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Introducción

• Los sistemas biológicos se forman con una organización compleja de moléculas que se combinan para crear una célula, que es la unidad fundamental de la vida.
• Las células unicelulares y pluricelulares contienen componentes para funciones vitales, interactúan y forman un ser vivo único, organizado y complejo.
• Las células tienen moléculas orgánicas como carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, todos los cuales contienen carbono.
• El carbono es un elemento muy importante debido a sus propiedades y su capacidad para formar muchas moléculas orgánicas.

Carbohidratos

• Los carbohidratos incluyen azúcares, glucógeno, almidones y celulosa, representando del 2 al 3 % de la masa corporal total.
• En humanos y animales, los carbohidratos sirven como fuente de energía química para generar el ATP requerido para las reacciones metabólicas.
• Los carbohidratos se clasifican en Monosacáridos, Disacáridos y Polisacáridos.

Monosacáridos

• Son azúcares simples que generalmente tienen de tres a seis átomos de carbono.
• La glucosa, también conocida como dextrosa, y la fructosa, también llamada levulosa, son ejemplos.
• Cada monosacárido consta de una sola unidad de hexosa con la fórmula C6H12O6.
• La glucosa es la más abundante en el cuerpo humano.
• Todos los carbohidratos ingeridos se convierten en glucosa en el hígado.
• Las pentosas, como la ribosa y la desoxirribosa, son azúcares de cinco carbonos que componen los ácidos nucleicos y los nucleótidos.

Disacáridos

• Los disacáridos son carbohidratos formados por dos monosacáridos.
• La maltosa (azúcar de malta) consta de dos moléculas de glucosa combinadas químicamente.
• La sacarosa es el azúcar de mesa ordinario, formado por glucosa y fructosa.
• La lactosa es el azúcar presente en la leche, compuesta por una molécula de glucosa y una de galactosa.
• El enlace que une cada azúcar para formar el disacárido se llama Enlace Glucosídico.

Polisacáridos

• Son los carbohidratos más abundantes, incluyendo almidones, glucógeno y celulosa.
• Un polisacárido consiste en una cadena larga, única o ramificada de unidades repetidas de un azúcar simple, generalmente glucosa.
• El almidón almacena carbohidratos en las plantas.
• El glucógeno es la forma en que se almacena la glucosa en las células hepáticas y musculares.
• La celulosa es el polisacárido más abundante y comprende el 50% o más de todo el carbono en las plantas.

Lípidos

• Los lípidos constituyen del 18 al 25 % de la masa corporal de los adultos delgados.
• Los lípidos contienen carbono, hidrógeno y oxígeno, son insolubles en solventes polares como el agua, pero algunos se disuelven en el plasma sanguíneo cuando se unen a moléculas proteicas hidrófilas formando lipoproteínas.
• En el organismo se pueden encontrar frecuentemente ácidos grasos, triglicéridos, fosfolípidos, esteroides y vitaminas liposolubles (A, D, E, K).

Ácidos Grasos

• Los ácidos grasos son los lípidos más simples, utilizados para sintetizar triglicéridos y fosfolípidos, y pueden catabolizarse para generar ATP (adenosín trifosfato).
• Los ácidos grasos pueden ser saturados o insaturados.
• Un ácido graso saturado contiene enlaces covalentes simples entre los átomos de carbono de la cadena hidrocarbonada, saturada con átomos de hidrógeno.
• El ácido palmítico es un ejemplo.
• Un ácido graso insaturado contiene uno o más dobles enlaces covalentes, sin estar completamente saturado con átomos de hidrógeno.
• El ácido oleico es un ejemplo.

Triglicéridos

• Estos son los lípidos más abundantes en el cuerpo y en la dieta.
• Un triglicérido consta de una molécula de glicerol y tres moléculas de ácidos grasos.
• Los triglicéridos pueden ser sólidos o líquidos.
• Una grasa es un triglicérido sólido a temperatura ambiente, compuesto mayormente por ácidos grasos saturados, encontrados en carnes rojas y productos lácteos como leche entera, queso y mantequilla y en el aceite de palma y de coco.
• Los aceites son triglicéridos líquidos a temperatura ambiente, con ácidos grasos insaturados predominantes.
• Los aceites pueden ser monoinsaturados (aceite de oliva, maní y canola) o poliinsaturados (aceite de maíz, girasol, soya, pescados grasos como salmón, atún y caballa).

Fosfolípidos

• Son componentes importantes de las membranas celulares.
• Un extremo de la molécula de fosfolípido es hidrofóbico, repeliendo el agua, mientras que el otro extremo formado por glicerol es hidrofílico, atrayendo el agua.
• La membrana celular es una bicapa lipídica con extremos hidrófobos hacia el centro y cabezas hidrófilas hacia el exterior.

Proteínas

• Las proteínas contienen carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y a veces azufre.
• El cuerpo de un adulto delgado contiene entre 12 y 18 % de proteínas.
• Las proteínas tienen una estructura más compleja que los carbohidratos o los lípidos, cumplen muchas funciones y son responsables de la estructura de los tejidos corporales.

Tipo de Proteínas y sus Funciones

• Estructurales: Forman el marco estructural de varias partes del cuerpo (colágeno en huesos, queratina en la piel, pelo y uñas).
• Reguladoras: Funcionan como hormonas que regulan diversos procesos fisiológicos, controlan el crecimiento y desarrollo, y como neurotransmisores, miden respuestas del sistema nervioso (insulina).
• Contráctiles: Permiten el acortamiento de las células musculares, provocando movimiento (miosina y actina).
• Inmunológicas: Contribuyen a las respuestas que protegen el cuerpo contra sustancias extrañas y patógenos invasores (anticuerpos e interleucinas).
• De transporte: Transportan sustancias vitales por todo el cuerpo (hemoglobina transporta oxígeno y dióxido de carbono).
• Catalíticas: Actúan como enzimas que regulan reacciones bioquímicas (amilasa salival, sacarasa y ATPasa).

Aminoácidos

• Los aminoácidos son monómeros utilizados para sintetizar proteínas, compuestas por un grupo amino y un grupo carboxilo.
• Cuando dos aminoácidos se combinan, forman un dipéptido; al añadir un aminoácido adicional, crean un tripéptido.
• La adición de 4 a 9 aminoácidos resulta en un péptido.
• Cuando se unen de 10 a 2000 aminoácidos, se forma un polipéptido.
• Las proteínas pueden consistir en una sola cadena polipeptídica (50 aminoácidos) o poseer dos o más cadenas polipeptídicas plegadas.
• Cada variación en el número o secuencia de aminoácidos crea una proteína diferente.

Enzimas

• Las enzimas son catalizadores biológicos que aceleran las reacciones químicas.
• Una enzima está formada por dos partes: una proteína llamada apoenzima y un cofactor no proteico (un ion metálico o una molécula orgánica llamada coenzima).
• La mayoría de las coenzimas se derivan de vitaminas.
• Las enzimas terminan con el sufijo "asa" y se agrupan según el tipo de reacciones químicas que catalizan.
• Las enzimas son muy específicas, eficaces y están sujetas a controles celulares.

Ácidos Nucleicos

• Los ácidos nucleicos fueron descubiertos por primera vez en el núcleo de la célula.
• Son moléculas orgánicas que contienen carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo.
• Los dos tipos de ácidos nucleicos son el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN).
• El ADN forma el material genético hereditario dentro de cada célula humana.
• En los seres humanos, cada gen es un segmento de una molécula de ADN.
• Los genes determinan los rasgos hereditarios, controlan y regulan la síntesis de proteínas y la mayoría de las actividades celulares.
• Cuando una célula se divide, la información hereditaria pasa a la siguiente generación.
• El ácido ribonucleico (ARN) transmite instrucciones reunidas en los genes que regulan la síntesis de proteínas a partir de los aminoácidos.
• Un ácido nucleico consta de nucleótidos, cada uno con tres partes: base nitrogenada, azúcar pentosa y grupo fosfato.

Base Nitrogenada

• El ADN contiene cuatro bases nitrogenadas diferentes: adenina, timina, citosina y guanina.
• El ARN contiene adenina, guanina, citosina y uracilo.
• La adenina y la guanina son bases más grandes con dobles anillos, llamadas purinas.
• La timina y el uracilo son bases más pequeñas, llamadas pirimidinas.

Azúcar Pentosa

• Las azúcares pentosas tienen cinco carbonos.
• El azúcar del ADN es la desoxirribosa y el del ARN es la ribosa.

Grupo Fosfato

• Los grupos fosfato (PO4) se alternan con las azúcares pentosas para formar el esqueleto de una cadena de ADN o ARN.

Agua

• El agua es el principal componente del cuerpo humano, constituyendo el 70% del peso corporal total.
• La cantidad total del agua depende de factores como la edad, el sexo o el volumen de grasa corporal.
• Se distribuye por todo el cuerpo, en todos los órganos, dentro de las células y entre ellas.

Funciones del Agua

• Hidratación
• Transporte de nutrientes a la célula
• Ayuda a la digestión de los alimentos
• Ayuda a la excreción de productos de desecho
• Control de peso
• Limpieza facial
• Reacción química del agua

Distribución del Agua

• Se distribuye en dos compartimentos principales: intracelular (aproximadamente dos tercios del agua corporal) y extracelular (aproximadamente un tercio del agua corporal).
• El extracelular incluye el líquido plasmático y el líquido intersticial.
• El líquido plasmático y el líquido intersticial tienen una composición electrolítica similar, siendo los iones más abundantes el sodio y el cloruro.
• Otros compartimentos, como la linfa, el líquido ocular y el líquido cefalorraquídeo, componen un pequeño volumen del agua y suelen considerarse parte del líquido intersticial.
• El agua constituye aproximadamente el 55% en mujeres y el 60% en hombres adultos.
• Los neonatos tienen hasta el 75% de agua corporal total (ACT).
• En los ancianos, este porcentaje se reduce hasta un 50% en ambos sexos.
• El agua varía con la grasa, habiendo menos agua con mayor cantidad de grasa.

Ganancia de Líquidos

• La ganancia de líquidos en el cuerpo ocurre a través de la Ingestión y la Síntesis Metabólica.
• Los líquidos ingeridos corresponden a aproximadamente 1600 ml al día.
• Con los alimentos se ingieren aproximadamente 700 ml al día.
• En total, se ingieren 2300 ml al día.
• La respiración celular aeróbica proporciona alrededor de 200 ml al día, así que la ganancia total de agua por estas vías es de 2500 ml al día.

Perdida de Líquidos

• Las pérdidas de agua se producen principalmente a través de la orina, el sudor, pérdidas insensibles (piel y pulmones) y las heces.
• La producción de agua metabólica compensa solo una parte de estas pérdidas y debe compensarse mediante la ingesta de alimentos y líquidos en la dieta para alcanzar el equilibrio hídrico.

Eliminación y Excreción

• La eliminación de líquidos se realiza por vía Renal, por los riñones donde se excretan alrededor de 1500ml/día, por la Piel que evapora aproximadamente 600ml/día, de estos 400ml por transpiración insensible y 200ml en sudor, por vía Pulmonar donde se exhalan un promedio de 300ml/día como vapor de agua, y por la vía Gastrointestinal, con las heces, donde se elimina cada día un aproximado de 100ml.
• Por lo tanto, la pérdida total de ACT de todas las vías es de 2500 ml al día.