Composición del Sistema Biológico (PDF)

UNIVERSIDAD DOCTOR ANDRÉS BELLO FACULTAD: CIENCIAS DE LA SALUD CARRERA: LICENCIATURA EN LABORATORIO CLINICO ASIGNATURA: “ANATOMIA Y FISIOLOGIA” https://portalacademico.cch.unam.mx/sites/default/files/b1u1oa0p01e01.jpg TEMA: “COMPOSICIÓN DEL...

UNIVERSIDAD DOCTOR ANDRÉS BELLO FACULTAD: CIENCIAS DE LA SALUD CARRERA: LICENCIATURA EN LABORATORIO CLINICO ASIGNATURA: “ANATOMIA Y FISIOLOGIA” https://portalacademico.cch.unam.mx/sites/default/files/b1u1oa0p01e01.jpg TEMA: “COMPOSICIÓN DEL SISTEMA BIOLÓGICO (PARTE I)” MATERIAL DE LECTURA DE UNIDAD #1: NIVELES DE INTEGRACIÓN DE LA MATERIA VIVA  Introducción Los sistemas biológicos están formados por una compleja organización de moléculas que se combinan para dar origen a una célula, que es la unidad básica de la vida. Tanto una célula unicelular como pluricelular como la del ser humano contienen los componentes necesarios para realizar las funciones vitales e interactuar dando lugar a un ser vivo único, organizado y complejo. Las células están constituidas por moléculas orgánicas como carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos las cuales en su composición llevan el Carbono un elemento muy importante por la propiedades que posee por lo que es capaz de formar parte de muchas moléculas orgánicas. Objetivos o competencias a adquirir Conocer y enumerar los principales grupos de compuestos orgánicos presentes en el organismo. Clasificar y diferenciar los carbohidratos. Enumerar los tipos de lípidos presentes en el organismo y describir su composición , características y funciones biológicas. Describir las propiedades y funciones de las proteinas y aminoacidos Explicar la estructura de los ácidos nucleicos y establecer la diferencia de un nucleótido y un nucleósido. Muchas moléculas orgánicas son relativamente grandes y tienen características singulares que le permiten cumplir funciones complejas. Las categorías importantes de compuestos orgánicos son: Carbohidratos, lípidos,proteínas y ácidos nucleicos. CARBOHIDRATOS Los carbohidratos (hidratos de carbono) incluyen azúcares, glucógeno, almidones y celulosa, representan solo el 2 - 3% de la masa corporal total. En los seres humanos y los animales, los carbohidratos funcionan como fuente de energía química para generar el ATP necesario para impulsar reacciones metabólicas. (Tortora y Derrickson, 2018, p. 44). Los carbohidratos se pueden clasificar en: Monosacaridos, Disacaridos y Polisacaridos. Monosacáridos: Estos son azúcares simples que suelen tener de 3 a 6 átomos de carbono como por ejemplo la Glucosa también llamada dextrosa y la fructosa llamada también levulosa. Cada monosacárido está formado por una sola unidad de hexosa (consiste en 6 átomos de carbono) 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 (azúcares de 5 carbonos) como la ribosa y desoxirribosa son componentes de los ácidos nucleicos y nucleótidos. (Tortora y Derrickson, 2018, p.44). Disacáridos: Los disacáridos son carbohidratos formados por dos monosacáridos como por ejemplo la Maltosa (azúcar del malta) consta de dos moléculas de glucosa químicamente combinadas, la Sacarosa la cual es el azúcar ordinaria de la mesa está formada por glucosa y fructosa, la Lactosa es el azúcar presente en la leche está formada por una molécula de glucosa y una de galactosa. El enlace que une cada azúcar para formar el disacárido se llama: Enlace Glucosídico. (Tortora y Derrickson, 2018, p. 44, 45 ). Polisacáridos: Estos son los carbohidratos más abundantes como son los almidones, glucógeno y celulosa. Un polisacárido es una cadena larga única o ramificada que consta de unidades repetidas de un azúcar simple por lo general la Glucosa. El almidón es la forma de almacenamiento de carbohidratos en las plantas y el Glucógeno es la forma en que se almacena la glucosa, el cual se almacena en células hepáticas y musculares. La celulosa es un polisacárido de mayor abundancia ya que en esa forma se encuentra el 50% o más de todo el carbono de las plantas. (Tortora y Derrickson, 2018, p.45, 46). LÍPIDOS Los lípidos representan el 18 a 25% de la masa corporal de los adultos delgados, al igual que los carbohidratos contienen carbono, hidrógeno, oxígeno, la mayoría de lípidos son insolubles en solventes polares como el gua es decir que son hidrófobos, solo algunos pocos se pueden disolver en el plasma sanguíneo cuando se unen a moléculas proteicas hidrófilas formando un complejo llamado: Lipoproteínas. Entre los lípidos más frecuente en el organismo podemos encontrar: Ácidos grasos, triglicéridos, fosfolípidos, esteroides y vitaminas liposolubles (A;D;E,K). (Tortora y Derrickson, 2018, p. 46). Ácidos Grasos: estos son los lípidos más simples que se utilizan para sintetizar triglicéridos y fosfolípidos, también pueden ser catabolizados para generar ATP (adenosintrifosfato). Los ácidos grasos pueden ser: Saturados e insaturados. Un ácido graso saturado contiene enlace covalente sencillo entre los átomos de carbono de la cadena hidrocarbonada está saturado con átomo de hidrógeno como por ejemplo Ácido palmítico. Ácido graso insaturado contiene uno o más enlaces covalentes dobles, no está completamente saturado de átomos de hidrógeno. Por ejemplo el ácido oleico. (Tortora y Derrickson, 2018, p.47). Triglicéridos: Estos son los lípidos más abundantes del cuerpo y de la dieta. Un triglicérido contiene una molécula de glicerol y tres moléculas de ácidos grasos. Los triglicéridos pueden ser sólidos y líquidos.Una grasa es un triglicérido sólido a temperatura ambiente en su mayor parte son saturados las podemos encontrar en carnes rojas y productos lácteos (leche entera, queso y manteca), manteca de cacao, aceite de palma y de coco. Un aceite es un triglicérido líquido a temperatura ambiente, sus ácidos grasos en su mayor parte son insaturados. Los ácidos grasos de un aceite pueden ser monoinsaturados como por ejemplo: aceite de oliva, aceite de maní, aceite de canola y frutos secos y poliinsaturados como por ejemplo aceite maíz, aceite de girasol, aceite de soya, pescados grasosos como salmón, atún y caballa. (Tortora y Derrickson, 2018, p. 47). Fosfolípidos: Son constituyentes importantes de las membranas celulares. Los extremos de una molécula de fosfolípidos son diferentes.La porción que corresponde al ácido graso es hidrofoba (repele el agua) y el otro extremo formado por glicerol es hidrófilo (afín al agua). La membrana celular es una bicapa lipídica (dos capas de fosfolípidos) cuyas moléculas tienen los extremos hidrófobos hacia el centro y las cabezas hidrófilas hacia el lado externo de la superficie de la membrana. (Tortora y Derrickson, 2018, p.48). PROTEÍNAS Las proteínas son moléculas grandes que contienen carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y algunas contienen azufre. El cuerpo de un adulto delgado contiene de 12 a 18% de proteínas. Las proteínas cuya estructura es mucho más compleja que los carbohidratos o los lípidos cumplen muchas funciones en el organismo y son las responsables de la estructura de los tejidos corporales. Entre las funciones que pueden cumplir las proteínas están: (fig. 1). (Tortora y Derrickson, 2018, p. 49)  TIPO DE PROTEÍNA FUNCIONES ESTRUCTURALES Forma el marco estructural de varias partes del cuerpo. Ejemplos: colágeno en el hueso, y otros tejidos conectivos; queratina en la piel, el pelo y las uñas. REGULADORAS Funcionan como hormonas que regulan diversos procesos fisiológicos, controlan el crecimiento y el desarrollo; como neurotransmisores, miden respuestas del sistema nervioso. Ejemplos: la hormona insulina (regula la glucosa). CONTRÁCTILES Permiten el acortamiento de las células musculares, lo que provoca movimiento. Ejemplos: miosina y actina. INMUNOLÓGICAS Colaboran en las respuestas que protegen al cuerpo contra sustancias extrañas y patógenos invasores. Ejemplos: anticuerpos, interleucinas. DE TRANSPORTE Transportan sustancias vitales por todo el cuerpo. Ejemplo: Hemoglobina (transporta la mayor parte de oxígeno y dióxido de carbono de la sangre). CATALÍTICAS Actúan como enzimas que regulan reacciones bioquímicas. Ejemplos Amilasa salival, sacarasa y ATPasa (Tortora 2018) AMINOÁCIDOS Los aminoácidos son monómeros utilizados para sintetizar proteínas y están constituidos por un grupo amino y un grupo carboxilo. Cuando se combinan dos aminoácidos se forma un Dipéptido al agregar otro aminoácido al dipéptido determina la formación de un Tripéptido. Al agregar otros aminoácidos (4 a 9 aminoácidos) forman un Péptido cuando se unen de 10 a 2000 aminoácidos se forma un Polipéptido. Las proteínas pequeñas pueden constar de una sola cadena polipeptídica de 50 aminoácidos y pueden poseer dos o más cadenas polipeptídicas plegadas. Cada variación del número o la secuencia de aminoácidos puede producir una proteína diferente. (Tortora y Derrickson, 2018, p. 50, 51). ENZIMAS Las enzimas son catalizadores biológicos que aceleran la velocidad de la reacción química formada por 2 partes una proteína llamada apoenzima y una no proteica llamada cofactor este puede ser un ión metálico (por ejemplo hierro, magnesio, zinc o calcio) o una molécula orgánica llamada coenzima, la mayoría de estas se derivan de vitaminas, las enzimas terminan con el sufijo asa y se agrupan de acuerdo con los tipos de reacciones químicas que catalizan. Las enzimas tienen tres propiedades importantes que son: a) Las enzimas son muy específicas b) Eficaces c) Sujetas a diversos controles celulares (Tortora y Derrickson, 2018, p. 51, 53) ACIDOS NUCLEICOS Los ácidos nucleicos denominados así porque fueron descubiertos por primera vez en el núcleo de la célula, son moléculas orgánicas enormes que contienen carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Existen 2 tipos de ácidos nucleicos que son: Ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico. El ácido desoxirribonucleico (ADN) forma el material genético hereditario localizado en el interior de cada célula humana. En los seres humanos cada gen es un segmento de una molécula de ADN.  Los genes determinan los rasgos hereditarios y al controlar la síntesis de proteínas, regulan la mayoría de las actividades que tienen lugar en las células del organismo durante toda la vida. Cuando una célula se divide, su información hereditaria pasa a la siguiente generación de células. El ácido ribonucleico (RNA), transmite instrucciones reunidas en los genes que regulan la síntesis de proteínas a partir de los aminoácidos. (Tortora y Derrickson, 2018, p. 54). Un ácido nucleico es una cadena de monómeros repetitivos llamados nucleótidos. Cada nucleótido consta de tre partes que son: 1. Base nitrogenada.El ADN contiene 4 bases nitrogenadas diferentes que son:Adenina, Timina, Citosina y Guanina y el ARN adenina, guanina, citosina y uracilo.La adenina y guanina son bases mas grandes con dobles anillos llamadas: Purinas y la timina y guanina son bases mas pequeñas llamadas Pirimidinas 2. Azúcar pentosa: tienen una azúcar de 5 carbonos el del ADN se llama desoxirribosa y el del ARN es la ribosa. 3. Grupo Fosfato: Los grupos fosfatos (PO4) alternan con azúcares pentosa para formar el esqueleto de una cadena de ADN o ARN. (Tortora y Derrickson, 2018, p. 54). (Tortora 2018)  AGUA El agua es el principal componente del cuerpo humano, y constituye el 70% del peso corporal total. Esta cantidad total depende de múltiples 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. El agua puede tener las siguientes funciones: 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. El agua se distribuye por el cuerpo entre dos compartimientos principales: intracelular y extracelular. El compartimiento intracelular es el mayor, y representa aproximadamente dos tercios del agua corporal. El compartimento extracelular, que representa aproximadamente un tercio del agua corporal, incluye el líquido plasmático y el líquido intersticial. El líquido plasmático y el líquido intersticial tienen una composición electrolítica similar, donde los iones más abundantes son el sodio y el cloruro También contienen agua otros compartimentos, tales como la linfa, el líquido ocular y el líquido cefalorraquídeo, por ejemplo. Estos compartimentos componen un volumen relativamente pequeño de agua, y suele considerarse que forman parte del líquido intersticial. En una persona adulta normal, el agua constituye aproximadamente el 55% en mujeres y 60% en hombres, esto es agua corporal total. (ACT). Este porcentaje de agua varía con la edad, los neonatos y lactantes tienen hasta el 75% de ACT, en los ancianos este porcentaje disminuye hasta un 50% en ambos sexos. El agua también varía con la grasa a mayor cantidad de grasa menos agua. (las mujeres almacenan más aguas que los hombres). Ganancia y Pérdida de Agua Corporal Total La ganancia de líquidos en el cuerpo se puede dar a través de 2 vías que son: 1. Ingestión 2. Síntesis metabólica Las principales fuentes hídricas son: a) Líquidos Ingeridos: los líquidos que se ingieren son aproximadamente 1600ml/día. b) Alimentos: con los alimentos se ingieren aproximadamente 700ml/día la cual se absorbe en el tracto gastrointestinal. En total con las fuentes hídricas ingerimos 2300ml/día. c) Síntesis Metabólica: Por ejemplo la respiración celular aeróbica, cada síntesis proporciona alrededor de 200ml/día. Entonces la ganancia total de agua por estas vías es de 2500ml/día. 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 sólo una pequeña parte de estas pérdidas, que por lo tanto deben compensarse mediante la ingesta de alimentos y líquidos en la dieta para alcanzar el equilibrio hídrico.. Esta eliminación de líquidos se realiza por 4 vías que son: 1. RENAL: a través de los riñones se excretan alrededor de 1500ml/día. 2. PIEL: (evapora) aproximadamente 600ml/día, de estos 400ml por transpiración insensible y 200ml en sudor. 3. PULMONAR: exhalan un promedio de 300ml/día como vapor de agua. 4. GASTROINTESTINAL: con las heces se eliminan cada día un aproximado de 100ml. Por lo tanto, la pérdida total de ACT de todas las vías es de 2500 ml/día. (Tortora y Derrickson, 2018, pp. 39 - 40).  Conclusiones Los compuestos orgánicos son importantes en la composición del sistema biológica ya que juegan un papel muy importante en la estructura y función de cada célula que conforman los tejidos, órganos y sistemas del cuerpo humano, ya que cada componente como los carbohidratos contribuyen a la obtención de la energía que la célula necesita así como también a reservar o almacenar dicha energía a través del glucógeno, los lípidos nos ayudan a formar parte de la estructura de la membrana celular principalmente los fosfolípidos, las proteínas tienen un papel importante en la formación de hormonas, realizan funciones de catálisis a través de las enzimas, tienen funciones inmunológicas así como también funciones reguladora y de transporte, y los ácidos nucleicos nos han ayudado a conocer cómo se adquieren todo lo que se hereda de una célula madre y como se transcriben de una célula a otra. Referencias Gerard J. Tortora y Bryan Derrickson (2018). Principios de Anatomía y Fisiología. Editorial médica Panamericana.