Hipercalcemia
· Litiasis renal
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¿Qué pasa si faltan bioelementos?
COBALTO: ANEMIA, RETRASO DEL CRECIMIENTO.
COBRE: ANEMIA, DEFECTOS ESQUELÉTICOS
FLÚOR CARIES, ALTERACIONES DE LA ESTRUCTURA ÓSEA.
MANGANESO RETRASO DE CRECIMIENTO.
MOLIBDENO AUMENTO DE METIONINA EN SANGRE.
SELENIO MIOCARDIOPATÍAS
YODO BOCIO
ZINC INAPETENCIA, FALTA DE CRECIMIENTO.
Para que un elemento se considere esencial, este debe cumplir cuatro condiciones:
· La ingesta insuficiente del elemento provoca deficiencias funcionales, reversibles si el elemento vuelve a estar en las concentraciones adecuadas.
· Sin el elemento, el organismo no crece ni completa su ciclo vital.
· El elemento influye directamente en el organismo y está involucrado en sus procesos metabólicos.
· El efecto de dicho elemento no puede ser reemplazado por ningún otro elemento.
Hay elementos que están presentes en un organismo, pero no son esenciales. Normalmente la esencialidad se demuestra cuando se descubre una función biológica para algún compuesto del elemento. Se cree que estos elementos químicos se han convertido en esenciales debido a su abundancia y asequibilidad. Así, existe una buena relación entre la esencialidad de un elemento y su abundancia en la corteza terrestre o en el agua de mar.
En los casos en los que un elemento es abundante pero no esencial, se explica teniendo en cuenta que es difícil disponer de él. También las condiciones han cambiado desde los inicios de la vida y los organismos han podido ir adaptándose a los cambios producidos.
Los bioelementos son indispensables para el ser humano, a continuación se muestra lo que ocurre cuando faltan, cuando se encuentran en exceso, sus diversas funciones y en dónde se encuentran en ocasiones.
COBALTO
Es uno de los componentes de la Cobalamina oVitamina B12, siendo su única función la producción de glóbulos rojos y la formación de mielina.
Las carnes, los huevos y los lácteos son las principales fuentes de este micromineral.
La carencia de cobalto está relacionada con la ausencia de Vitamina B12 en el organismo, esto genera anemias, problemas neurológicos y falta de crecimiento.
COBRE
Aunque no es común, la deficiencia severa o clínicamente definida de cobre se asocia con la anemia, neutropenia (reducción del recuento de neutrófilos en los leucocitos) y anormalidades óseas, incluyendo fracturas.
En casos extraordinarios, algunas personas pueden estar genéticamente predispuestas a un trastorno relacionado con el cobre.
Enfermedad de Menkes
La enfermedad de Menkes es un trastorno hereditario del metabolismo del cobre que produce una deficiencia de cobre y, finalmente, un daño irreversible.
Esta enfermedad es un desorden de origen genético (asociado al cromosoma X): una mutación que lleva a la producción de una forma no funcional de la principal proteína encargada de la absorción del cobre en el intestino y su entrega hacia el interior del organismo.
FLUOR
Cuando falta el flúor en el cuerpo, hace que el mismo padezca de la incidencia y severidad de las caries dentales y debilitamiento de los huesos.
Es un componente importante del organismo humano y animal, especialmente asociado a tejidos calcificados (huesos y dientes) por su gran afinidad con el calcio. Su carencia inhibe la iniciación y progresión de la caries dental como así también su habilidad para estimular la formación ósea, ya que si no es absorbido no pasará a la circulación sanguínea y no será transportado ni distribuido a todo el organismo, especialmente en tejidos calcificados como huesos y dientes.
MANGANESO
Se sabe que este micromineral es necesario para el crecimiento de los recién nacidos, está relacionado con la formación de los huesos, el desarrollo de tejidos y la coagulación de la sangre, con las funciones de la insulina, la síntesis del colesterol y como activador de varias enzimas.
El manganeso se encuentra en frutas secas, granos integrales, las semillas de girasol y de sésamo, la yema de huevo, legumbres y verduras de hojas verdes.
La carencia de manganeso en el organismo puede generar lento crecimiento de uñas y cabellos, despigmentación del pelo, mala formación de huesos y puede disminuir la tolerancia a la glucosa o capacidad de eliminar excesos de azúcar en sangre.
El exceso de manganeso por alimentación no ha demostrado tener efectos adversos, en cambio sí se producen problemas pulmonares cuando se respira polvo de manganeso, particularmente en los lugares de extracción.
MOLIBDENO
Se cree que actúa como antioxidante y es capaz de prevenir el cáncer y la anemia.
El molibdeno es necesario para constituir algunas enzimas y prevenir la anemia y la caries.
Podemos obtenerlo si consumimos germen de trigo, legumbres, cereales integrales y verduras de hoja verde oscura.
Su carencia puede ocasionar arritmias cardiacas e irritabilidad.
SELENIO
El selenio, en forma de selenocisteína, es uno de los constituyentes de las selenoproteínas, algunas de las cuales tienen notables funciones enzimáticas. En estos casos, el selenio funciona como un centro redox. El ejemplo mejor conocido de función redox del selenio es la reducción del peróxido de hidrógeno y de los hidroperóxidos por las glutatión peroxidasas dependientes de selenio, lo cual da lugar a productos no dañinos (agua y alcoholes). Hasta el momento se han identificado unas 35 selenoproteínas, aunque en muchos casos no se ha aclarado totalmente su función biológica.
La deficiencia de selenio genera deficiencia inmunitaria y de las defensas antioxidantes, lo cual se asocia con un aumento en el riesgo de infecciones, cáncer, aborto y otras patologías.
YODO
La deficiencia de yodo es la causa principal de daño cerebral y retraso mental, y la más fácilmente prevenible.
La falta de cantidades ínfimas de yodo en la dieta (< 1-2 m g/kg peso/día) puede producir manifestaciones clínicas diversas, con efectos marcados sobre el crecimiento y el desarrollo humano que incluyen cretinismo y bocio endémicos, retraso del desarrollo sicomotor, aumento de la mortalidad infantil y otros. La prevención y el control de estos trastornos se logran suministrando el yodo de forma estable y suficiente a toda la población. Se revisan también las alternativas para suministrar el yodo, de acuerdo con la importancia del problema de salud y sus principales inconvenientes.
ZINC
El Zinc es un material esencial en el proceso físico de crecimiento de la reproducción, de la inmunidad, la secreción interna, el nervio, el fluido corporal, participa en los procesos del metabolismo de 80 clases de enzimas del cuerpo humano, especialmente participa síntesis del ácido nucléico de la propina en la diferenciación de la célula, su multiplicación favorece a las funciones metabólicas importantes.
La falta de Zinc puede traer desventajas a los distintos sistemas del cuerpo humano.
En los años reciente, se descubrió que la deformidad del cuerpo del bebé se relaciona con la falta de Zinc.
La falta del zinc genera:
· En los jóvenes: estanca su crecimiento.
· Afecta a la vista pues la miopía tiene conexión directa con su falta de Zinc, selenio y calcio.
· La esterilidad de masculina y la falta de Zinc, afecta al metabolismo del espermatozoide y al desarrollo de la glándula sexual.
Si el hipocampo, el contenido de Zinc es escaso, puede ocurrir en la edad adulta, que se reduzca la capacidad de memorizar la dificultad en el movimiento de los cuatro miembros, la anormalidad de la capacidad de pensar e incluso la aparición de la demencia senil.
Ante la falta de Zinc es más probable que el sistema inmunológico sufra lesiones.
La medicina China recomienda el lactato de Zinc combinado con la proteína de la clara de huevo y la glucosa, pues su calidad es estable, la absorción es alta y su consumo no tiene efectos secundarios ni tóxicos.
La importancia de los macro y micronutrientes en la nutrición
La Diferencia
Dieta de bioelementos
¿CUALES SON LOS BIOLEMENTOS QUE DEBEMOS CONSUMIR EN NUESTRA DIETA? Y ¿QUE ALIMENTOS LOS CONTIENEN?
Carbohidratos
Son compuestos orgánicos que constan de carbono, hidrógeno y oxígeno. En su forma más Los carbohidratos en el cuerpo humano funcionan en la forma de glucosa. Son la fuente mayor de energía y cada gramo de estos produce 4 kcal, La glucosa es indispensable para mantener la integridad funcional de los tejidos nerviosos, así como es necesaria para el metabolismo normal de las grasas.
La fuente principal de carbohidratos se origina en la dieta, en alimentos de origen vegetal, con excepción de la lactosa (azúcar de la leche). Plantas como cereales, frutas, verduras, así como azúcar de mesa.
Proteínas
Son componentes orgánicos conformados igualmente por carbono, hidrógeno y oxigeno, pero también contienen alrededor de 16% de nitrógeno, junto con azufre y en ocasiones otros elementos como fósforo, hierro y cobalto. La base de su estructura consiste en aminoácidosunidos por enlaces peptídicos. Las proteínas son fraccionadas a través de la digestión por proteasas hasta convertirlas en aminoácidos libres. Las proteínas de la dieta participan en la síntesis de tejido proteico, en procesos anabólicos, para construir y mantener los tejidos corporales. También aportan energía al proveer 4 kcal/gr y juegan un papel estructural en la formación de enzimas, hormonas y varios líquidos corporales.
Las fuentes principales de las proteínas las constituyen algunos alimentos de origen animal (muy especialmente la carne), legumbres y frutos secos. Si bien, muchos alimentos tienen cantidades de proteninas apreciables, como la pasta y el arroz.
Lípidos
Consisten en una molécula de glicerol unida a tres ácidos grasos. Son un grupo heterogéneo de compuestos que incluyen grasas y aceites ordinarios. Las grasas, bajo la forma de triglicéridos del tejido adiposo que es como se almacenan en el organismo, constituyen la principal forma de almacenamiento de energía, son necesarias para mantener las membranas celulares funcionando para aislar los órganos del cuerpo contra el shock, para mantener la temperatura del cuerpo estable y para mantener la salud de la piel y el cabello.
Los lípidos o grasas tienen un alto contenido de energía de 9 kcal/gr (aprox. 37.7 kJ/g). Evidentemente las fuentes principales las constituyen alimentos de origen animal, grasas y aceites vegetales.
La importancia de los macro y micronutrientes en la nutrición
La palabra “nutriente” o “nutrimento” es un término amplio que describe todas las sustancias alimenticias usadas por el cuerpo para asegurar un desarrollo normal y mantener una buena salud. El concepto, sin embargo, puede dividirse en dos grupos diferenciados de componentes alimentarios:
Los micronutrientes son sustancias como vitaminas y minerales que el organismo de los seres vivos necesita en pequeñas dosis, para mantener la salud pero no para producir energía también son indispensables para los diferentes procesos bioquímicos y metabólicos de los organismos vivos. Estos desempeñan importantes funciones catalizadoras en el metabolismo, al formar parte de la estructura de numerosas enzimas.
Los Micronutrientes son principalmente:
Vitaminas (por ejemplo, las vitaminas A, B, C, D, E y K)
Minerales (como el calcio y fósforo)
Oligoelementos (como pueden ser el hierro, zinc, selenio y manganeso).
Mayores portadores de micronutrientes:
- · HIERRO
- · ZINC
- · MANGANESO
- · BORO
- · COBRE
- · MOLIBDENO
- · CLORO
Los macronutrientes son nutrientes que suministran la mayor parte de la energía metabólica del organismo, estos forman el material básico que compone el cuerpo humano: las proteínas y grasas forman el 44% y el 36% del peso del cuerpo.
Los Macronutrientes son:
Proteínas
Lípidos (grasas)
Hidratos de carbono
Agua (intracelular y extracelular)
Mayores portadores de macronutrientes:
- · NITROGENO
- · FOSFORO
- · POTASIO
- · CALCIO
- · MAGNESIO
- · AZUFRE
La salud depende de buen suministro tanto de macronutrientes como de micronutrientes. La insuficiencia o el exceso en el consumo de cualquiera de ellos pueden acarrear problemas para la salud.
La Diferencia
Los Macronutrientes elementos químicos que los humanos consumimos en grandes cantidades y son lo que más necesitamos para existir ya que son el motor de nuestros organismos.
Los Micronutrientes no siempre necesitan ser aportados diariamente ni en grandes cantidades.
Dieta de bioelementos
Consumo ocasional:
- · Grasas (margarina, mantequilla)
- · Dulces, panes, caramelos, pasteles
- · Bebidas refrescantes, helado
- · Carnes grasas y embutidos
Consumo diario:
- · Pescados y maricos
- · Huevos
- · Carnes magnas
- · Legumbres
- · Frutos secos
- · Lacteos
- · Aceinte de oliva
- · Verduras y hortalizas
- · Frutas
- · Pan, cereales integrales, arroz, pasta, pasteles
- · Agua
- · Vino/cerveza
CURIOSIDADES BIOQUÍMICAS DEL CUERPO HUMANO
El cuerpo humano recambia prácticamente todos los átomos que lo forman en un plazo de unos 5 años. ¡Unos 1027 átomos!
La enzima superoxido dismutasa es la máquina más rápida de nuestro cuerpo, se encarga de eliminar los radicales libres del oxigeno producidos por error en las mitocondrias. Es capaz de realizar hasta 7.000 millones de ciclos en un segundo, estando sólo limitada por la difusión de los sustratos. Al eliminar estos radicales libres impide que las células sean dañadas por el estrés oxidativo, el cual es, en parte, responsable del envejecimiento celular.
Una célula recibe entre 1000 y un millón de lesiones diarias en su DNA provocadas por los rayos UV y otros agentes mutagénicos. Para repararlas la célula dispone de proteínas altamente eficaces que pueden encontrar un error entre 15 millones de pares de bases en apenas unos segundos.
- Cada división celular acorta los extremos de los cromosomas, llamados telómeros, de forma que las células sólo pueden dividirse un número limitado de veces. Sin embargo, las células tumorales poseen mutaciones en ciertos genes que les permiten duplicarse indefinidamente.
Algunas toxinas, como la causada por el tétanos (C. tetani), son tan potentes que una única molécula puede fulminar a una neurona.
Nuestro cuerpo es capaz de segregar una droga tan potente como la heroína: la beta-endorfina. Esta sustancia es responsable de modular el dolor e incentiva el placer y la euforia.
La fiebre es un arma utilizada por el sistema inmune para defenderse de patógenos. La liberación de una hormona llamada prostaglandina E2 desencadena una serie de eventos que, al aumentar la temperatura de nuestro cuerpo, aumentan la movilidad y fagocitosis de los glóbulos blancos.
Debido a que la mayor parte de la energía contenida en los alimentos es almacenada en forma de tres moléculas: el ATP, el FADH2 y el NADH las reacciones bioquímicas utilizan estas moléculas como fuente de energía la cual es transformada por estas moléculas.
El anticongelante contiene etilenglicol que al ser metabolizado puede ser mortal para los seres humanos. Esto se debe a que uno de los enzimas responsables de su degradación es el alcohol deshidrogenasa el cual utiliza normalmente el alcohol como sustrato. Muchas toxinas, drogas y productos químicos afectan al cuerpo humano debido a este tipo de “errores” por parte de las proteínas.
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