En la serie que estamos haciendo en CONADEIP sobre los elementos químicos de la tabla periódica, hoy hablaremos de los elementos que están presentes y forman parte del cuerpo humano.
Y es que el cuerpo humano, aunque no podamos imaginarlo, no es más (ni menos) que una serie de elementos químicos en proporciones variables. Casi el 99% de la masa del cuerpo humano consta de seis elementos: oxígeno (sesenta y cinco%), carbón (18%), hidrógeno (10%), nitrógeno (3%), calcio (2 y juego (1%). El pequeño porcentaje restante (~ 1%) está compuesto por una larga lista de otros elementos de los que podemos destacar potasio, azufre, sodio, cloro, magnesio, yodo, hierro y zinc. Todos estos elementos son vitales.
OXÍGENO
Su símbolo químico es O y su número atómico es 8. El oxígeno es el elemento más abundante en el cuerpo humano, y como nuestro colega el Dr. Alberto Morán nos explicó en el capítulo anterior: Los elementos que respiramos, respiramos oxígeno y nos permite obtener energía para que cada célula del cuerpo pueda cumplir con sus funciones. Sin oxígeno, las células de nuestro cuerpo mueren. Alberto también nos habló de la historia, propiedades, métodos de obtención y uso del oxígeno.
Oxígeno y vida humana:
El oxígeno es absolutamente necesario para nuestra vida. Forma parte del agua (H2O) y de todo tipo de moléculas orgánicas. Como mencionamos anteriormente, también lo necesitamos para producir energía en nuestras células. ¿Y cómo se produce esta energía en nuestras células? La energía se genera en lo que se conoce como “respiración celular” (que no debe confundirse con “respiración pulmonar”), un proceso en el que nuestras células descomponen las moléculas de los alimentos (principalmente glucosa) para obtener energía en forma de ATP (trifosfato de adenosina) . , la llamada “moneda energética” del organismo. Es un proceso complejo con varias etapas vinculadas entre sí. La última etapa se llama fosforilación oxidativaes producido por las células de la mitocondria, y luego el oxígeno juega un papel esencial. El oxígeno recibe electrones de la cadena de transporte de electrones y recoge protones del medio para formar agua. En el proceso se libera una gran cantidad de ATP.
CARBÓN
Su símbolo químico es C y su número atómico es 6. Pertenece al grupo 14 de la tabla periódica (carbono o familia de los carbonuros) y está muy extendido en la naturaleza. Es el pilar básico de la química orgánica y parte de todos los seres vivos. Es único en términos de la gran cantidad de compuestos diferentes que puede formar. En la naturaleza se puede encontrar en diferentes variedades alotrópicas (la alotropía es la propiedad de algunas sustancias simples de tener diferentes estructuras atómicas o moleculares). Los tipos de carbono más conocidos son el grafito y el diamante, pero también hay grafeno, nanotubos de carbono y fullereno. Finalmente, está la forma amorfa de carbono conocida como hollín, un pigmento de carbono obtenido de la combustión incompleta de varios materiales.
Historia:
Los nombres de las diversas formas de carbono provienen del latín y el griego. “Carbono” proviene del latín “carbo”; “Grafito” del griego “Graphein” (por escribir) y “Diamante” del latín “Adamas” (invencible e invencible), que evolucionó a Adamant> Diamaunt> Diamond y finalmente diamante.
El carbón como hollín y carbón vegetal se utilizaron desde tiempos prehistóricos. El grafito y el diamante eran conocidos por las civilizaciones antiguas.
El descubrimiento de los fullerenos es mucho más reciente. En 1985, los químicos Harold Kroto, Robert Curl y Richard Smalley descubrieron estas moléculas de carbono, que pueden adoptar formas geométricas que recuerdan a un Bala, una elipse, un tubo o un anillo. Este descubrimiento les llevó a recibir el Premio Nobel de Química de 1996.
Varios fullerenos
Caracteristicas:
Está en estado sólido a temperatura ambiente. Sorprendentemente, el grafito es uno de los materiales más blandos que se conocen, mientras que el diamante es uno de los más duros. Hay tres isótopos naturales de carbono, 12C y 13C (estable) y el isótopo radiactivo 14C.
Carbono y vida humana:
El carbono es el segundo elemento más abundante de nuestro organismo. En particular, constituye el 18% de la composición de nuestro cuerpo (es decir, unos 13 kg para un adulto que pesa unos 70 kg). Sin embargo, el carbono en nuestro cuerpo nunca se encuentra como un solo elemento químico, sino que siempre forma compuestos con otros elementos. El papel principal del carbono en relación con la vida surge de su capacidad para formar cuatro enlaces que permiten construir largas y complejas cadenas de moléculas. El vínculo entre las moléculas de carbono es esencial para nuestra vida. Es un enlace que se puede romper con muy poca energía, lo que hace que los enlaces de carbono sean fáciles de romper y que se formen otros nuevos. Esto significa que el cuerpo puede producir las moléculas que necesita con poca energía de otras que ya no necesita o de las que se ingirieron a través de los alimentos. De hecho, el carbono es una parte integral de todas las macromoléculas, proteínas, grasas y carbohidratos, también conocidos como carbohidratos. Por tanto, es un elemento que forma parte de todas las estructuras de nuestro cuerpo. Además, nuestras células reciben energía de moléculas que contienen carbono, como la glucosa, en el proceso descrito anteriormente con oxígeno.
Por otro lado, también debemos considerar la importancia del dióxido de carbono (CO2) en nuestro cuerpo. Es un producto de desecho de diversas reacciones celulares.
También mencione que hay algunos compuestos de carbono como el monóxido de carbono y el cianuro que son extremadamente tóxicos para los mamíferos. Todos conocen el caso de los mineros que, por inhalación prolongada de grandes cantidades de carbono, pueden desarrollar la enfermedad del pulmón negro.
La huella de carbono:
No quería terminar con este elemento sin hablar de la huella de carbono, que se refiere a todos los gases de efecto invernadero (medidos como CO2 equivalente) producidos por efecto directo o indirecto por la actividad de un ciudadano, una organización, la fabricación de un producto. o la prestación de un servicio. En este momento de la gran crisis climática que estamos viviendo, todos debemos hacer grandes esfuerzos para reducir nuestra huella de carbono.
HIDRÓGENO
Su símbolo químico es H y su número atómico es 1. Es el elemento químico “más ligero” de la tabla periódica y el más abundante del universo (el 76% del universo está formado por hidrógeno). Dr. Fernando Herranz nos habló del hidrógeno como elemento más común en las estrellas en el primer artículo de esta serie. Aquí tienes el enlace por si quieres ir allí: https://www.CONADEIP.mx/elementos-en-las-estrellas/.
Hidrógeno y vida humana:
Solo digamos que el hidrógeno es el tercer elemento en cantidad en nuestro cuerpo principalmente porque está presente en el agua (H2O) y tenemos que recordar que el agua es más del 60% del peso de nuestro cuerpo. Además, casi todos los compuestos de carbono también tienen hidrógeno en su composición.
NITRÓGENO
Su símbolo químico es N y su número atómico es 7.
El nitrógeno es el principal constituyente de la atmósfera (78%) y el elemento más abundante que respiramos. Te contamos sobre él en The Elements We Breathe.
Nitrógeno y vida humana:
El nitrógeno forma parte de muchas biomoléculas, pero su presencia en ácidos nucleicos y aminoácidos es notable. El nitrógeno es un componente estructural de las 5 bases nitrogenadas (adenina, guanina, citosina, timina y uracilo) que forman parte de los ácidos nucleicos, ADN y ARN. En la estructura de doble hélice del ADN, la adenina se empareja con la timina (A = T) mientras que la citosina se empareja con la guanina (CºG). La complementariedad entre las bases nitrogenadas es la esencia de la estructura del ADN, y la disposición secuencial de estas 4 letras a determina la información genética. Las piezas específicas de ADN (llamadas genes) se copian en ARN, un proceso conocido como transcripción. Este ARN se usa luego para crear proteínas en los ribosomas. Las proteínas son cadenas de aminoácidos. El código genético contiene la información de 20 aminoácidos diferentes, de cuyas infinitas combinaciones surgen las proteínas que son los verdaderos actores de nuestras células. Los encargados del trabajo, cada uno en un trabajo diferente, para que todo funcione correctamente.
Además, el nitrógeno también forma parte de otras moléculas como los lípidos (grasas) u óxidos de nitrógeno (NO). El NO es muy importante en nuestro organismo ya que interviene en la relajación de los músculos, el sistema cardiovascular, el sistema inmunológico, el sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico.
CALCIO
Su símbolo químico es Ca y su número atómico 20. El calcio es el quinto elemento más abundante en la corteza terrestre. Los compuestos de calcio constituyen el 3,64% de la corteza terrestre.
Historia:
Los carbonatos de calcio (calcita y dolomita) se conocen desde la antigüedad. El calcio fue producido por primera vez en Londres en 1808 por el químico británico Humphry Davy. Davy obtuvo el calcio mezclando cal humedecida con óxido de mercurio y electrolizando una amalgama que resultó ser calcio puro.
Calcita blanca
Caracteristicas:
El calcio es un metal alcalinotérreo blanco plateado, maleable y dúctil que arde con una llama de color amarillo rojizo. Reacciona violentamente con el agua en su estado metálico para formar hidróxido de calcio y desprende hidrógeno.
Calcio y vida humana:
De los minerales que componen el organismo, el calcio es el más abundante y vital. Tiene una función estructural que se encuentra en huesos y dientes. También participa en la transmisión de los impulsos nerviosos, regula los latidos del corazón y ayuda a que la sangre se coagule. Interviene en la regulación de algunas enzimas como la proteína quinasa C (PKC).
JUEGO
El símbolo químico del fósforo es P y su número atómico es 15. El fósforo no se encuentra como un elemento nativo, pero es el elemento principal de los fosfatos, que son compuestos importantes tanto en la naturaleza como en nuestro propio cuerpo. De hecho, es el undécimo elemento más común en la tierra.
Historia:
El alquimista alemán descubrió este elemento químico en 1669 durante sus experimentos en busca de la piedra filosofal. Mezclar la orina y la arena y destilar la mezcla le dio a la urea un material blanco al evaporarse, que brillaba en la oscuridad. Su nombre proviene de la unión de dos palabras griegas, fos, que significa “luz” y foros, que significa “portador”.
Caracteristicas:
El fósforo se presenta en tres formas: blanco, rojo y negro. El fósforo blanco es muy tóxico e inflamable. Cuando se calienta a 300-400ºC en ausencia de oxígeno, se convierte en fósforo rojo, que no es tóxico. Si el fósforo blanco o rojo se calienta a 200ºC a una presión de 12.000 bar, se obtiene el fósforo negro.
Fósforo y vida humana:
El fósforo es un elemento esencial para la vida. Los seres humanos contienen alrededor de 770 gramos de fósforo en sus cuerpos. El fósforo tiene dos funciones principales en el cuerpo humano. Por un lado, es muy importante para las estructuras óseas del cuerpo, donde se encuentra el 90% de todo lo que tenemos en nuestro cuerpo. Por otro lado, cumple un rol energético fundamental ya que forma parte del ATP. Recordemos que es la “moneda energética” de la célula. Es decir, es la molécula que acumula energía que se utiliza para llevar a cabo todas las funciones celulares. En su fórmula, puedes ver que tiene tres átomos de fósforo (en forma de grupos fosfato).
