INTRODUCCIONLas sustancias químicas que respiramos, comemos y bebemos juegan un papel vital en el mantenimiento de la vida. La estructura y funciones del organismo dependen de miles de interacciones químicas que tienen lugar cada segundo. Es por tante importante un conocimiento de los principios químicos básicos que permiten explicar el comportamiento de los procesos fisiológicos tanto en la enfermedad como en la salud.QUIMICA ELEMENTAL MATERIA Y ENERGIATodas las cosas vivientes o inertes están compuestos por materia. La materia existe en tres formas: sólida, líquida y gaseosa (además, existe el plasma pero sólo a elevadas temperaturas como las existen en el sol o se consiguen con un láser).Hay que distinguir entre masa que es la cantidad de materia que tiene un cuerpo y peso que es la fuerza que la gravedad ejerce sobre dicho cuerpo. La energía es la capacidad para realizar un trabajo, como poner un cuerpo en movimiento. Una de las leyes básicas de la física es que no se pueden crear ni destruir la materia y la energía aunque sí pueden interconvertirse. La energía existen 2 dos tipos:
ELEMENTOS QUIMICOSToda la materia está formada a partir de una unidades elementales que existen en un número limitado. Estas unidades no pueden ser divididas en partes más sencillas mediante los métodos físicos o químicos usuales. En la naturaleza existe 92 elementos químicos, aunque los físicos han creado 17 elementos más mediante procesos que implican reacciones nucleares. Los elementos químicos fueron clasificados por primera vez por Mendelejev siguiendo unas pautas determinadas. Los elementos
se representan por una o dos letras, derivadas de sus nombres:
C del carbono K del Kalium, potasio en latín El organismo humano contiene sólo 26 de los 92 elementos naturales. El oxígeno, hidrógeno, carbono y nitrógeno representan el 96%. Otro 3.9% está constituído por nueve elementos: calcio, fósforo, potasio, magnesio, sodio, cloro, azufre, hierro y yodo. Finalmente, 13 elementos más, llamados oligoelementos constituyen el 0.1% de la masa corporal. ESTRUCTURA DEL ATOMOLos elementos están compuestos de átomos que las unidades de materia más pequeñas que intervienen en los procesos químicos. Un elemento es, simplemente, una cierta cantidad de materia constituída por átomos. Los átomos son extraordinariamente pequeños: el diámetro del átomo de hidrógeno es de 0.00000001 cm.Los átomos están constituídos por tres tipos de partículas subatómicas:
La unidad estándar para medir la masa de los átomos es el Dalton (también llamado Unidad de masa atómica). Un neutrón tiene una masa de 1.008 Daltons y un protón una masa de 1.007 Daltons. Por su parte, un electrón tiene una masa de 0.0005 Daltons (2.000 veces menos que el protón o el neutrón). La suma de las masas de todas las partículas subatómicas constituye el Peso o Masa Atómicos. Los elementos químicos difieren en el número de protones. El átomo más sencillo, el Hidrógeno tiene un protón; el átomo siguiente, el Helio tiene 2 protones; el Carbono tiene 6 y así sucesivamente. El número de protones que contiene cada átomo se llama Número Atómico Puede ocurrir que átomos con un número especificado de protones tengan diferente número de neutrones. Estamos entonces en presencia de Isótopos, que pueden ser estables o inestables. En este último caso, se desintegran espontáneamente emitiendo una radiación (gamma o de partículas alfa o beta) y entonces se llaman isótopos radioactivos. La destrucción de un radioisótopo puede ser muy lenta (miles de años) o rapidísima (fracciones de segundo). Se llama semi-vida de un radioisótopo el tiempo requerido para su radioactividad inicial se reduzca a la mitad. Los isótopos son muy utilizados en Medicina, ya que al poseer las mismas propiedades químicas que sus correspondientes elementos, pueden sustituir a estos en los procesos químicos. De esta forman actúan como marcadores y las moléculas con radioisótopos incorporados pueden seguirse fácilmente. Por ejemplo, la utilización de un aminoácido marcado con 14-C permite detectar como, cuando y donde se incorpora dicho aminoácido a una cadena polipeptídica en crecimiento. Algunos isótopos frecuentemente utilizados en Medicina y Biología son:
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