Metabolismo Energético

METABOLISMO ENERGETICO
Bibliografía:
Curtis.Biología. 7ma edición:
Cap. 4 (principalmente),
Cap. 5 y 6

Metabolismo energético
• La célula es un sistema de transformación de energía.
• El flujo de energía es la esencia de la vida.
• Se llama metabolismo a las reacciones químicas incluyendo las
transformaciones energéticas que ocurren en los sistemas biológicos.
Qué es la ENERGIA?En=dentro; ergon=trabajo
Es la capacidad para realizar un trabajo.

Existe energía química, nuclear, eléctrica, lumínica, cinética, potencial.
Transformaciones energéticas:
- Energía química almacenada en nafta, se convierte en E cinética.
- La E. eléctrica se transforma en lumínica en una lámpara.

Dentro de las células también hay grandes cambios de energía.
Músculos: transforman Equímica en E mecánica
Luciérnagas: transforman E quimica en E lumínica.
Cloroplastos: transforman E. lumínica en E. química.

Termodinámica: ciencia que estudia las transformaciones de energía

Primera ley de la termodinámica
La energía del Universo permanece constante
En un sistema cerrado, la E no se crea ni se destruye, solo se transforma.
•  No todas las energías son útiles, no todaspueden transformarse
en trabajo.
Por ejemplo, el calor no puede transformarse en trabajo sin
restricciones.
•  Entonces, durante un proceso donde se utiliza E, parte se “perderá” como
calor, disminuyendo la eficiencia en la transferencia de E.
Ej. Los motores utilizan combustible con una eficiencia del 50%, el
resto se pierde como calor.

La energía tiende a transformarse en calor, endetrimento de otros tipos de E.

Segunda ley de la termodinámica
La entropía del Universo tiende a un máximo.
Entropía S = es la parte de la E que no puede utilizarse para realizar trabajo.
La S nos permite predecir espontaneidad de los sucesos naturales.
Muchos procesos que ocurren en la naturaleza ocurren espontáneamente y en una
sóla dirección. Ej.: Un objeto caliente, se enfría. Una piedra,rueda hacia abajo.

Un proceso es espontáneo si S final – S inicial > 0
• Un sistema que está fuera de equilibrio, tiende a llegar a un equilibrio,
disipando energía.
•  Los procesos espontáneos tienden a disipar los gradientes.
• Cuando toda la energía se ha disipado, en el sistema no podrán ocurrir más
procesos.
E total = E útil + E disipada
La E disipada = T (temperatura) x S(entropía)
Un estado de equilibrio es el estado de mayor entropía, de mayor desorden,
toda la E se habria disipado

Termodinámica en los seres vivos
En los sistemas biológicos, la evolución se desplaza en sentido inverso a la S.
Es decir, los organismos vivos generan orden, a partir del orden (replicación) o
desorden, con un aporte de energía.
• En las células vivas, las heterogeneidades(desequilibrios) son la norma.
• El desequilibro de los seres vivos, está dado por la utilización de la E del ambiente
y una transformación eficiente de las mismas en E. útil.

PERO……NO ERA QUE LA ENTROPIA DEL UNIVERSO TIENDE A UN MAXIMO?

•  Los organimos ganan orden interno a expensas de generar
desorden en el ambiente, mediante reacciones químicas.

Reacciones químicas en los seres vivosReacción química:

R



P

•  La transformación del reactivo R al producto P, depende de diversas reacciones
que ocurren en etapas intermedias y sucesivas.
•  En las reacciones químicas hay reordenamientos de las configuraciones
electrónicas, aumentando o disminuyendo el contenido energético total.

La cantidad de E involucrada en las reacciones químicas es la entalpía (H).
H= cantidad deE intercambiada (medible en forma de calor) para una
reacción que ocurre a 1atm.
Si se libera E, la H de los productos disminuye.

Reacción exotérmica: la reacción libera E.
Reacción endotérmica: la reacción consume E.
Ejemplos:
Exotérmicas: transformación de líquido a sólido / combustión.
Endotérmicas: formación de ozono a partir de oxígeno y E solar; transformación de
hielo a agua...