Hola descubridores de la química,
¡Aquí os traigo la entrada que os había
prometido sobre conceptos básicos de bioinorgánica!
¿QUÉ ES LA QUÍMICA
BIOINORGÁNICA?
La química bioinorgánica es la parte
de la química inorgánica (y de la bioquímica) que se dedica al estudio del
papel que desempeñan en los seres vivos los elementos distintos del carbono y
de los no metales que lo acompañan habitualmente en su química.
ELEMENTOS INORGÁNICOS
EN LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS
-Elementos
esenciales: Son necesarios
para el correcto funcionamiento del metabolismo de los seres vivos. Algunos
ejemplos de elementos esenciales son: carbono, oxígeno, potásico, calcio,
hierro, cobre y cobalto.
-Elementos
tóxicos: Su
presencia en un ser vivo puede perturbar seriamente su metabolismo, originando
fenómenos de intoxicación aguda o crónica. Varios elementos tóxicos son: Mercurio,
arsénico y cadmio.
-Elementos
con interés farmacológico:
Alguno de sus compuestos muestra actividad en el tratamiento de ciertas
enfermedades o son utilizados en el diagnóstico de las mismas. Casos concretos
de elementos con interés farmacológico son: platino, titanio y oro.
A continuación, se muestra una
tabla periódica en la que se muestra que elementos son de cada tipo. La
denominación “elemento traza” se refiere a aquellos elementos que aparecen en
los procesos biológicos en pequeñas cantidades.
Un elemento se considera esencial
si:
-Su ingesta insuficiente provoca
deficiencias funcionales que se pueden revertir si el elemento alcanza su rango
óptimo. Por ejemplo, si tenemos una dieta pobre en hierro, corremos el riesgo
de padecer anemia. Pero si ingerimos alimentos ricos en hierro y/o suplementos
alimenticios, podemos compensar esa deficiencia funcional.
-Sin el elemento el organismo no
puede crecer ni completar su ciclo vital.
-El elemento posee alguna
influencia directa en el organismo y participa en los procesos metabólicos.
-Su efecto no puede ser logrado
totalmente por ningún elemento. NO SE
PUEDE COMPENSAR LA CARENCIA DE UN ELEMENTO ESENCIAL CON OTRO.
EFECTO
FISIOLÓGICO DE LOS ELEMENTOS
Nuevamente volvemos a hablar de los
elementos tóxicos. Ya que la química bioinorgánica se encarga de su evolución
en los seres vivos. Intentando establecer los mecanismos que generan su
toxicidad, para así generar potenciales antídotos. Establecer la identidad de
un elemento tóxico, puede ser una tarea complicada. Todos los elementos en
altas dosis son tóxicos. Está adecuadamente definido por Paracelso en su
principio: la dosis hace el veneno. Incluso
para los elementos esenciales existe un margen: En bajas concentraciones
generan una actividad metabólica insuficiente. En un rango determinado de
concentraciones se encuentran en un óptimo, son las concentraciones adecuadas
para poder llevar a cabo la actividad metabólica. Y en concentraciones elevadas
pueden llegar a ser tóxicos, nocivos.
Esto se puede ver gráficamente en
los diagramas de Bertrand. La idea de esta representación es la siguiente:
Incluso para los elementos esenciales existe un margen de concentración bajo
que genera una actividad metabólica insuficiente, una concentración mayor
asociada con un funcionamiento bioquímico óptimo, y por encima de esta,
concentraciones altas que terminan siendo tóxicas o, incluso letales.
Entonces,
se consideran elementos tóxicos aquellos que, no teniendo carácter esencial,
una parte significativa de sus compuestos tienen dosis letales muy bajas. Algunos
elementos tóxicos son:
-El
As (no metal)
-El
Be (metal ligero)
-Sobre
todo, metales pesados de los grupos 12-15 (Cd, Hg, Tl, Pb, Bi)
-Radiactivos
(U)
El cadmio, por ejemplo, sería una
difusa barrera que separa los elementos esenciales de los elementos tóxicos. Ya
que es uno de los metales potencialmente más peligrosos que hay, pero se ha
localizado formando parte del centro activo de una anhídrasa carbónica. La
anhídrasa carbónica es el enzima que cataliza la conversión de dióxido de
carbono en hidrógeno carbonato, en la diatomea marina cuando esta crece en
medios con un contenido limitado de zinc.
El exceso o el defecto de un
elemento esencial puede causar distintas enfermedades. El síndrome de Menkes
por ejemplo es una enfermedad originada por el defecto de cobre, mientras que
la enfermedad de Wilson es una enfermedad originada por el exceso de cobre.
BIODISPONIBILIDAD
Para que un elemento sea utilizado
por un ser vivo deben darse tres factores:
- El elemento tiene que tener una función o funciones en el organismo
- El elemento tiene que ser abundante en el entorno
- El elemento se tiene que poder extraer fácilmente, es
decir, tiene que estar biológicamente disponible. Depende de la solubilidad y
la labilidad.
BIBLIOGRAFÍA
-Apuntes de bioinorgánica del grado
en química de la Universidad de Santiago de Compostela
-Casas Fernández S, Virtudes
Moreno M, Sánchez González A, Sánchez López J.L, Sordo Rodríguez J, Conceptos
esenciales de bioquímica editorial Panaméricana
Descubrirlaquimica. Estudiante de química en la USC. Miembro de SXGQ
24/07/2019
