bioenergetica

BIOENERGÉTICA
5.1 CONCEPTOS G E N E R A L E S
En las unidades de Nutrición y Enzimas
tratados con anterioridad se ha expresado
que la Bioquímica es una ciencia que intenta
explicar los fenómenos vitales con los esquemas de la Física y la Química, es decir,
aplicar a los fenómenos biológicos las mismas leyes que a la materia inorgánica. Al
hablar de nutrición se explicó la forma en
quelos organismos obtienen energía de los
alimentos que ingieren y que algunas formas
de desnutrición (marasmo, kwashiorkor) y
la muerte por inanición se relacionan con un
desequilibrio energético. Al explicar el mecanismo de acción de las enzimas se mencionó una barrera energética q u e es
necesario vencer para que una reacción termodinámicamente posible, ocurra por acción enzimática.
Es portanto, necesario explicar algunos
conceptos relacionados con la energía para
comprender la bioenergética o termodinámica bioquímica, que estudia los cambios de
energía que acompañan a las reacciones bioquímicas.
5.1.1.

Conceptos Termodinámicos

Se utiliza el término sistema para designar
una porción de materia que se desea estudiar; toda otra materia será el medio que rodea al sistema.Un sistema posee un contenido energético
que comprende un sinnúmero de formas de
energía y la suma de todas se conoce como
energía inferna (E) del sistema. En física se
dice que energía es todo aquello capaz de
producir trabajo. Sin embargo, de todo ese
contenido energético de un sistema, sólo una
porción está disponible para realizar trabajo
y es la energía útil; a esa porción de laenergía total se le conoce como energía libre
(FoG) o de Gibbs. Un sistema es un conjunto de cuerpos que contienen materia y energía, cuyo estado se define en términos de
presión, temperatura y composición. El contenido total de energía de un sistema antes
de que ocurra un proceso se designa como
estado inicial, y el contenido de energía del
sistema después de ocurrido el proceso que
interesaestudiar se conoce como estado final. Medir los cambios de energía que ocurren durante un determinado proceso puede
resultar difícil, pero resulta más fácil y preciso determinar el contenido energético del
sistema en el estado inicial y en el estado final y calcular el cambio, que se acostumbra
simbolizar con la letra griega delta mayúscula (A).
Si presión y temperatura con constantes,
loscambios de energía se relacionan únicamente con la composición del sistema. Existen varios tipos de sistemas: Se define como
sistema aislado aquel que no intercambia
materia y energía con su medio. Sistema cerrado es aquel que intercambia energía pero

Considerando que cada mol de ATP requiere 7.3 Kcal para formarse, la cantidad
de energía liberada cuando el NADH cede
sus electrones al O2equivale aproximadamente a siete veces la que se requiere para la
síntesis de un mol de ATP. Sin embargo, en
realidad sólo se forman 3 moles de ATP en
la fosforilación oxidativa; por tanto, la eficiencia del proceso es:
EFICIENCIA - ~ ~ ¿ x 100 - ^ ¡ ^ x 100 = 41.6%
IDEAL
52.6

Esta eficiencia es muy alta si se compara
con la de las mejores máquinas construidas
por el hombre.Considerando en conjunto
todos los procesos mitocondriales, este sistema ha alcanzado, a lo largo de la evolución, un grado de perfección difícilmente
imaginable.
5.3. CADENA RESPIRATORIA
Toda la energía útil liberada durante la
oxidación de los nutrimentos energéticos se
aprovecha en las mitocondrias bajo la forma
de equivalentes reductores (hidrógeno o electrones). El más importante de los sistemasde oxidorreducción en las células es la cadena
respiratoria que es un sistema de transferencia de hidrógenos y electrones catalizada por
proteínas enzimáticas ordenadas en forma
secuencial en la membrana mitocondrial interna. Los equivalentes reductores son extraídos de los sustratos en el ciclo de Krebs o
la P-oxidación de ácidos grasos y transportados a través de la cadena de transporte...