Elemento químico esencial
Hai unha serie de elementos químicos que se consideran esenciais para a vida ou para uns organismos determinados. Para que se considere a un elemento esencial, este debe cumprir catro condicións:
- A inxesta insuficiente do elemento provoca deficiencias funcionais, reversibles se o elemento volve estar nas concentracións adecuadas.
- Sen o elemento, o organismo non crece nin completa o seu ciclo vital.
- O elemento inflúe directamente no organismo e está involucrado nos seus procesos metabólicos.
- O mesmo efecto no organismo non pode ser conseguido por ningún outro elemento.
A maioría son elementos lixeiros e tamén se lles adoita denominar bioelementos. Xeralmente se clasifícan segundo a súa abundancia en elementos maioritarios, traza e ultratraza (ou microtraza). Os elementos traza e ultratraza denomínanse oligoelementos.
Na seguinte lista móstranse os bioelementos presentes no ser humano ordenados por orde de abundancia.
- Maioritarios: osíxeno, carbono, hidróxeno, nitróxeno, calcio, fósforo, xofre, potasio, sodio, cloro e magnesio.
- Traza: ferro, cinc, silicio, cobre, flúor e bromo.
- Ultratraza: iodo, manganeso, vanadio, silicio, arsénico, boro, níquel, cromo, molibdeno e cobalto.
Hai outros elementos sen unha esencialidade clara, como o litio, cadmio e estaño.
Non tódolos seres vivos teñen os mesmos elementos esenciais, por exemplo o volframio é un elemento químico esencial para outros seres vivos. Na seguinte táboa periódica saliéntanse os elementos esenciais recoñecidos, así como algúns que poderían selo.
| Elemento maioritario |
Elemento traza |
Esencialidade discutida |
Causas da esencialidade
editarHai elementos que están presentes nun organismo, pero non son esenciais. No caso de que se queira comprobar se a deficiencia dun elemento pode afectar a un organismo o estudo é complicado polas pequenas concentracións que se manexan: é posible que o elemento chegue de forma inadvertida ao organismo ou pode suceder que o organismo sexa capaz de aguantar coas reservas que ten e non observarse deficiencia ata pasadas varias xeracións.
Normalmente a esencialidade demóstrase cando se descobre unha función biolóxica para algún composto do elemento.
Crese que estes elementos químicos convertéronse en esenciais debido á súa abundancia e accesibilidade. Así, existe unha boa relación entre a esencialidade dun elemento e a súa abundancia na codia terrestre ou na auga de mar.
OS casos en que un elemento é abundante pero non esencial explícase tendo en conta que é difícil dispoñer del. Por exemplo, o aluminio é un elemento moi abundante na codia terrestre e non é un elemento esencial, seguramente debido a que forma compostos moi insolubles en auga e os organismos non o poden captar doadamente.
Tamén as condicións cambiaron dende os inicios da vida e os organismos puideron ir adaptándose aos cambios producidos. Por exemplo, o ferro agora é pouco accesible, pois principalmente está como Fe 3 que forma compostos pouco solubles e os organismos teñen que formar complexos solubles para captalo. Así a todo, cando a atmosfera era menos oxidante atopábase principalmente como Fe 2, o cal si forma compostos máis solubles.
Relación dose-resposta
editar
Representación cualitativa da resposta dun organismo fronte á dose dun elemento químico esencial
Calquera elemento, sexa esencial ou non, pode ser tóxico a partir dunhas determinadas concentracións. Para cada elemento esencial existe un rango de concentracións considerado óptimo para un organismo. Neste rango acádase unha concentración coa que se poden desenvolver correctamente as funcións que dependen dese elemento, pero non é excesivamente alta como para que produza efectos tóxicos.
Por baixo deste rango prodúcese a deficiencia nese elemento, o que provoca a aparición de efectos patolóxicos ou ata a morte do organismo.
Por enriba do rango óptimo tamén aparecen efectos patolóxicos ou morte do organismo derivados da toxicidade do elemento.
Nun organismo os niveis óptimos dun elemento mantéñense mediante "mecanismos homeostáticos". Desta forma contrólase a absorción, almacenamento e excreción dos elementos. Así a todo, pódese producir déficit ou exceso debido á dieta, a problemas nos mecanismos de absorción etc.