Compuestos inorgánicos y orgánicos PDF

Preview

Summary

Apuntes cuerpo humano...

Description

jueves, 13 de septiembre de 2018

TEMA 1: Bases químicas de los procesos vitales! ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL CUERPO HUMANO La estructura y la función tanto de nuestros órganos como de nuestros sistemas, aparatos, tejidos, etc, están íntimamente relacionados.Anatomía: estudio de la estructura de partes del organismo. Fisiología: estudio de la función de partes del organismo.! Las distintas estructuras anatómicas están diseñadas para funciones específicas.Estas funciones son las que determinan una estructura anatómica concreta (tamaño, forma, posición relativa, etc...).! Definición homeostasia: mantener las condiciones gracias a los mecanismos de la célula. Aunque el medio externo varía, el medio interno es constante.Los mecanismos ohmio estático también son llamados mecanismos de retroalimentación negativa (Feedback). El hipotálamo es el termostato corporal que pone en marcha el mecanismo. Si se altera drásticamente provoca enfermedad o muerte.También existe el feedback positivo, ejemplos: el parto (dilatar) o las plaquetas cerrando heridas para no perder sangre.! La vida es química. Es la interacción entre sustancias químicas. Son los ladrillos de la vida y la base del funcionamiento de todos los sistemas del organismo.! NIVELES DE ORGANIZACIÓN 1. Elementos químicos. 2.Moléculas: proteínas, lípidos, etc. (Hasta aquí nivel abiótico) 3.Células. 4.Tejidos. 5.Órganos. 6.Aparatos y Sistemas. 7.Organismo (ser vivo). (Nivel biótico).! Se necesitan distinguir los distintos sistemas:! 1. SISTEMA TEGUMENTARIO.! Órganos principales: Piel, Pelo, Uñas, Glándulas sudoríparas, Glándulas sebáceas, Órganos sensoriales.! Funciones:! -Principalmente protección del exterior (mantener el medio interno constante). Evitar agresiones mecánicas y químicas (piel-queratina); e infecciones.! -Ayuda a mantener la temperatura corporal (Piel y glándulas sudoríparas). ! -Información sensorial del medio (relación, protección, reproducción, etc...).! -Dolor, presión, temperatura, tacto ! -Síntesis de algunas sustancias.! 2. SISTEMA ESQUELÉTICO.! Órganos principales: huesos, cartílagos, ligamentos, médula ósea.!

1

jueves, 13 de septiembre de 2018 Funciones:! - Sostén o soporte para otros órganos.! - Protección (Cráneo, caja torácica).! - Almacén de calcio y fósforo (minerales).! - Formación de células sanguíneas (médula ósea roja en los huesos largos)! - Movimiento con el sistema muscular y gracias a las articulaciones.! 3. SISTEMA MUSCULAR! Órganos principales: musculoesquelético, tendones.! Funciones:! - Sostén o soporte para otros órganos.! - Protección (Cráneo, caja torácica).! - Almacén de calcio y fósforo (minerales).! - Formación de células sanguíneas (médula ósea roja en los huesos largos)! - Movimiento con el sistema muscular y gracias a las articulaciones.! Otros músculos:! - Músculo liso (involuntario) en vísceras y arterias.! - Músculo cardíaco (involuntario) bombeo de la sangre! 4. SISTEMA NERVIOSO.! Órganos principales: cerebro, médula espinal, nervios periféricos y órganos sensoriales.! Funciones:!

- Reconocimiento del medio interno.! - Comunicación entre funciones corporales.! - Reconocimiento del medio externo.! - Generación de respuestas ante estímulos.! 5. SISTEMA ENDOCRINO.! Órganos principales: hormonas, hipófisis, glándula pineal, hipotálamo, tiroides, paratiroides, timo, páncreas, glándula suprarrenales y gónadas.!

2

jueves, 13 de septiembre de 2018 Funciones:! - Comunicación, integración y control de los distintos sistemas corporales (igual que sitema nervioso pero a largo plazo).! - control del crecimiento.! - control del metabolismo.! - control de la reproducción (caracteres sexuales secundarios).! - control de la composición del medio interno (equilibrio osmótico, ácido-base, energético, etc...)! 6. APARATO CIRCULATORIO.! Órganos principales: Corazón, sangre, vasos sanguíneos, arterias, venas y capilares.! Funciones:! - Transporte y distribución de las células sanguíneas, gases (O2 y CO2 principalmente), agua y sustancias en disolución (nutrientes, sustancias de desecho, hormonas, etc...)! - Ayuda al control de la temperatura corporal distribuyendo el calor por el cuerpo y ayudando a conservar o disipar el calor controlando el flujo de sangre en la superficie del organismo.!

- Defensa del organismo (sistema inmunitario).! 7. APARATO RESPIRATORIO.! Órganos principales: nariz, boca, laringe, tráquea, bronquios, pulmones.! Funciones:! - Permitir y favorecer el flujo de aire hacia los alveolos pulmonares, donde se produce el intercambio de gases con la sangre.! - Proveer de oxígeno a la sangre.! - Eliminar el dióxido de carbono de la sangre.! - Humidificar el aire para que llegue con elevada humedad elativa a alveolos y evitar la entrada de partículas y patógenos.!

- Participa en el equilibrio ácido-base del cuerpo. ! - Producción de sonidos para la comunicación.! 8. APARATO DIGESTIVO.! Órganos principales: Boca, esófago, estómago, intestino delgado, faringe, intestino grueso, recto, ano.!

3

jueves, 13 de septiembre de 2018 Funciones:!

- Procesar y digerir los alimentos. ! - Absorber y conservar el agua.! - Absorber los nutrientes (iones, los productos del digerido de azucares, proteínas y grasas de la dieta).! 9. APARATO REPRODUCTOR.! Órganos principales: Testículos, conductos genitales, próstata, genitales externos, uretra.! Funciones:! - Producción de las células sexuales masculinas (espermatozoides).! - Producción de hormonas.! - Relaciones sexuales (permitir la transferencia de los espermatozoides al aparato reproductor femenino)! Órganos principales: ovarios, útero, trompas de Falopio, vagina, genitales externos, glándulas mamarias.! Funciones:!

- producción de las células sexuales femeninas (óvulos). ! - Producción de hormonas.! - Relaciones sexuales (permitir la recepción de los espermatozoides, la fertilización y la transferencia de las células sexuales hasta el útero.!

- Permitir el desarrollo y nutrición del embrión, y finalmente el parto. ! - Proporcionar leche al recién nacido.! Para realizar determinadas funciones o satisfacer determinadas necesidades del organismo, a veces tienen que actuar distintos sistemas y/o aparatos de forma coordinada.!

4

jueves, 13 de septiembre de 2018 Nivel Atómico Todos los seres vivos estamos formados por elementos químicos. Nosotros en la gran mayoría estamos formados de Oxígeno, además de Carbono, Hidrógeno y Nitrógeno. Estos forman el 96% de nuestro cuerpo, el 4% restante son pequeñas cantidades de otros elementos.! Electrones: carga negativa. Hay el mismo numero de electrones que de protones para compensar cargas. Protones: determinan el elemento químico. Carga positiva. Neutrones: no tienen carga. Los electrones forman una nube al rededor del compuesto neutrón-protón, se van colocando en niveles (regla de octeto, está lleno cuando hay 8 electrones). Por ejemplo en el caso del carbono hay 6. Los elementos más estables son los gases nobles. ! Si varían los neutrones ocurren isótopos (elementos inestables) que acaban degradándose hasta su estabilidad, ya que la naturaleza siempre tiende a la estabilidad.! Nivel Molecular Aparece cuando los átomos interaccionan entre si y realizan uniones, así haciendo moléculas (conjunto de al menos 2 átomos enlazados covalentemente que forman un sistema estable y neutro). Estas interacciones se realizan por los electrones de las capas mas externas. Hay tres tipos de enlaces: Covalente, iónico, metálico y puente de hidrógeno.! Enlace iónico: Es el resultado de la presencia de atracción electrostática entre los iones de distinto signo, es decir, uno fuertemente electropositivo (baja energía de ionización) y otro fuertemente electronegativo (alta afinidad electrónica). Ocurre entre átomos de tamaño muy distinto, además de cambiar electrones ayudándose mutuamente. La estructura que se forma de cristales es por atracción entre cargas positivas y negativas. Ejemplo: la sal.! Enlace covalente: Un enlace covalente entre dos átomos se produce cuando estos átomos se unen, para alcanzar el octeto estable, compartiendo electrones del último nivel (excepto el hidrógeno que alcanza la estabilidad cuando tiene 2 electrones).! Enlace metálico: Un enlace metálico es un enlace químico que mantiene unidos los átomos (unión entre núcleos atómicos y los electrones de valencia, que se juntan alrededor de éstos como una nube) de los metales entre sí.! Puente de hidrógeno: Fuerza de atracción que suele ejercer entre moléculas. Es una fuerza atractiva entre un átomo electronegativo y un átomo de hidrógeno unido covalentemente a otro átomo electronegativo. Estos son mas débiles y más fáciles de romper (no se comparten electrones).

COMPUESTOS INORGÁNICOS!

- Agua: Es el disolvente universal de la vida, produce la ionización de moléculas y facilita las reacciones químicas. Es muy estable y tiene poca energía es sus enlaces (puentes de hidrógeno). Sus propiedades son:!

5

jueves, 13 de septiembre de 2018 • Fuerte polaridad: las moléculas de agua polares atraen iones y otros compuestos polares, haciendo que se disocien. Esto permite a la célula realizar una gran variedad de reacciones químicas.! • Elevado calor específico: las uniones de hidrógeno absorben calor al romperse y lo liberan cuando se forman, reduciendo al mínimo los cambios de temperatura corporal.! • Elevado calor de evaporación: para que el agua se evapore tienen que romperse muchos puentes de H. La sudoración permite enfriar el cuerpo.! • Cohesión: los puntes de H mantienen juntas las moleculas de H2O, por lo que actúa como almohadón para proteger frente a golpes.! Sus funciones son varias:! • Es el principal constituyente del cuerpo, de las células y los tejidos, además de formar los fluídos corporales. ! • Vehículo de transporte de sustancias (nutrientes,gases...)! • Medio en el que se desarrolla el metabolismo.! • También interviene en reacciones químicas.!

- Los gases: El Oxígeno (O2) y el Dióxido de Carbono (CO2) están directamente relacionados con la respiración celular. El oxígeno es necesario para completar las reacciones de descomposición necesarias para obtener energía. Este, es aceptor final de electrones en la cadena respiratoria realizada en las crestas mitocondriales.! El CO2 contiene carbono pero es una molécula inorgánica muy simple. Se produce como desecho de la descomposición necesaria para obtener energía a través de procesos metabólicos. También juega un papel importante en el mantenimiento de un medio en equilibrio ácido-base. ! Mantener el pH constante es vital para el correcto desarrollo de las reacciones químicas y bioquímicas que tienen lugar tanto en los seres vivos como, a nivel experimental, en el laboratorio. Los amortiguadores son aquellas disoluciones cuya concentración de protones apenas varía al añadir ácidos o bases fuertes .!

- Ácidos, bases y sales (electrolitos): Las sales minerales se encuentran en forma sólida formando parte principalmente de los huesos y los dientes; o en disolución interviniendo en multitud de procesos:!

- Catalizan reacciones químicas! - Mantenimiento de las concentraciones osmóticas! - Transporte de sustancias a través de las membranas de las células (vesículas) - Contracción del músculo!

- Potencial de acción (cambian las cargas de dentro y fuerade la célula)! - Forman tampones para regular el pH! 6

jueves, 13 de septiembre de 2018 Estos compuestos en disolución afectan drásticamente a las reacciones químicas del cuerpo. Los electrolitos son sustancias que en solución se disocian liberando cationes (+) y aniones (-). El agua, a pesar de ser bastante estable, también puede disociarse.! Si hay alguna sustancia en disolución que al disociarse libere H+ o libere OH-, alterará este equilibrio: Si se libera más H+ el medio será ácido, si se libera más OH- el medio será básico. Lo que altera el pH.!

pH Concentración de protones (H+). Escala logarítmica de base 10.! Los límites normales del pH en sangre y otros líquidos orgánicos son muy estrechos. ! Valores normales de pH en plasma: 7.35 - 7.45! Valores extremos de pH en plasma: 6.8 – 7.8! El pH en el cuerpo se mantiene constante gracias a la existencia de sistemas amortiguadores o tampones que reducen al mínimo los cambios de concentración de H+ y OH-.!

7

jueves, 13 de septiembre de 2018

COMPUESTOS ORGÁNICOS! Las moléculas orgánicas contienen enlaces covalentes (C-C) o (C-H). Se dividen en los siguientes grupos:! - Carbohidratos (azúcares y almidones) fuente principal de energía química! - Proteínas. Enzimas encargadas de las reacciones biológicas. También estructurales.! - Lípidos (insolubles en agua). Forma la membrana celular, reserva energética y estructurales.! - Ácidos nucleicos (ADN y ARN). Información genética hereditaria y mecanismo de traducción de esta información.!

CARBOHIDRATOS (C,H) (Azúcares y almidones). ! Significa literalmente carbono y agua, por lo que estarán formados de esto. Existen 4 tipos:!

- Monosacáridos: azúcares simples de cadena de carbono corta. En disolución suelen ser estructuras cíclicas. Hexosas: glucosa, fructosa, galactosa, etc. Pentosas: ribosa, desoxirribosa, etc.!

- Disacáridos y polisacáridos: Unión covalente de 2 o más monosacáridos por una reacción que implica la eliminación de agua. Disacáridos: sacarosa, maltosa, lactosa, etc. Polisacáridos: almidón (plantas), glucógeno (hígado y músculo), celulosa (pared celular), etc.! Son la fuente principal de energía química para todas las células del organismo. Queda energía almacenada en los enlaces de las moléculas.! También tienen un papel estructural como componentes del ARN y ADN; y también como modificaciones de las proteínas formando las glicoproteínas (p.e. moco).! LÍPIDOS (C,H,O) Grupo muy heterogéneo de sustancias que se caracteriza por su insolubilidad en agua (son moléculas apolares; la mayoría se disuelven fácilmente en disolventes orgánicos, p.e. éter, alcohol, benceno, etc.).! Carbono, hidrógeno y oxígeno principales componentes también de los lípidos orgánicos. Menos proporción de oxígeno que en los glúcidos.! Podemos diferenciar entre grasas (sólidos a temperatura ambiente) y aceites (líquidos a temperatura ambiente).! Las funciones son:! Son la principal forma de reserva energética. También es una forma de reserva de agua.! Forman membranas celulares. Función estructural y de aislamiento del medio interno. Función de aislante térmico.! Hormonas y vitaminas (A, E, K, D).! 8

jueves, 13 de septiembre de 2018 Existen 4 tipos de lípidos:! TRIGLICÉRIDOS! Formados por 1 unidad de glicerina y 3 ácidos grasos (cambia en los distintos triglicéridos).! Son los lípidos más abundantes y es la reserva energética del organismo (fuente más concentrada de energía; obtención lenta).! Existen los ácidos grasos saturados (insano), en los que todos los enlaces de los carbonos están saturados por H e insaturados (sano) (mono- y poli-insaturados), en los que no todos los enlaces de los átomos de carbono están saturados por átomos de H debido a la existencia de dobles enlaces entre algunos átomos de carbono. El grado de saturación determina las propiedades físicas de los ácidos grasos.!

FOSFOLÍPIDOS! Son compuestos similares a los triglicéridos pero uno de los 3 enlaces de la glicerina con los ácidos grasos, se ha sustituido por grupo fosfato. Esta sustitución forma una cabeza polar que atrae el agua, mientras que las 2 cadenas de ácidos grasos la repelen (apolar). Esta estructura permite la formación de las bicapas lipídicas cuando están en solución acuosa.!

COLESTEROL (Esteroides)! El colesterol se combina con los fosfolípidos en la membrana celular y le dan estabilidad a la membrana. Un exceso de colesterol puede correlacionarse con problemas cardiovasculares.! A partir del colesterol se sintetizan las hormonas esteroideas como los estrógenos, la testosterona, la cortisona, etc.; que participan en muchos procesos distintos.! Algunas vitaminas liposolubles tienen estructuras similares al colesterol. Como la vitamina D, vitamina A, vitamina E o vitamina K (coagulación sanguínea).!

LIPOPROTEÍNAS! Al no ser solubles en agua los lípidos no pueden transportarse libremente en sangre.! Se transportan unidos a las lipoproteínas. Las lipoproteínas de alta densidad (HDL=bueno) transportan el colesterol de las células al hígado para que lo filtre y lo elimine; y las lipoproteínas de baja densidad (LDL=malo) transportan el colesterol hacia las células para que lo almacenen.!

9

jueves, 13 de septiembre de 2018 PROTEÍNAS (C,H,O + S, Fe, P) Son las moléculas más abundantes del organismo; son moléculas muy grandes formadas por unidades básicas denominadas aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Además de carbono, oxígeno e hidrógeno, los aminoácidos contienen nitrógeno (también S, Fe y P).! Las proteínas realizan funciones tan distintas entre si y tan complejas que se han llevado a intensivas investigaciones, llegando a la conclusión de que la causante de esto es la estructura de ellas. Existen al menos 4 niveles de estructuración. Corresponden a las estructuras: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria.! Están formadas por 12 aminoácidos no esenciales y 8 aminoácidos esenciales que precisan de un aporte exógeno (dieta). Se pueden combinar todos entre todos para formar la estructura primaria. Se asocian con su respectivo ARNt para la síntesis proteica y determina el código genético.! Esta estructura determina la función de la proteína concreta:! -Proteínas estructurales; p.e. el colágeno es una fibra que se encarga de mantener unido la mayoría de tejidos del organismo; la queratina forma una red impermeable de fibras de la capa externa de la piel. La actina y los microtúbulos forman el citoesqueleto de las células.! - Proteínas funcionales; participan o favorecen procesos y reacciones químicas del organismo (p.e. algunas hormonas, factores de crecimiento, canales y receptores de la membrana y enzimas).! ENZIMAS! Las enzimas son catalizadores químicos. Cada enzima participa y facilita (aumentan la velocidad) una reacción química determinada pero no son reactivos o productos de la misma, ni son modificadas por éstas.! Son esenciales para la vida porque ninguna reacción química del organismo se produce lo suficientemente deprisa a no ser que estén presentes las enzimas específicas. Responsables del metabolismo.! GLUCOPROTEÍNAS! Proteínas con moléculas de oligosacáridos o polisacáridos unidas covalentemente.! Funciones: anticongelante, lubricación, enzimas, anticuerpos y marcadores celulares.!

10

jueves, 13 de septiembre de 2018 ÁCIDOS NUCLEICOS Las dos formas de ácidos nucleicos son el ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN). Ambos están constituidos por cadenas de repeticiones de unidades básicas (monómeros) llamadas nucleótidos. Cada nucleótido consta de una unidad fosfato, un azúcar (ribosa o desoxirribosa) y una base nitrogenada. Existen 5 bases nitrogenadas distintas: adenina, guanina (bases purínicas) y citosina (bases pirimidínicas) que comparten ambos ácidos nucleicos; la timina exclusiva del ADN y el uracilo exclusivo del ARN.! ADN: Las moléculas de ADN son las moléculas de mayor tamaño del cuerpo (unos 3 cm de longitud media) y son muy estables químicamente. Son polímeros muy grandes formados por 2 cadenas de repeticiones de numerosos nucleótidos dispuestas en antiparalelo unidas por filamento están retorcidos sobre si mismos formando una doble hélice.! ARN: La molécula de ARN consta solo de una cadena de repeticiones de nucleótidos. Es muy importante en la síntesis de proteínas ya que constituye la maquinaria de interpretación de la información genética. Es más versátil que el ADN (pero menos estable) ya que algunas moléculas de ARN tienen actividad catalítica o enzimática (p.e. ARN ribosómico del ribosoma; encargado de la síntesis de proteínas). El ARN de transferencia es el principal responsable del código genético y la traducción de nucleótidos a aminoácidos. El ARN mensajero transporta la información desde el ADN en el núcleo hasta los ribosomas en el citoplasma celular.! ¿ATP? Un ti...