Bioenergética

BIOENERGÉTICA

Una célula necesita energía, necesita un nivel de energía basal para mantener la homeostasis celular.

Por eso es importante tener fuentes de energía. La obtención de energía más difundida es a partir de la combustión u oxidación de un sustrato (oxidante: capta electrones; reducto: entrega electrones). Lo mismo hace la célula. Para poder oxidar hay que tener sustratos reducidos, los que provienen, en el caso de la célula, de los nutrientes. A diferencia de un automóvil, al combustionar no puede producir cambios de temperatura, por lo cual posee un sistema basado en el transporte de electrones.

El delta G es la energía disponible para hacer trabajo; en la reacción exergónica, el delta G es negativo. En una reacción endergónica la energía de activación es mayor que la disponible; implica un delta G positivo. Las reacciones endergónicas se pueden aplicar a un sistema donde la suma final de las reacciones es exergónica.

La reacción espontánea es aquella capaz de liberar energía libre. Espontáneo significa que la reacción es termodinámicamente posible.

El delta G depende de varias cosas.

El potencial de oxidorreducción más negativo lo tienen los reductores. El potencial de oxidorreducción es una medida con relación al agua, el del agua es 1 (2H+ + ½ O2 = H2O). Si un compuesto es reductor tiene un potencial negativo; si es un oxidante, por lo que tiende a reducirse, tiene un valor positivo respecto al agua.

Ejemplo:

ADP + Pi ATP

Necesita 7.000 kilocalorías, por lo que es termodinámicamente posible; esto ocurre porque las calorías son aportadas por una reacción exergónica.

Se puede determinar la energía libre de una reacción:

 G = - n F R (diferencia potencial oxidorreducción)

El NADH reducido se va a oxidar. Los electrones van a ser transportados, y cada vez que salten de una molécula a otra, como están ordenadas de sentido más negativo al más positivo (sistema vectorial), se va a producir una liberación de energía química, la que se aprovecha para fosforilar ATP. Esto es lo que se llama cadena transportadora de electrones, la que funciona solamente si hay oxígeno presente, o sea, condiciones aeróbicas. Esto se lleva a cabo en las mitocondrias.

Otro sustrato reducido es el FADH2, que también entra en la cadena, pero a otro nivel. El potencial de oxidorreducción del FADH2 es más positivo (menos reductor) que el del NADH, por tanto, la energía liberada por el FADH2 es menor. Esto hace una diferencia en la cantidad de ATP en uno y otro sustrato.

Al calcular la eficiencia de esto: del 100% del delta G generado, solo el 45% se convierte en ATP. El otro 55% de la energía se ocupa en mantener la energía corporal. Una persona que vive en zonas frías necesita más energía para mantener la energía corporal, en este caso no varía el porcentaje, pero sí se oxida más NADH; o sea, se acelera el proceso pero no

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