La bioenergética describe la transferencia y utilización de la energía en los sistemas biológicos. Utiliza las ideas básicas de la termodinámica, particularmente el concepto de energía libre. Los cambios en la energía libre (DG) proveen una cuantificación de la factibilidad energética de una reacción química y pueden proveer de una predicción de si la reacción podrá suceder o no.
La bioenergética se interesa sólo por los estados energéticos inicial y final de los componentes de una reacción, no del mecanismo o del tiempo necesarios para que el cambio químico se lleve a cabo. La bioenergética predice si un proceso es posible; la cinética cuantifica qué tan rápido ocurre la reacción.
1.2 Nociones básicas de la termodinámica
Un estudio termodinámico se desarrolla sin necesidad de conocer la estructura molecular atómica de la materia y solo envuelve propiedades macroscópicas como presión, temperatura, volumen y las relaciones estre éstas.
La termodinámica es la ciencia que estudia los cambios
energéticos que acompañan los cambios físicos y químicos. .
Ley Cero de la Termodinámica
A esta ley se le llama de "equilibrio térmico". El equilibrio térmico debe entenderse como el estado en el cual los sistemas equilibrados tienen la misma temperatura.
A esta ley se le llama de "equilibrio térmico". El equilibrio térmico debe entenderse como el estado en el cual los sistemas equilibrados tienen la misma temperatura.
Primera Ley de la Termodinámica
Esta primera ley, y la más importante de todas, también conocida como principio de conservación de la energía, dice: "La energía no puede ser creada ni destruida, sólo puede transformarse de un tipo de energía en otro".
Esta primera ley, y la más importante de todas, también conocida como principio de conservación de la energía, dice: "La energía no puede ser creada ni destruida, sólo puede transformarse de un tipo de energía en otro".
Segunda Ley de la Termodinámica
La segunda ley dice que "solamente se puede realizar un trabajo mediante el paso del calor de un cuerpo con mayor temperatura a uno que tiene menor temperatura". Al respecto, siempre se observa que el calor pasa espontáneamente de los cuerpos calientes a los fríos hasta quedar a la misma temperatura.
La segunda ley dice que "solamente se puede realizar un trabajo mediante el paso del calor de un cuerpo con mayor temperatura a uno que tiene menor temperatura". Al respecto, siempre se observa que el calor pasa espontáneamente de los cuerpos calientes a los fríos hasta quedar a la misma temperatura.
Tercera Ley de la Termodinámica
El tercer principio de la termodinámica afirma que "el cero absoluto no puede alcanzarse por ningún procedimiento que conste de un número finito de pasos. Es posible acercarse indefinidamente al cero absoluto, pero nunca se puede llegar a él"
La dirección y cantidad a la cual procede una reacción está determinada por el grado energía libre que dos factores cambian durante la reacción. Estos factores son la entalpía (DH, una medida del cambio de calor entre los reactivos y productos de la reacción) y la entropía (DS, una medida del cambio en el desorden de los reactivos y productos)
Ninguna de estas cantidades termodinámicas por si mismas es suficiente para determinar si una reacción podrá suceder espontáneamente en el orden en el que está escrita. Pero, cuando se combinan matemáticamente, es posible conocer la tercera, a partir del conocimiento de dos de ellas. La entropía no se puede determinar experimentalmente, se debe calcular a partir de G y H.
1.4 Transducción de energía y
La mayor parte de procesos de transducción (conversión) de energía en la célula tienen lugar a través de membranas, conversión de energía redox (energía almacenada en electrones energéticos) en energía libre almacenada en un gradiente de potencial electroquímico durante la cadena respiratoria el uso de dicha
energía libre se utiliza para sintetizar ATP y para dar lugar al transporte de sustancias a través de membranas
Los seres vivos son máquinas químicas que utilizan la
energía química del ATP para hacer espontáneas a las reacciones endergónicas
Consumo de oxígeno = energía biológica
El 95 % del oxígeno consumido se consume en las mitocondrias
El 99 % del oxígeno consumido por las mitocondrias es reducido por la citocromo oxidasa
El 100 % del oxígeno consumido por la citocromo oxidasa se utiliza para sintetizar ATP por el mecanismo conocido como fosforilación oxidativa
Consumo de oxígeno = energía biológica
El 95 % del oxígeno consumido se consume en las mitocondrias
El 99 % del oxígeno consumido por las mitocondrias es reducido por la citocromo oxidasa
El 100 % del oxígeno consumido por la citocromo oxidasa se utiliza para sintetizar ATP por el mecanismo conocido como fosforilación oxidativa
