Sustancias químicas de la materia viva, eran diferentes cualitativamente a las de la materia muerta

Bioquímica :Estudio químico de los seres vivos, especialmente de la estructura y función de sus componentes químicos específicos, como proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos, además de otras pequeñas moléculas presentes en las células

Estudia la vida a nivel molecular, aplicación de los procesos bioquímicos

Catabolismo = degradar a los más pequeño

Anabolismo = de los más pequeño a lo más grande

Aspectos históricos

• Vitalismo: Sustancias químicas de la materia viva, eran diferentes cualitativamente a las de la materia muerta
• Friedrich Wöhler Sintetiza urea en el laboratorio, a partir de un compuesto inorgánico.  Rompiendo la barrera entre lo que tenía vida y lo que no.
• Eduard y Hans Buchner : Extractos de células de levadura destruidas (muertas) pueden fermentar el azúcar hasta el etanol. Este experimento da origen al análisis de reacciones y procesos bioquímicos in vitro, a diferencia de los que se dan in vivo.
• En las décadas siguientes  se produjeron  in vitro  Rx metabólicas y rutas de Rx.
• Identificando reactantes, productos y enzimas.
• J.B.Sumner 1926: Cristaliza ureasa, a partir de las judías, como cualquier otro compuesto orgánico.
• Derrumbando el vitalismo.

Características de los seres humanos

• Organizados y complejos
• Nutrición y metabolismo: adquieren materiales y energía de su medio y los convierten en diferentes formas
• Crecimiento
• Reproducción: perpetúan su información genética  
• Irritabilidad o excitabilidad: Responde ante estímulos de su medio
• Homeostasis: mantiene activamente su estructura compleja y medio interno
• Evolución
• Movimiento
• Energía: La energía no se crea ni se destruye tan solo se transforma. La energía en la tierra se transforma  almacén en forma de compuestos químicos (Carbohidratos, Lípidos; proteínas; ácidos nucleicos )

Principales bioelementos

C, h, o, n representan un 99% de los elementos en el cuerpo humano

• Hidrogeno 25.2
• Carbono 9.5
• Nitrógeno 1.4
• Oxigeno 63.3

Nutrición ciencia que estudia: Composición y  aspectos químicos de los alimentos .Manera en la que el organismo utiliza los nutrientes contenidos en la dieta

Dieta: una de las funciones más importantes de la dieta es proporcionar energía

Ingesta –digestión –absorción –captación –metabolismo –energía

Metabolismo: se divide en catabolismo. Procesos relacionados con la degradación de sustancias complejas  .Anabolismo: proceso relacionados con la síntesis de moléculas orgánicas complejas  

Clasificación de nutrientes

• Energéticos: carbohidratos, lípidos y proteínas
• No energéticos: agua, vitaminas y minerales

Requerimientos energéticos diarios

• La dieta debe aportar diariamente la energía necesaria para satisfacer

El metabolismo basal la termogénesis   la actividad física

• Los requerimientos dependen de

Talla, peso, nivel de actividad física  y estado funcional o patológico del individuo

AGUA

• Molécula más abundante en el organismo
• Representa del 60 a 90 % del peso corporal  
• Ocupa todos los compartimentos del cuerpo humano

Funciones

• Solvente universal de mayoría de iones y moléculas, orgánicas e inorgánicas.
• Sustrato, co-sustrato o producto de muchas rxn’s metabólicas
• Medio para rxn’s químicas corporales
• Transporte de sustancias
• Modifica el comportamiento de los iones[pic 1]
• Regulador térmico

Distribución del agua

• Cerebro: 8 %
• Pulmones: 80 %
• Higado:73%
• Piel: 71 %
• Huesos: 22%
• Dientes: 10%
• Corazón: 77%
• Músculos: 73%
• Sangre: 79%

Agua intracelular: es que se encuentra dentro de la célula, 67% p 2/3 lo que representa 28 kg y el 40 % del peso corporal

Agua extracelular: representa el 33% del agua total = el 20 % del peso corporal

• Plasma
• Intersticial y linfa
• Tejido conectivo y hueso
• Transcelular

[pic 2]

Estructura Química: H2O, polar, líquida en un intervalo de temperatura de 0-100°C

Angulo de valencia de 104.5

• El enlace entre el oxígeno y el hidrogeno es covalente polar
• El agua es de carga neutra pero

• La electronegatividad del oxígeno ocasiona el desplazamiento de carga negativa hacia él (-)
• Los hidrógenos quedan desplazados de sus cargas negativas (+)

• Momento dipolar

Las moléculas de agua forman puentes de hidrogeno

Son interacciones electrostáticas entre el hidrogeno con átomos electronegativos como:

Oxígeno      Nitrógeno      Azufre      No el carbono

Características de los puentes de Hidrogeno

• Enlaces débiles
• Requieren menos energía para romperlos
• Forman redes y se vuelven muy estables y adquieren mayor fuerza. Efecto cooperativo

Funciones de puentes de hidrógeno

• Mantener la estructura de Agua
• Estructura tridimensional de las proteínas
• Ácidos nucleicos
• Catálisis enzimática

Propiedades fisicoquímicas  del agua

• Solvente  universal      
• Densidad máxima a 4º
• Elevado punto de fusión
• Elevado calor de fusión
• Temperatura de ebullición (100º C)
• Elevado calor específico (1 cal/g.ºC)
• Elevado calor de vaporización (536 cal/)
• Elevada constante dieléctrica (80)
• Elevada tensión superficial
• Transparencia
• Disociación/ionización

Solvente universal ya que se llevan a cabo en un medio acusas o están influenciada por la presencia de agua

Las biomoléculas pueden ser:

• Hidrosolubles: un grupo polar por cada 5 carbonos: ej, carbohidratos
• Hidrofóbicas: muchos carbonos apolares por cada grupo funcional: ej, colesterol
• Anfipáticas: porciones solubles y porciones insolubles: ej, fosfolípidos

Densidad máxima a 4°C

• Conforme disminuye la temperatura disminuye el movimiento de las partículas :Forman cristales (hielo)
• Densidad a 4°C: 1 g/mL
• A temperatura más baja disminuye: 0.92 g/mL

• Cristales forman puentes de hidrógeno: red
• Se expande
• Capa aislante termico
• Agua líquida

Elevado punto de fusión

• Temperatura necesaria para que el hielo se derrita y origine agua líquida
• Es de 0°C a nivel del mar
• La estructura del hielo es más laxa
• Permite flotar en líquido

Elevado calor de fusión

• Es la energía para fundir un mol de un sólido (18 g en caso del agua)
• Se necesitan 80 cal/g para que el agua pase de sólido a líquido
• Sistema de protección contra el congelamiento

• Se necesita la misma energía para pasar de líquido a solido

Elevado punto de ebullición

• Temperatura necesaria para pasar de estado líquido a gaseoso
• Es de 100°C a una atmosfera de presión
• Se necesitan 25 Kcal para romper los puentes de hidrogeno que forman las cinco moléculas de agua

Elevado calor específico

• Calor necesario para elevar la temperatura de 1 mL o 1 g de agua en 1 °C

• 15 a 16 °C
• 1cal/g/°C

• Permite cambios de calor con escasa modificación de la temperatura corporal

Elevado calor de vaporización

• La energía absorbida por cada gramo de agua que pasa del estado líquido al gaseoso

• Es de 540 cal/g a 100°C

• Permite eliminar calor con poca perdida de agua

Elevada constante dieléctrica

• Capacidad de separar a las sustancias iónicas con mayor fuerza que las que tienen para atraerse y mantenerse unidas
• Permite disolver iones

Elevada tensión superficial

• Fuerza de atracción que se manifiesta en la superficie de un líquido. Influida por:

• Capacidad para “mojar” superficies: capacidad para unirse a superficies
• Adhesividad: fuerza de unión a superficies
• Viscosidad: inverso de la velocidad a la cual fluye a través de un capilar
• 71.97 dinas/cm2

• Ej, permite que la sangre circule en contra de la gravedad, sales biliares en intestino delgado (emulsión), agente surfactante pulmonar (evita colapso pulmonar)

Electrolito

• Sustancias que en solución se disocian para formar iones
• Iones con carga positiva: catión
• Iones con carga negativa: anión

Aniones y cationes en líquidos corporales

             Aniones[pic 3]

• Proteínas
• Cloro (Cl-)
• Bicarbonato (HCO3-)
• Sulfatos (SO4-)
• Fosfatos (PO4-)

Osmosis

Paso selectivo del agua o solvente de un lugar de menor concentración de soluto hacia uno de mayor concentración del mismo .A través de membranas Presión osmótica: Presión necesaria para interrumpir la ósmosis

Electrólito es toda sustancia que en solución conduce la corriente eléctrica.

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