BIOENERGETICA

“Año de la Integración Nacional

Y el Reconocimiento de Nuestra

Diversidad”

Tema:

PRINCIPIOS DE BIOENERGETICA

Y CICLO DEL ATP

DOCENTE:

DR. EUSEBIO ALIAGA GUILLEN

CURSO :

BIOQUIMICA GENERAL Y APLICADA

ALUMNA:

HUILLCAS VILLALBA KATHERINE

CICLO:

III

ICA – PERU

2012

A todos los maestros/as que se sienten educadores-mediadores

para que hagan de su callada misión docente una experiencia de acogida, de profesionalidad,

de encuentro y de amor entregado a cada uno de sus alumnos/as y, creciendo en

autoestima, logren llenar sus vidas de sentido y motivos de gozo para ayudar a construir

un mundo cada día más humano y solidario.

Cuando estudiamos bioquímica, nos referimos a los principios y patrones moleculares que contribuyen al movimiento y fenómeno metabólico.

Las billones de células que componen al cuerpo humano poseen la vital tarea de mantener trabajando al organismo. Para esto, es necesario que se lleven a cabo un conjunto de reacciones químicas y enzimáticas del organismo dirigidas a la producción de compuestos energéticos y a la utilización de fuentes de energía, donde las células de nuestro cuerpo sirven de escenario. Estas transformaciones energéticas que liberan y emplean la energía para mantener funcionando nuestros órganos corporales se conoce como metabolismo. El metabolismo celular consume nutrimentos (hidratos de carbono o glúcidos, grasas o lípidos y proteinas o prótidos) y oxígeno (O2), generando desechos y gas carbónico que deben eliminarse. Fragmentos que resultan del rompimiento de estas sustancias nutricias energéticas o combustibles metabólicos pueden entrar al Ciclo de Krebs (o ciclo de ácido cítrico), especie de vía comun para su degradamiento, en la cual son desdoblados hasta atomos de hidrógeno y CO2. Los átomos de hidrógeno son oxidados para formar agua (H2O) por medio de una cadena de flavoproteinas y citocromos dentro de la cadera respiratoria (o sistema de transporte electrónico). Dentro del metabolismo se realizan dos reacciones químicas complementarias, a saber, el catabolismo y el anabolismo. Las enzimas catalizan las reacciones químicas tanto catabólicas como anabólicas.

¿Que es bioenergética?. La bioenergética es una ciencia que se encarga de estudiar las transformaciones energéticas en los sistemas vivos. Ademas, incluye el estudio de la energía química almacenada en la biomasa (conjunto de especies vegetales y animales utilizadas como nutrientes y fuente de energía) y los métodos de recuperación bajo formas distintas; alimentos, calor y combustibles.

La termodinámica representa el campo de las ciencias físicas que estudia los intercambios de energía entre conjuntos de materia, i.e., los cambiso asociados con el paso de un sistema desde un estado inicial a otro final. Se define sistema como un conjunto de materia y energía que representa el foco de estudio. Para poder estudiar un sistema, este debe aislarse, i.e., imponer ciertas restricciones al flujo de materia o energía o ambas hacia o desde el sistema.

La primera ley de termodinímica (ley de la conservación de la energía) es el principio que asienta que la energía ni se crea ni se destruye sólo se transforma de una forma a otra. Esto implica de que se puede hablar de un equilibrio energético entre el aporte calórico y el gasto de energía.

Origen de la Energía - El Ciclo Energético Biológico

La energía que requieren las actividades biológicos del organismo humano provienen en última instancia del sol (energía luminosa, radiante o solar). La energía luminosa, a su vez, se origina de la energía nuclear. Esta energía que se deriva del sol la capturan las plantas verdes en forma de energía química a través de la fotosíntesis. Esto se debe a que las células de las plantas son transductoras de energía luminosa, la cual es absorbida por sus pigmentos clorofílicos y transformada en energía química (reacción sintética de fotosíntesis). Por consiguiente, junto con la energía radiante, la clorofila de las plantas, el agua y bióxido de carbono, las células vegetales producen moléculas de alimentos (hidratos de carbono, grasas y proteínas) que poseen energía potencial química. Esta energía se almacena en un estado molecular fosforilado de alta energía, conocido como adenosina de trifosfato o adenosina trifosfatada (ATP). Dicho compuesto se encuentra en todas las células de origen animal y en las plantas. El ATP posee la función importante de reservorio de energía. Cada uno de los enlaces energetógenos de sus fosfatos es capaz de liberar gran cantidad de energía (aproximadamente 8,000 por molecula-gramo en condiciones normales). Al desdoblarse una molécula de trifosfato de adenosina, se libera suficiente energía para los procesos bioquímicos del cuerpo. A nivel vegetal, la energía derivada de la hidrólisis (degradamiento o desdoblamiento) del ATP se utilizará eventualmente para reducir el bióxido de carbono a glucosa, la cual se almacena en la forma de almidon (un hidrato de carbono complejo o polisacárido) y celulosa (o fibra).

Los animales (y seres humanos) dependen de las plantas y otros animales para poder producir su propia energía, la cual se forma mediante la degradación de los nutrimentos (hidratos de carbono, proteínas y grasas) en la célula con la presencia de oxígeno; dicho proceso se conoce como respiración celular (o metabolismo), y tiene el objetivo de proveer energía para el crecimiento, contracción del músculo, transporte de compuestos y líquidos y para otras funciones del organismo.

Segun lo discutido previamente, a diferencia de las células vegetales, las células del cuerpo humano dependerá del consumo de los alimentos de origen vegetal o animal para poder sintetizar el ATP. En otras palabras, el ser humano necesita ingerir alimentos que posean nutrimentos energéticos (e.g., hidratos de carbono, grasas y proteínas) para la producción de energía química (potencial) en la forma de ATP. Este proceso se lleva a cabo mediante reacciones oxidativas-enzimáticas de dichos combustibles metabólicos. Al desdoblarse una molécula de trisfosfato de adenosina, se libera energía util canalizada hacia la generación de las reacciones químicas a nivel celular. No obstante, el combustible energético preferido del organismo es el hidrato de carbono (particularmente la glucosa). Los hidratos de carbono son también muy importantes para los deportistas o personas activas físicamente.

Como resultado de estas reacciones, el ATP se halla disponible para las células del cuerpo, de manera que se pueda sumisnistrar la energía que se necesita para el trabajo biológico del individuo. En el proceso, el ATP es hidrolizado a difosfato de adenosina (ADP). La refosforilación del ADP (síntesis del ATP a partir de una molécula de fosfato, ADP y energía) se puede efectuar a través de la energía liberada por la oxidación de las sustancias nutricias dispuestas en los alimentos que se ingieren. Durante dicha reacción, el ADP se convierte en un aceptor de fosfato y el ATP en un donador que, junto a una fuente de energía, se sintetiza la molécula de ATP.

Transformaciones Biológicas de la Energía

El constante flujo de energía que ocurre dentro de las células de los seres vivos se conoce como transformaciones biolgicas de la energía. Los cambios entre las diferentes formas de energía se fundamentan en los principios (o leyes) de termodinamica. La primera ley de termodinamica (ley de la conservación de energia) postula que la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma de una forma a otra. Esto quiere decir que la enregía no se pierde, pero si se puede transformar de una estado a otro. La segunda ley de termodinámica nos indica que como resultado de las transformaciones/conversiones de energía, el universo y sus componente (i.e., los sistemas vivientes) se encuentran en un alto estado de alteración/disturbio (llamado entropía). Esto implica que los cambios energéticos en los sistemas vivientes tienden a ir desde un estado alto de energía a un estado bajo de energía.

Reacciones Químicas Celulares

La función o propósito de estos procesos bioquímicos que se llevan acabo en cada célula animal es la de transformar la energía de las sustancias nutricias a una forma biologicamente utilizable. Como fue mencionado previamente, durante los procesos metabólicos se libera energía para el trabajo biológico de las células corporales. En adición, en estas reaciones, se untiliza o absorbe energía para finalidades plásticas (de construcción). Podemos, entonces, clasificar las reacciones bioquímicas en dos tipos, a saber, endergónicas y exergónicas. Las reacciones endergónicas se manifiestan durante los procesos anabólicos; de manera que, requieren que se le añada energía a los reactivos (sustratos o combustibles metabólicos), i.e., se le suma energía (contiene más energía libre que los reactivos). Por otro lado, durante

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