Termodinámica y Metabolismo Raquel Anahí Loma de la Cruz 1690779

Energía y transformaciones energéticas La energía se manifiesta de diferentes formas (eléctrica, radiante, química, nuclear) que pueden ser interconvertidas casi sin restricciones. La termodinámica estudia la conversión de una forma de energía en otra. En los seres vivos, las conversiones energéticas están gobernadas por las leyes de la termodinámica.

Principio de conservación de la energía: primera ley de la termodinámica La primera ley de la termodinámica dice que "La energía del Universo permanece constante". Esto significa que la energía no se crea ni se destruye, pero puede ser transformada. Los seres vivos son sistemas abiertos que intercambian materia y energía con el ambiente. Cuando en un ser vivo ocurre un proceso determinado, la energía que se pierde o se disipa es igual a la que gana el ambiente. La vida es un proceso de combustión. Los organismos oxidan carbohidratos y convierten la energía almacenada en los enlaces químicos en otras formas de energía, según la siguiente reacción global, que expresa la oxidación de la glucosa: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Energía. La energía total liberada durante la oxidación de la glucosa está compuesta por una fracción "útil" y una fracción que se disipa en forma de calor.

los sistemas biológicos y la segunda ley de la termodinámica Los seres vivos son estructuras complejas, extremadamente ordenadas, claramente diferenciadas de su entorno, dotadas de información y alejadas por completo del estado de equilibrio. Para mantener su organización, requieren un suministro constante de energía. En los seres vivos conviven dos procesos esenciales: la generación de orden a partir de orden (producen réplicas de sí mismos) y la generación de orden a partir de desorden (se mantienen alejados del equilibrio). Los sistemas biológicos deben considerarse juntamente con su entorno. Los organismos ganan orden interno a expensas de generar desorden en su ambiente. De esta manera, la entropía del conjunto siempre aumenta. El sistema se mantiene estacionario porque existen procesos balanceados.

Gasto energético Es la relación entre el consumo de energía y la energía que el organismo necesita. Para mantener el equilibrio, la energía consumida debe de ser igual a la utilizada, o sea que las necesidades energéticas diarias han de ser igual al gasto energético total diario. Si consumimos más energía de la necesaria se engorda y si consumimos por debajo de las necesidades se adelgaza. El organismo no es una excepción al primer principio de la Termodinámica.

Energía de los alimentos El contenido total de energía de un alimento es la cantidad de energía liberada cuando el alimento se quema por completo al aire hasta dar CO2 y H2O, es decir, es el calor de la combustión. La energía total es igual a la suma de la energía digerible y la no digerible.

Metabolismo El metabolismo es la suma de las reacciones químicas que ocurren en los seres vivos. Las células son el "recipiente" donde se llevan a cabo estas reacciones y las enzimas son sus piezas más importantes. El anabolismo abarca las reacciones de biosíntesis de las partes estructurales y funcionales de las células; el catabolismo, las de degradación, que proveen la energía y los materiales necesarios para la biosíntesis. Las vías metabólicas son los pasos ordenados en que se agrupan las reacciones metabólicas. Algunas vías metabólicas, como la glucólisis y la respiración, ocurren en casi todos los seres vivos. La ciencia concibe el metabolismo como una red de redes. En los nodos están las enzimas y las proteínas relacionadas, las conexiones son establecidas por los metabolitos o productos intermediarios.

Energía metabolizable Es la energía disponible para ser usada por el organismo Energía digerible Energía no digerible Es la cantidad de energía que puede ser absorbida de lo alimentos , supone el 95% de la dieta occidental media. Es la energía en alimentos por ejemplo, la calurosa, que no podemos descomponer y que se pierde por las heces.

Energía metabolizable El 50% se pierde en forma de calor. El 5 – 10% de la energía se emplea en la digestión, absorción y transporte de los alimentos. Esto se conoce como efecto térmico del alimento, termogénesis inducida por la dieta o termogénesis postprandial Sólo el 25 – 40% de la energía es atrapada como ATP, es decir, el organismo sólo tiene una eficiencia del 25 – 40%

Termogénesis Es la energía que se requiere para digerir, absorber y metabolizar los nutrientes. El consumo de carbohidratos o grasas aumenta la tasa metabólica cerca del 5% de calorías totales consumidas. Si la ingesta consta de proteínas de forma exclusiva la tasa metabólica aumenta cerca del 25%. Sin embargo, estos efectos disminuyen cuando los alimentos se mezclan en cada comida. Por lo general, el gasto por termogénesis se calcula en un 10% del gasto energético total.

Bibliografía consultada Curtis BIOLOGIA 7°ta Edición. Editorial Medica PANAMERICANA. Capitulo 4. 2007