BIOENERGETICA 2013 MEDICINA

BIOENERGÉTICA
Dr. MIGUEL ZALDIVAR ARIAS
Profesor Principal
Facultad de Medicina
UNFV

BIOENERGÉTICA
 Todos

los seres vivos requieren energía o
capacidad para realizar un trabajo.
 La unidad es la Kcal (C). 1Kcal = 4,184 Kj
Joule: expresión de energía en términos de
trabajo mecánico (energía que desplaza 1
kg en un metro con la fuerza de 1 Newton)
Ep: La almacenada en los alimentos
Ec:Utilización de la reserva energética

TERMODINÁMICA
 Estudia

la Energía y sus transformaciones.
 Sistema: Conjunto de materia objeto de
estudio. Ej. vaso con agua, bacteria.
 Entorno: Materia alrededor del sistema.
 Frontera: Límite entre sistema y entorno.
 Universo: Sistema más Entorno
ENTORNO
SISTEMA

DIVISIÓN DE LOS SISTEMAS
Aislado: No hay transferencia de materia ni
energía. Ej. Un termocerrado con agua caliente.
Cerrado: No hay transferencia de materia, pero si
de energía, ej. un vaso de agua cubierto que
contiene cubos de hielo.
Abierto: Hay transferencia de energía y materia. Ej.
vehículo motorizado, un ser vivo. En este sistema
nunca se alcanza el equilibrio, por lo que se le
“aproxima” a un sistema cerrado.

DIVISIÓN DE LOS SISTEMAS

PRIMERA LEY DE LA
TERMODINÁMICA
Laenergía total del sistema más la del
entorno permanece constante.
 Consecuencias:
-Los organismos obtienen energía del
medio ambiente.
-Los seres vivos son capaces de
transformar la energía.


SEGUNDA LEY
 Todo

proceso tiende a desarrollarse en
una dirección tal que el desorden o el
estado aleatorio del sistema aumente, lo
que se conoce como ENTROPÍA (S).
 Cuando un sistema pasa de un estadoorganizado a otro menos organizado,
aumenta la entropía.
 El ser vivo tiene menor entropía, pero a
expensas del aumento de entropía del
entorno.

SEGUNDA LEY
(CONTINUACIÓN)
 El

ser vivo se opone al incremento de la
entropía, utilizando energía de los enlaces
covalentes de compuestos orgánicos
(glúcidos, lípidos), en un proceso conocido
como metabolismo.
 En estado de enfermedad, al alterarse unao
varias vías metabólicas, hay un aumento de
entropía que puede conducir a la muerte
celular, ej. Cuando un tejido carece de O2.

ENERGÍA LIBRE (G)
No es posible cuantificar cambios de entropía
en sistemas útiles para la bioquímica.
 Es más útil emplear el concepto de energía libre
de Gibbs ( G ).
 La Energía Libre es parte de la energía total del
sistema o Entalpía (H) disponible para realizarun trabajo .
G = H - TS




Si aumenta la temperatura se incrementa la S,
por lo tanto disminuye la G

CÁLCULO DEL  G
 La

energía libre de una reacción química
está relacionada con la Keq.
 Si la Keq > 1, los productos aparecen
rápidamente.
 G = Go + RT ln Keq
En el equilibrio G = 0, entonces
Go = - RT ln Keq = - 2,3 RT log Keq.

REACIONES EXERGÓNICAS
Y ENDERGÓNICAS
Si la Keq = 1 ,el Go = 0
Si la Keq > 1 , el Go es negativo
Si la Keq < 1 , el  Go es positivo
Cuando el  Go es negativo, la reacción es
exergónica y si el Go es positivo, la reacción es
endergónica. 

 G EN VÍAS METABÓLICAS
Los G en vías metabólicas son aditivas
Hay reacciones acopladas: la reacción exergónica
impulsa la reacción endergónica.
ATP
ADP + P
Go = - 7,3 Kcal
Glucosa + P Glucosa 6-P Go =+ 3,3 Kcal
______________________________________
Gl + ATP
Gl 6-P + ADP Go = - 4,0 Kcal

Cálculo del Valor Calórico
 Es

la relación entre el Go de la oxidación
completa de un compuesto y su peso
molecular.
Pm Go (Kcal/mol) Kcal/g
 Glucosa 180
-673
3,73
 Lactato
90 -326
3,62
 Palmitato 256
-2380
9,29
 Glicina
75 -234
3,12

Contenido energético de los
alimentos o valor calórico
E .digerible
Kcal/g
Glúcidos
4,1
Proteínas
5,4
Lípidos
9,3
Alcohol
7,1

E. metabolizada
Kcal/g
4
4
9
7

COMPUESTOS RICOS EN
ENERGÍA
Go de hidrólisis
(Kcal/ Mol)
 ATP
- 7,3
 1,3 Difosfoglicerato
-10,1
 Fosfoenolpiruvato
-14,8
 Fosfocreatina
-10,3
 Acetil CoA
- 7,7

ATP
 Nucleótido

con

dos

enlaces

macroérgicos
 El G de hidrólisis de sus enlaces
fosfoanhidro rico en energía es mucho
mayor...