kine

Bioenergética
Miguel Ángel Ordorica & María de la Luz Velázquez Monroy
Introducción
En su sentido más amplio, se llama Bioenergética a la aplicación de la Termodinámica en los
sistemas biológicos, esto incluyen todas las transformaciones de energía que se producen en los
seres vivos. Sin embargo, prácticamente en todos los procesos que se dan en los seres vivos, existe un intermediario comúnen los intercambios de energía, el Trifosfato de Adenosina (ATP) de
ahí que en forma clásica la Bioenergética se ocupe del estudio de los mecanismos de síntesis de
ATP, dejando los mecanismos de consumo para su revisión durante el estudio del metabolismo.
Ciclo Energético Celular
Como recordarás, al estudiar Termodinámica, describimos a los seres vivos como sistemas termodinámicos abiertos enestado estacionario, que disipan energía para mantenerse alejados del
equilibrio. Esta energía proviene de la degradación de los alimentos que consumen, la cual se lleva a cabo en un conjunto de reacciones que incluyen hidrólisis, rompimiento y oxido-reducción,
al cual denominamos Catabolismo. Por otra parte, el mantenimiento de la organización del sistema consume energía para la realizaciónconstante de varios tipos de trabajo, mecánico, osmótico y químico, entre otros. Este último incluye la formación constante de nuevas moléculas, en las
reacciones que constituyen el Anabolismo. Catabolismo y Anabolismo son las dos etapas del
Metabolismo de todas las células (Figura 1).

Figura 1. Ciclo Energético Celular
De lo anterior queda claro que si el catabolismo produce energía, y estase consume en varios tipos de procesos, es necesario contar con uno o más mecanismos de acoplamiento que permitan
transportar la energía de los procesos que la producen, a los que la consumen. El mecanismo de
acoplamiento más usado por las células es mediante intermediarios de alta energía que se sintetimaov/mlvm/julio de 2009

Bionergética

zan durante el catabolismo, almacenando parte dela energía liberada, y se degradan en el anabolismo, liberando dicha energía. En el metabolismo existen varios compuestos de alta energía de
hidrólisis, pero el más importante en los procesos de transferencia de energía es el Adenosintrifosfato, Trifosfato de Adenosina o ATP (Figura 2).

Enlaces
Anhidro
7

O

O

O

Adenina
NH2

N

8

6
5

N

1

9

2
O  P O  P O  P OH2C5' N 4
N
O
3
O
O
O
1'
4'
Fosfatos
2'
3'
Enlace
Enlace
N--glicosídico
Éster HO OH
Ribosa
Figura 2. Estructura del ATP

Adenosintrifosfato
El ATP es uno de los compuestos llamados nucleótidos. Los nucleótidos reciben este nombre
debido a que son las unidades estructurales de los ácidos nucleicos, pero también cumplen otras
funciones. Se encuentran en la estructura demuchas coenzimas y también actúan como tales en el
metabolismo de glúcidos, lípidos y aminoácidos. Además, hay nucleótidos y derivados con funciones reguladoras y neurotransmisoras. Los nucleótidos están formados por una base nitrogenada, un monosacárido y fosfato, en el ATP los componentes son Adenina, Ribosa y tres Fosfatos
(Figura 2).
La estructura del ATP están formada por tres tipo de enlaces:(1) Un enlace glicosídico, entre el
Nitrógeno 9 de la Adenina con el Carbono 1’ de la Ribosa; la configuración del carbono anomérico de la Ribosa es de tipo beta, y como se une a un Nitrógeno, se acostumbra a denominar el enlace como N--glicosídico. La molécula formada únicamente por Adenina y Ribosa se llama
Adenosina y es un nucléosido. (2) Un enlace éster, entre uno de los -OH ácidos delfosfato y el
hidroxilo del Carbono 5’ de la Ribosa, que se incluye entre los ésteres fosfóricos. (3) Dos enlaces anhidro, que se forman al unirse dos grupos -OH ácidos, de fosfatos diferentes, con la eliminación de un molécula de agua. Los enlaces anhidro, en ocasiones se designan como enlaces de
alta energía, porque cuando se hidrolizan, se libera gran cantidad de energía libre. Aunque esta...