Bioenergetica.

Introducción

La bioenergética es el estudio de las transformaciones de energía que tienen lugar en la célula y de la naturaleza en función de los procesos químicos en los que se basan esas transformaciones, las cuales siguen las leyes de la termodinámica. En el siguiente trabajo se expresaran estas leyes en las que se basa la bioenergética, se explicaran las reacciones de oxidación-reducción que son aquellas en las cuales los átomos experimentan cambios del número de oxidación, el catabolismo y el anabolismo que forman parte del metabolismo.

BIOENERGÉTICA

Es el estudio de los cambios de energía que acompañan a las reacciones bioquímicas. Los sistemas biológicos son en esencia isotérmicos y en ellos se utiliza la energía química para activar los procesos vitales. La forma en que un animal obtiene el combustible adecuado y se proporciona esta energía a partir del alimento es básica para comprender la nutrición y el metabolismo normales. La muerte por inanición acontece cuando se agotan las reservas de energía disponible, y ciertas variantes de malnutrición se acompañan de un desequilibrio energético (marasmo). Las hormonas tiroideas regulan la cantidad de energía liberada (tasa metabólica) y la enfermedad es un resultado del mal funcionamiento. El almacenamiento elevado de los excedentes de energía da como resultado obesidad, una de las enfermedades más frecuentes en la sociedad occidental.

Leyes de Termodinámica

La primera Ley de termodinámica establece que la energía total de un sistema, incluido su entorno, permanece constante. Ello implica que en el sistema completo no se pierde ni se gana energía durante cualquier cambio. Sin embargo, la energía puede transferirse de una a otra parte del sistema o puede transformarse en una u otra parte del sistema o puede transformarse en una u otra modalidad de energía. En los sistemas vivos, la energía química puede transformarse en calor, energía eléctrica, energía radiante o energía mecánica.

La segunda ley de termodinámica establece que la entropía total de un sistema completo debe aumentar cuando un proceso ocurre espontáneamente. Por entropía se entiende el grado de desorden o aleatoriedad del sistema; dicha entropía alcanza su máximo nivel cuando se aproxima al equilibrio verdadero. En condiciones de temperatura y presión constantes, la relación entre el cambio en la energía libre (∆G) de un sistema que reacciona y el cambio en la entropía (∆S) se expresa mediante la siguiente ecuación, la cual combina las dos leyes de termodinámica:

∆G=∆H-T∆S

En donde ∆H corresponde al cambio en la entalpia (calor) y T es la temperatura absoluta.

Reacciones de oxidación y reducción

Químicamente, la oxidación se define como la perdida de electrones y la reducción como la ganancia de electrones. Por consiguiente, la oxidación esta siempre acompañada por la reducción de un aceptor de electrones. Este principio de oxidación-reducción se aplica igualmente en los sistemas biológicos y es un concepto importante que sustenta la comprensión de la naturaleza de la oxidación biológica.

En las reacciones de oxidación y reducción el cambio de energía libre es proporcional a la tendencia de los reactivos a donar o aceptar electrones. Así, además de expresar el cambio de energía libre, es posible, de manera análoga, expresarlo numéricamente como una potencia de oxidación-reducción o potencial redox.

Catabolismo

El catabolismo es la degradación u oxidación de las moléculas del combustible, las vías catabólicas intervienen en la descomposición de moléculas más grande que, por lo común, tienen que ver con reacciones oxidativas; son vías exergónicas que producen equivalentes reductores

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