Qué son los bioelementos, clasificación, funciones y ejemplos

Los elementos químicos están presentes en todo tipo de materia, bien sea inerte o viva, estos elementos son los constituyentes principales para la formación de moléculas, que a su vez constituirán la base para la conformación de estructuras más complejas incluyendo a las que forman a los seres vivos. En la clasificación de los elementos químicos hay un grupo en particular que reviste gran relevancia, al grupo se le denomina bioelementos, los cuales presentan características y funciones así como clasificaciones que son necesarias comprender para obtener un mejor conocimiento sobre la vida en el planeta, en nuestro artículo detallaremos el concepto, las funciones e importancia de estos elementos biogénicos como parte integradora de los seres vivos, así como la distribución de acuerdo a su porcentaje en la constitución de los organismos.

¿Qué son los bioelementos?

Como se nombró al principio del texto los elementos químicos son la base de la constitución de la materia, encontrándose en la naturaleza más de 100 de ellos, pero solo algunos hacen parte en los seres vivos bien sea en mayor o menor proporción. Mencionado esto, se puede definir a los bioelementos o elementos biogénicos, como también se les conoce, a aquellos elementos químicos que de manera natural forman parte de los seres vivos, además de ejercer una función determinante para el funcionamiento fisiológico de cada uno de ellos.

De todos los elementos químicos conocidos se le ha atribuido el nombre de bioelementos a aproximadamente 27 de ellos, los cuales comparten algunas características de importancia bioquímica.

Clasificación de los bioelementos

Los elementos biogénicos están presentes en diversas proporciones en la naturaleza y de igual manera en los seres con vida, de acuerdo a esta proporción y a la frecuencia con que se encuentran, constituyendo a los seres vivos, los bioelementos se clasifican en: bioelementos primarios, secundarios y los denominados oligoelementos.

Primarios

Se denominan bioelementos primarios a los elementos químicos que se encuentran en mayor proporción en los seres vivos, siendo así los más comunes que se encuentran como componentes de las diferentes especies. Siempre se encuentran en una proporción cuyos porcentajes superan al 1% y se corresponde hasta al 95% del peso total de la materia. Los bioelementos primarios son los siguientes: carbono (C), oxígeno (O), hidrógeno (H), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S).

Además de ser los elementos básicos de los seres vivos, los primarios poseen características que los agrupa y los hace esenciales para la producción de compuestos más elaborados o complejos como lo son las biomoléculas, a continuación una descripción de las características de este grupo:

– Así tenemos que los bioelementos primarios se caracterizan por tener un peso molecular bajo, junto con ello tienen la capacidad de formar enlaces covalentes de forma estables, con acumulación de energía, comparten los electrones de su capa exterior de esta manera forman junto a otros elementos, enlaces sencillos, dobles o triples.

– Algunos de estos elementos, como es el caso del carbono, se pueden unir para formar cadenas que pueden ser de gran longitud, mientras generan nuevos compuestos como biomoléculas con grupos funcionales distintos dándole así variabilidad molecular.

Secundarios

Los bioelementos secundarios son aquellos que cuantitativamente están en menores proporciones en los seres vivos, la concentraciones varían entre 0,05% y el 1% dependiendo de la especie. Es preciso destacar que por estar en menor cantidad no quiere decir que son menos indispensables en los organismos, por el contrario, poseen igual relevancia que los primarios, debido a los roles importantes que cumplen en varios procesos bioquímicos y fisiológicos. El calcio (Ca), cloro (Cl), potasio (K) y sodio (Na) son este tipo de elementos biogénicos.

Oligoelementos

Los oligoelementos también son denominados microconstituyentes o elementos traza, debido a la baja concentración que se encuentran en los organismos vivos, los oligoelementos apenas alcanzan valores inferiores a 0,05% pero al igual que los demás grupos son importantes para el funcionamiento correcto de los organismos.

Es importante mencionar que los oligoelementos deben estar en equilibrio, puesto que una deficiencia o aumento excesivo de ellos trae consecuencias o trastornos serios, ya que cumplen funciones de gran trascendencia biológica, entre los oligoelementos más importantes están los siguientes: zinc (Zn), aluminio (Al), cobalto (Co), yodo (I), cobre (Cu), hierro (Fe), bromo (Br), manganeso (Mn), boro, cromo y flúor.

Funciones de los bioelementos

Los elementos biogénicos cumplen con diversas funciones en los organismos vivos, de forma general estos elementos son los componentes básicos para la formación de las moléculas orgánicas, las cuales a su vez formarán parte de la estructura y de los compuestos necesarios para el funcionamiento fisiológico, entre las moléculas orgánicas que se forman a partir de los elementos biogénicos están las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos.

De igual manera, los elementos biogénicos forman parte directa en muchas estructuras, tal como lo hacen en la composición de los huesos, en donde el calcio es el principal protagonistas, así mismo forman parte de los diferentes líquidos corporales en donde contribuyen a mantener el equilibrio iónico y la presión osmótica. Varios de estos elementos son indispensables en plantas y microorganismos (accede a través de este enlace para conocer a este grupo) en donde son utilizados para llevar a cabo procesos como la fotosíntesis y la quimiosíntesis.

Ejemplos de bioelementos primarios, secundarios y oligoelementos

Los ejemplos que citaremos para los bioelementos primarios están el carbono y el hidrógeno, para los secundarios serán el cloro y el potasio y en los oligoelementos describiremos al hierro y el yodo.

Carbono: es el componente estructural por excelencia, estando presente en todas las moléculas orgánicas, además puede formar desde enlaces sencillos a dobles adicionando de esta manera otras moléculas y contribuyendo así a la variabilidad molecular.

Hidrógeno: este elemento, de gran importancia, está presente en todos los seres vivos y es el que presenta menor peso molecular, puede asociarse con cualquier otro bioelemento formando así parte de las moléculas esenciales de los seres vivos, forman parte de sustancias vitales en conjunto con otros elementos tal y como sucede en la molécula de agua (H2O).

Cloro: este bioelemento secundario se utiliza para mantener el equilibrio acido-base de los organismos, participa junto con otros elementos como el sodio en el equilibrio hídrico a nivel extra e intra celular, además lo podemos encontrar en el sistema gastrointestinal como un componente del ácido gástrico (ácido clorhídrico HCl), primordial para los procesos digestivos en la degradación de compuestos como proteínas y lípidos.

Potasio: es un mineral que está presente en las células animales y vegetales, es muy importante, ya que al igual que el cloro colabora para mantener el equilibrio hídrico, igualmente se encarga de la transmisión de los impulsos nerviosos, en la síntesis y las contracciones musculares y el correcto crecimiento del organismo.

Hierro: este oligoelemento posee funciones de gran impacto dentro de los organismos, ayuda a mantener y a elevar los niveles de hemoglobina, por lo que también interviene en el transporte del oxígeno a todos los tejidos del cuerpo, además ayuda a las células a protegerse contra los efectos tóxicos de radicales libres y a mantener el sistema inmunitario en óptimas condiciones.

Yodo: es otro de los oligoelementos esenciales que ayuda a la regulación del organismo, esto lo realiza a través de la producción de hormonas tiroideas, además ayuda en el crecimiento y al desarrollo mental y hace parte de los tejidos nerviosos y musculares.

Referencias

• Micocci, L. (2018).
• Mlyniec, K.; Gawel, M.; Doboszewska, U.; Starowicz, G.; Nowak, G. (2017).
• Peñuelas, J.; Fernandez, M.; Ciais, P.; Jou, D.; Piao, S.; Oersteiner, M.; Vicca, S.; Janssens, I.; Sardans, J. (2019).
• Taboada, N. (2017).
• Tejada, F. (2008).