28 março, 2012

Nascidos do Barro: os elementos mais abundantes do corpo humano!

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No Gênese Bíblico (2,7) é dito que “O Senhor Deus formou, pois, o homem do barro da terra, e inspirou-lhe nas narinas um sopro de vida e o homem se tornou um ser vivente”. De fato, assim como os demais seres vivos, somos constituídos pelos elementos químicos disponíveis na Terra.

Alguns destes elementos se integram às moléculas orgânicas, outros permanecem como íons no citoplasma das células ou nos líquidos extracelulares.

Ao longo da vida, estes elementos devem ser obtidos do ambiente diretamente, pelos organismos autótrofos, ou indiretamente, pelos heterótrofos como nós. Isto porque tais elementos são necessários para que os organismos possam crescer ou, simplesmente, funcionar.

Ao final da vida, quando os corpos dos organismos mortos se decompõem, tais elementos retornam, integralmente, ao planeta Terra, cumprindo a primeira lei da termodinâmica, traduzida por Antoine Laurent de Lavoisier como: Na Natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”.

Os compostos ou moléculas orgânicas.

As principais moléculas químicas que constituem um organismo são as moléculas orgânicas. 
O carbono e o hidrogênio são os elementos presentes em todos os tipos de moléculas orgâncias.

Por definição elas são as substâncias químicas que contêm na sua estrutura Carbono e Hidrogênio, mas, na maioria das vezes, incluem mais elementos como oxigênio, nitrogênio, enxofre, fósforo, boro, halogênios, entre outros.

Os elementos químicos e o ser humano.

Em relação às quantidades de elementos químicos no corpo humano, sabe-se que enquanto alguns são abundantes outros estão presentes em quantidades mínimas, porém isso não os torna menos essenciais.

Elementos mais abundantes do corpo humano, considerando seu peso seco:

carbono (C) é um elemento químico de número atômico 6 e massa atômica 12. Ele é sólido à temperatura ambiente pode apresentar-se em formas bastante variáveis como o grafite e o diamante.  

Ele é um elemento essencial à vida, pois estrutura o esqueleto das moléculas orgânicas. Dessa forma, constitui uma estrutura à qual os demais elementos são ligados, pois apesar de ser um átomo pequeno ele é capaz de fazer quatro ligações.

Todos os compostos orgânicos apresentam carbono ligado a hidrogênio. Portanto, todas as moléculas orgânicas contêm carbono, porém nem todas as moléculas que tem carbono, são moléculas orgânicas.  

Deste modo, o ácido carbônico é inorgânico porque nenhum dos dois hidrogênios da sua molécula se liga ao carbono, enquanto o ácido fórmico é orgânico (veja abaixo).


O oxigênio (O) é um elemento químico de símbolo O, com número atômico 8 e massa atômica16. 

Abundante nos organismos vivos por constituir a  molécula de água  ele também é um  dos três elementos químicos que formam os carboidratos,  constituem uma fonte de energia para os seres vivos. 

O oxigênio também compõe a estrutura  de outras moléculas orgânicas fundamentais, entre as quais os ésteres e o DNA.


 O hidrogênio (H) é o elemento químico menor e mais abundante no universo (75%), possui número atômico 1 e massa 1. Assim como o carbono, ele está presente em todos os tipos de moléculas orgânicas, bem como, juntamente com o oxigênio, constitui a molécula de água.

Além disso, ele é essencial à vida porque todos os processos energéticos da célula envolvem o transporte de hidrogênio.

O nitrogênio (N), cujo número atômico é 7 e a massa 14, entra na composição de duas moléculas orgânicas importantíssimas para os seres vivos: as proteínas e os ácidos nucleicos.

Aproximadamente, 78% do volume da atmosfera Terrestre é constituído pelo nitrogênio na forma do gás N2. Além disso, o nitrogênio é o sexto elemento mais abundante no universo.

A contração muscular depende da presença de cálcio.
O cálcio (Ca) não forma moléculas orgânicas, mas ele participa de funções essenciais como a contração muscular, controle enzimático, transcrição e apoptose. É o íon mais comum e abundante no corpo, sendo encontrado, principalmente, nos ossos e dentes ou, em quantidades bem menores, no sangue e tecidos moles.

Ele é essencial para a coagulação do sangue e funcionamento normal de nervos,                                            músculos e membrana plasmática (permeabilidade seletiva).  

Também, previne a osteoporose e ajuda a reduzir a pressão arterial. 

Os sinais de deficiência de cálcio incluem cãibras, nervosismo, palpitações e unhas quebradiças.

O fósforo (P) participa da constituição de moléculas orgânicas essenciais como o DNA, o RNA, o ATP e os fosfolipídios. 

DNA
Além disso, o fósforo funciona como tampão, impedindo a acidificação ou alcalinização do protoplasma.

A presença do fósforo na parte externa da molécula de DNA confere a esta maior resistência à hidrólise. 

A maioria das reações metabólicas que necessitam de energia obtém esta energia da quebra de ligações do ATP, quando este libera um ou dois fosfatos.

Desempenha, ainda, papel importante no metabolismo de gorduras, carboidratos e proteínas. Mantém a integridade do sistema nervoso central e dos rins. Auxilia o corpo na utilização de vitaminas.

O potássio (K) está presente nas extremidades dos cromossomos (telômeros)  estabilizando a estrutura.  Uma das suas principais  funções é participar dos processos de polarização das membranas biológicas, essencial à transmissão do impulso nervoso.

Além disso, participa, juntamente com o sódio e o cloro, da manutenção do equilíbrio osmótico celular, ajudando a eliminar água em excesso e regulando o pH do sangue. Estudos demonstram que dietas ricas em potássio previnem a hipertensão e doenças cardiovasculares; sua deficiência ou excesso pode levar a problemas cardíacos.

Alguns dos sintomas da falta de potássio incluem fadiga, fraqueza muscular e espasmos.
Uma das causas da fadiga é a carência de potássio.

O enxofre (S) é um componente de muitas proteínas. Os aminoácidos cisteína, metionina homocisteína e taurina contém enxofre, formando as pontes de dissulfeto entre os polipeptídeos, ligação de grande importância para a formação das estruturas espaciais das proteínas.

Também é essencial para a atividade metabólica normal e importante na conversão de alguns metais pesados tóxicos em compostos solúveis em água, ajudando na sua eliminação. Assim, neutraliza os tóxicos e ajuda o fígado na secreção da bílis. Sua deficiência retarda o crescimento.

O cloro (Cl) é um dos íons mais importantes para regulação da pressão osmótica, pois juntamente com o sódio, mantém o balanço aquoso. Participa no equilíbrio acido base e na manutenção do Ph sanguíneo. O cloro secretado pela mucosa gástrica na forma de ácido clorídrico (HCl) produz a acidez necessária para a digestão no estômago e para a ativação de enzimas, mas quando ligado a certos compostos orgânicos o cloro pode se tornar extremamente tóxico (veja nota).

O íons de sódio (Na) são importantes para a correta função dos neurônios e de diversas outras células animais. Ele é o principal cátion do líquido extracelular (líquido corporal que está fora das células), onde está numa concentração muito maior do que no citoplasma.  Assim, ele é essencial para a condução do impulso nervoso, através do axônio.

Importante no balanço de líquidos do corpo (atua na retenção de líquidos corporais), mas o consumo excessivo sobrecarrega os rins e predispõe à hipertensão.

O magnésio (Mg) é essencial à vida, tanto animal como vegetal, pois intervém na fotossíntese, já que a clorofila é uma substância complexa constituída por grupamentos  “porfirina-magnésio”, que é uma molécula muito semelhante ao grupamento Heme das hemácias, porém, na clorofila, o íon de ferro (Fe) é substituído pleo Mg (veja figura abaixo).


Em função de sua alta solubilidade, ele é o terceiro elemento mais abundante na água do mar. A maior parte do magnésio no organismo encontra-se nos ossos.

Os íons Mg++ desempenham papéis de importância na atividade de muitas coenzimas e, em reações que dependem da ATP. Também exercem um papel estrutural, pois os íons de Mg2+ têm uma função estabilizadora para a estrutura de cadeias de ADN e ARN.

Nota:
1-      Alguns compostos orgânicos de cloro são empregados como pesticida, como, por exemplo, o hexaclorobenzeno (HCB), o paradiclorodifeniltricloroetano (DDT), o toxafeno e outros como os difenilpoliclorados (PCBs) e as dioxinas. Estes compostos organoclorados criam problemas ambientais devido à sua toxicidade como os pesticidas citados anteriormente.


Principal fonte de pesquisa: Wikipédia 
Imagens na  montagem: homem de barro por Entre Mares e deserto marciano por Ache tudo e Região 

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