La bioenergética o termodinámica bioquímica, es el estudio de los cambios de energía que acompañan a las reacciones bioquímicas. Proporciona los principios que explican porque algunas reacciones pueden producirse en tanto que otras no. Los sistemas no biológicos pueden utilizar la energía calorífica para realizar trabajo, pero los sistemas biológicos son isótermicos y emplean la energía química para impulsar los procesos vitales.
La energía química de un compuesto está representada por el movimiento y posición relativa de los átomos y partículas componentes; por los enlaces y atracciones y a menudo el contenido energético de las moléculas involucradas disminuye o aumenta. El curso de cualquier reacción química es determinado por el contenido de energía del sistema en consideración y por el intercambio de energía libre entre el y su entorno.
Medir el contenido de energía de un sistema puede ser difícil, en cambio resulta más fácil determinar el cambio de energía producido entre los estados inicial y final. La forma más común de energía es el calor. Prácticamente todos los procesos químicos son acompañados por consumo o producción de calor. En el primer caso se denominan endotérmicos, en el segundo, exotérmicos.
- Energía libre
En todo ser vivo, las reacciones químicas se realizan en condiciones de temperatura y presión constantes. Sólo una fracción de la energía liberada en los procesos bioquímicos es disponible para realizar trabajo de algún tipo, es la llamada energía libre.
Para explicarlo mejor, es necesario definir las leyes de la termodinámica, ya que los seres vivos cumplen con dichas leyes.
La primera establece que la energía total de un sistema, más la de su entorno, permanece constante. Implica que durante cualquier cambio dentro del sistema completo, la energía no se pierde ni se gana. Sin embargo, puede transferirse de una parte a otra o puede ser transformada a otra forma de energía.
La segunda ley establece que si un proceso ocurre espontáneamente, la entropía total de un sistema debe aumentar. La entropía representa la extensión del desorden y se torna máxima en un sistema cuando este se aproxima al equilibrio verdadero. Representa la energía degradada, no utilizable para realizar trabajo. En condiciones de temperatura y presión constantes, la relación entre el cambio de energía libre (ΔG) de un sistema y el cambio de la entropía (ΔS) está dada por la siguiente ecuación que combina las dos leyes de la termodinámica:
ΔG= ΔH -T ΔS
Donde ΔH es el cambio de entalpía y T es la temperatura absoluta (°K).
Bajo las condiciones de las reacciones bioquímicas, debido a que ΔH es aproximadamente igual a ΔE, que es el cambio total en la energía interna de la reacción, la relación anterior puede expresarse de la siguiente manera:
ΔG= ΔE -T ΔS
Referencia
- http://catbioqmed.bravehost.com/contenbioen.htm
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