Bioenergética y Termodinámica

Study Notes

La bioenergética se centra en el estudio de la energía en los sistemas biológicos.
Combina los principios de la termodinámica y la bioquímica.

Es fundamental para comprender las reacciones metabólicas que sustentan la vida.
Permite analizar la eficiencia energética de los procesos biológicos.
Ayuda a comprender cómo se lleva a cabo la transferencia de energía dentro de las células.

Se resume en la ecuación: E = q - w
Donde:
- E es la energía interna del sistema
- q es el calor absorbido por el sistema
- w es el trabajo realizado por el sistema

Entropía (S): Mide el desorden o aleatoriedad de un sistema.
Entalpía (H): Mide la cantidad de energía total de un sistema.
Energía libre de Gibbs (G): Mide la cantidad de energía disponible para realizar trabajo.

Se resume en la ecuación: ΔG = ΔH - T(ΔS)
Donde:
- ΔG es el cambio en la energía libre de Gibbs
- ΔH es el cambio en la entalpía
- T es la temperatura absoluta
- ΔS es el cambio en la entropía

Los procesos pueden ser:
- Exergónicos: Liberan energía (ΔG < 0)
- Endergónicos: Requieren energía (ΔG > 0)

Los procesos endergónicos se impulsan mediante el acoplamiento a procesos exergónicos.

Los fosfatos de alta energía, como el ATP, actúan como la “moneda de energía” de la célula.
Facilitan la captación y transferencia de energía en las reacciones celulares.

La hidrólisis del ATP a ADP libera energía usable por las células.
El ATP se regenera a partir de ADP mediante procesos como la respiración celular.

La bioenergética explica los principios termodinámicos que rigen los procesos biológicos.
La energía se intercambia en forma de calor o trabajo.
Los fosfatos de alta energía, como el ATP, desempeñan un papel crucial en la transferencia de energía dentro de las células.

### Bioenergética: La función del ATP

La bioenergética es la rama de la bioquímica que estudia los cambios de energía asociados con las reacciones bioquímicas.
Los sistemas biológicos son esencialmente isotérmicos y utilizan energía química para impulsarlos.
El cambio de energía libre de Gibbs (ΔG) es la porción útil de la energía total en un sistema, es decir, la energía que está disponible para realizar trabajo.
La primera ley de la termodinámica establece que la energía total de un sistema, incluidos sus alrededores, permanece constante.
La segunda ley de la termodinámica establece que para que tenga lugar un proceso espontáneo, la entropía total del sistema y sus alrededores debe aumentar.
La entropía es una medida del desorden o la aleatoriedad en un sistema.

La energía libre es la energía útil en un sistema.
La muerte por inanición ocurre cuando se agotan las reservas de energía disponibles.
El almacenamiento excesivo de energía puede causar obesidad, que predispone a muchas enfermedades como las enfermedades cardiovasculares y la diabetes tipo 2.
Las hormonas tiroideas regulan el índice de liberación de energía (índice metabólico).
Los sistemas biológicos se rigen por las leyes generales de la termodinámica.
En los sistemas vivos, la energía química se transforma en energía eléctrica, radiante o mecánica.
La energía libre es fundamental para el entendimiento de la nutrición y el metabolismo normal.