Familias de materiales biologicos. los biomateriales.

Actividad 18

La siguiente es una etiqueta de una barrita de cereales. Compare la composición de esta barrita con la del cuerpo humano.

Glúcidos complejos 78 %

Glúcidos simples 13 %

Proteínas 8 %

Minerales 1 %

Cuerpo humano

Glucidos 1% /100

lipidos 9/100

proteinas 20/100

contienen los mismos grupos de sustancias que el ser humano. ( es su alimento)Es posible que algunas denominaciones que aparecen en las etiquetas sean distintas a las que se mencionaron con anterioridad. Por ejemplo: prótidos en lugar de proteínas, hidratos de carbono o carbohidratos en lugar de glúcidos (las fibras se incluyen en este grupo), distintos tipos de grasas y colesterol en lugar de lípidos.

En el caso de las vitaminas se detalla cada tipo (A, B, C, B1, D, etc.) al igual que los minerales para los que se especifica la clase, por ejemplo, calcio, hierro, fósforo, etc.

Los biomateriales son, en su mayoría, macromoleculares y son los materiales que forman los organismos vivos. Pueden clasificarse por ejemplo, según la función que cumplen. Así, dentro de cada organismo existen sustancias cuyas moléculas participan en la formación de las estructuras como por ejemplo: los huesos, cartílagos y músculos. Otras moléculas, en cambio, actúan como transportadoras, es decir, mueven moléculas de una parte a otra del organismo. También existen moléculas que, al transformarse liberan energía; algunas lo hacen en forma inmediata y otras después de un proceso. Esta energía se conoce como energía de reserva. Por último, hay moléculas que conservan y transmiten información.

Estos biomateriales también pueden clasificarse en dos grupos. Los polímeros, que son moléculas muy grandes formadas a su vez por la unión de muchas biomoléculas pequeñas.

Este tipo de moléculas se puede asemejar a una cadena formado por muchos eslabones.

Los grupos de biomateriales que usted estudiará son: lípidos, glúcidos, proteínas, ácidos nucleicos y agua. Esta es la forma tradicional de clasificar estos biomateriales que se basa en lo que se denomina “estructura química”, es decir, cómo están formadas y qué distribución espacial tienen sus moléculas. Estas características se relacionan, a su vez, con la función que estas biomoléculas cumplen en los organismos.

EL AGUA

¿Por qué el agua es un componente vital y tan abundante en los organismos?

Por otra parte, el agua, al ser una sustancia polar, forma soluciones con muchas de las biomoléculas más pequeñas. De este modo, al formar parte de distintos fluidos biológicos (sangre, linfa, savia) facilita el transporte de sustancias por el interior de los seres vivos.

El “poder” de disolución del agua también permite que ocurran todos los cambios en los seres vivos con sus distintos biomateriales, al conjunto de cambios se lo denomina transformaciones metabólicas (veremos estas transformaciones en esta unidad y en la unidad 4). Si el medio para que sucedan las transformaciones fuese un sólido, no podrían llevarse a cabo.

LOS LÍPIDOS

Estas sustancias no son polímeros y sus moléculas son de tamaño relativamente pequeño.

Dentro de los organismos vivos hay varios grupos de lípidos, algunos ejemplos de ellos son los triglicéridos, el colesterol, los ácidos grasos libres y los fosfolípidos. Los triglicéridos y el colesterol, así como sus derivados, están constituidos por moléculas principalmente no polares, por lo tanto, no se disuelven en agua.

Están depositados en las células en pequeñas porciones. Los ácidos grasos libres y. los fosfolípidos son oléculas con un extremo polar y una porción más larga, no polar. Las partes polares de los fosfolípidos apuntan al agua y las partes no polares se esconden de ellas. El extremo polar se atrae con las moléculas del agua y el otro extremo se “aleja” de ellas, formando esferas que tienen agua en su interior, llamadas micelas.

Las membranas celulares contienen principalmente moléculas de proteínas, además de lípidos y escasos glúcidos.

También, los seres vivos utilizan los ácidos grasos y el colesterol para construir otras moléculas. En los animales, muchas hormonas y ácidos biliares se construyen a partir de ellos.

Los seres vivos pueden utilizar energía de reserva usando como “combustible” los ácidos grasos que obtienen de su digestión. Si estos ácidos no se usan, se unen con una molécula de glicerina. Las sustancias que así se forman se denominan triglicéridos y pueden quedar almacenados en las células formando la “grasa” del cuerpo hasta que sean utilizados para producir energía.

Los triglicéridos son el material de reserva energética más común en los seres vivos.

Las moléculas de las grasas y del colesterol pueden formar adherencias en las paredes de las arterias debido a que, al ser no polares, no se disuelven en la sangre polar; provocando enfermedades cardiovasculares. Entonces, ¿cómo circulan en las arterias?

Los lípidos circulan en la sangre unidos a dos tipos de proteínas. La proteína LDL, vulgarmente llamada colesterol “malo” y la proteína HDL que lleva el colesterol llamado “bueno”, LDL es la abreviatura de Low Density Lipoproteins: lipoproteína de baja densidad, HDL es la abreviatura de High Density Lipoproteins: lipoproteína de alta densidad.

Esas proteínas son necesarias porque sus moléculas engloban las moléculas del colesterol, ya que tienen una parte no polar, igual que ese lípido, y otra parte polar, que se atrae con el agua.

Si la cantidad total de LDL en sangre es demasiado alta, es posible que los lípidos que transportan se depositen sobre las paredes de las arterias. A la larga esto produce una enfermedad llamada arterosclerosis que pone en riesgo al corazón y al cerebro. En cambio, las HDL son más eficientes para transportar lípidos y, si predominan en la sangre, hay menos probabilidades de riesgo de enfermedades del sistema Circulatorio.

¿Cómo explicaría el hecho de que los lípidos sirven como aislantes térmicos de muchos seres vivos? Los lípidos sirven como aislantes térmicos porque al ser no polares se separan del resto de los materiales del cuerpo y en particular los triglicéridos forman una película, a veces muy gruesa, que aísla el interior del cuerpo del ambiente.

Actividad 19

A modo de repaso complete el siguiente cuadro sobre los lípidos:

lipidos. Caracteristicas de las moleculas.

- Tamaño pequeño.
- No son Polimeros.
- no polares

ejemplos:

- Trigliceridos
- Acidos grasos libres
- Fosfolipidos
- Colesterol

Funciones

- Construir otras moleculas
- reserva de energia

LOS GLÚCIDOS

Se encuentran unos como azúcares simples y otros como polisacáridos.

-Los azúcares simples no son polímeros porque están formados por moléculas pequeñas y se disuelven en agua porque son muy polares, por lo tanto, se atraen fuertemente con el agua. Muchos azúcares simples son conocidos. Por ejemplo, la sacarosa es el azúcar común que usted utiliza para endulzar café o té; la lactosa, está en la leche y la fructosa es la responsable del sabor dulce de la miel y las frutas. El más importante de los azúcares es la glucosa, ya que está presente en los organismos vivos y resulta indispensable porque, a través de sucesivas transformaciones químicas proporciona la energía para el desarrollo de las funciones vitales.

Todas las moléculas de los azúcares simples tienen en su estructura, de una manera u otra, moléculas de glucosa.

¿De dónde obtienen la glucosa los seres vivos?

La fotosíntesis es un proceso por el cual las plantas producen glucosa. Este proceso, que utiliza luz solar como fuente de energía, se realiza a partir de dos moléculas pequeñas: dióxido de carbono, que las plantas toman del aire, y agua.

El resto de los organismos vivos, como por ejemplo los microbios, hongos o animales, no pueden producir glucosa a partir de estas sustancias. Por esta razón, deben incorporarla consumiendo alimentos que sean de origen vegetal, de donde obtienen las diversas sustancias a partir de las cuales obtendrán la glucosa.

La función biológica de la glucosa es aportar energía inmediata. Por lo tanto, la función de los azúcares simples es la producción de energía, ya que estos tienen en su estructura glucosa.

Los distintos azúcares simples (diferentes de la glucosa), se transforman en el organismo hasta convertirse en glucosa. Si esta no se utiliza en forma inmediata, se forma en principio un glúcido de reserva: el almidón en las plantas y el glucógeno en los animales mamíferos, que veremos a continuación. Además, los azúcares simples pueden servir como materia prima para “construir” otras moléculas.

-Los polisacáridos son polímeros, son macromoléculas formadas por la unión de moléculas de glucosa en forma de cadena.

No pueden disolverse en agua, esto se explica por el gran tamaño de sus moléculas; sin embargo absorben y retienen mucha agua. El papel, formado principalmente por el polisacárido celulosa, tiene aspecto seco, sin embargo, casi un 15% de su peso es agua retenida por la celulosa.

El almidón, el glucógeno y la celulosa, son los polisacáridos más conocidos y abundantes en los seres vivos.

Las funciones biológicas de los polisacáridos son de diferente tipo a las de los azúcares simples. Por ejemplo, la producción de energía en el caso del almidón y el glucógeno es de energía de reserva.

Estos polisacáridos están constituidos por glucosa y son una reserva de esta sustancia, ya que al ser una larga cadena de moléculas de glucosa el organismo necesitará más tiempo para desarmar la macromolécula y obtener la glucosa.

El almidón es el principal polisacárido de reserva en los tejidos vegetales y el glucógeno es la reserva de glucosa de muchos animales y se almacena en el hígado y en los músculos.

Otra función de los polisacáridos es la estructural. Es el caso de la celulosa presente en los vegetales que participa de la función de “sostén” de las plantas; o la quitina, que forma la cobertura de algunos insectos.

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