La entropia en los seres vivos

TRABAJO PRÁCTICO


TRABAJO PRÁCTICO

Consigna
A partir de los contenidos de la Unidad I, construirán de forma individual la respuesta a la siguiente pregunta:
Considerando que los seres vivos son sistemas abiertos, ¿qué mecanismos poseen para mantener una organización energética, de tal modo que conservan baja su entropía?

Los seres vivos son sistemas abiertos, es decir, intercambianmateria y energía con el medio ambiente. Tienen, también, la capacidad de autorregular su medio interno para mantener sus condiciones estables a través de múltiples ajustes de equilibrio dinámico que son controlados por mecanismos de regulación que se encuentran interrelacionados. Estos procesos son muy complejos ya que implican la vigilancia y el ordenamiento continuo de diferentes factores.
Lascélulas requieren energía para llevar a cabo los procesos biológicos y dependen de un aporte continuo de ésta ya que su flujo es unidireccional: un organismo no puede ni crearla, ni reciclar la que ya utilizó, sino que la almacena temporalmente y luego la utiliza para distintas actividades biológicas.
Los individuos están regidos por las Leyes de la Termodinámica (ciencia que trata losintercambios de energía):
Primera ley: es el principio de la conservación de energía: la energía no puede ser creada ni destruida. La energía de un sistema más la del medio es constante, es de decir, la energía total del universo es constante y mediante procesos físicos y químicos, esta energía puede pasar de una forma a otra (por ejemplo, la energía térmica del vapor puede transformarse en energíamecánica mediante una máquina de vapor). Estos sucesos químicos o físicos están acompañados de la absorción de calor del medio o de su cesión al mismo. Cuando un proceso tiene lugar con absorción de calor del medio es endotérmico y cuando tiene lugar con cesión de calor, se llama exotérmico. El calor, por lo tanto es la forma más simple, desordenada y universal por la cual se transfiere energía y debepasar de un cuerpo, a otro que tenga una temperatura más baja. Pero, sin embargo, los seres vivos son isotermos (el cambio de temperatura es constante en todo el organismo).
Segunda ley: los procesos químicos y físicos se desarrollan en el sentido en que la entropía (desorden de energía) del universo aumenta, generando un equilibrio. Los procesos que implican un aumento de entropía sonirreversibles.

En los seres vivos, existe una relación cuantitativa entre calor y orden. Si la célula cede calor (recordando que éste es “energía desordenada”, aumenta entonces la intensidad de los movimientos moleculares, es decir, su entropía, aunque la célula no consigue nada produciendo calor a menos que las reacciones productoras de calor estén asociadas con los procesos que generan orden molecularen la célula. A estas reacciones se las llama acopladas. Se las llama así por que las reacciones endergónicas (las que requieren energía, como para la síntesis de proteínas, etc.) utilizan la energía liberada por las exergónicas.
A fin de mantener la homeostasis, las células deben transportar continuamente iones y otras sustancias a través de la membrana celular, lo cual requiere un gastopermanente de energía. En todas las células vivas, la energía se almacena en un compuesto llamado ATP (trifosfato de adenosina) durante períodos breves.
Las células regulan todas estas reacciones químicas a través de enzimas (la síntesis de cada una de estas enzimas está regida por un gen específico), que son catalizadores proteicos que afectan la velocidad de las reacciones químicas disminuyendo laenergía necesaria para activarla y en consecuencia, una mayor fracción de población de moléculas reacciona en un momento dado. Un ejemplo de la eficacia de las enzimas es la catalasa, que contiene hierro y descompone cinco millones de moléculas de peróxido de hidrógeno por minuto. Los átomos de Hierro pueden descomponer esa cantidad de peróxidos solos, pero tardarían 300 años en hacerlo.
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