Bioelements i Aigua: Fonaments de la Bioquímica

Els Bioelements: Fonaments de la Matèria Viva

Els bioelements són els elements químics que formen la matèria viva. Els éssers vius tenen el medi idoni per al seu funcionament i n'hi ha uns 25 d'importants. Es classifiquen en:

• Primaris: CHONPS (Carboni, Hidrogen, Oxigen, Nitrogen, Fòsfor i Sofre).
• Secundaris: Representen més del 0,1% de la massa. Inclouen el Sodi (Na), Potassi (K), Clor (Cl), Calci (Ca) i Magnesi (Mg). El Na i el K són essencials per a la transmissió de l'impuls nerviós; el Ca forma les closques de mol·luscos i els esquelets; el Mg és un component d'enzims i del pigment de la clorofil·la.
• Oligoelements: Representen menys del 0,1%. Inclouen el Ferro (Fe), Manganès (Mn), Bor (B), Fluor (F) i Cobalt (Co). El Fe forma part de l'hemoglobina i la mioglobina; el Co forma part de la composició de la vitamina B12.

Per què el CHON és idoni per a la vida?

Els elements CHON són apropiats per formar la matèria viva perquè formen enllaços covalents estables, són molt lleugers i el Carboni (C) permet formar llargues molècules. El Carboni forma enllaços amb Oxigen, Hidrogen, Nitrogen i Sofre, donant lloc a un gran nombre de grups funcionals i compostos amb polaritat.

Diferències entre el Carboni i el Silici

Per què s'utilitza el Carboni i no el Silici? Les unions Si-Si són inestables. A més, el CO₂ és un gas soluble en aigua, mentre que el SiO₂ és sòlid i insoluble.

L'Aigua: La Biomolècula Essencial

L'aigua és una biomolècula inorgànica formada per dos àtoms d'Hidrogen i un d'Oxigen units mitjançant enllaços covalents. És una molècula dipolar que forma ponts d'hidrogen entre els dipols. És la substància més abundant en la matèria viva (aproximadament el 70% dels organismes), tot i que la seva proporció varia segons l'activitat, el tipus de teixit i l'edat.

Propietats i Funcions de l'Aigua

• Funció de transport: Gràcies a una força d'adhesió elevada i una elevada constant dielèctrica, facilitant processos com la circulació de la saba i la sang.
• Funció estructural: La força de cohesió entre les molècules proporciona volum a les cèl·lules.
• Funció termoreguladora: Té una calor específica i una calor d'evaporització elevades, cosa que permet la vida en ecosistemes aquàtics sota el gel o als mars.

Les Sals Minerals i l'Homeòstasi

Les sals minerals es troben en els éssers vius de forma precipitada, dissolta o associada a altres substàncies orgàniques. Les seves funcions són:

• Formar estructures esquelètiques i moleculars.
• Contribuir a l'homeòstasi o manteniment de les condicions del medi intern.
• Intervenir en processos químics cel·lulars.
• Modificar les propietats dissolvents de l'aigua.

Control del pH i la Pressió Osmòtica

Control del pH: Les sals minerals amorteixen les variacions del pH mitjançant sistemes tampó, formats per un àcid dèbil i la seva sal.

• Medi extracel·lular: Tampó bicarbonat (pH 7,4).
• Medi intracel·lular: Tampó fosfat (pH 7,2).

Control de la pressió osmòtica: Regulen el contingut d'aigua de l'organisme mitjançant fenòmens osmòtics. L'osmosi és el fenomen pel qual s'iguala la concentració de dues dissolucions separades per una membrana semipermeable.

Dissolucions i Dispersions Col·loïdals

En els fluids dels éssers vius hi ha una fase dissolvent i un solut. Si el medi intern és una dispersió col·loïdal, aquesta es pot presentar en forma de GEL o de SOL.