2.2. Bioenergética
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Buenos días para todos.
Espero se encuentren bien. Vamos a estar
hablando de la clase número dos.
Continuando con la clase número uno,
habíamos quedado retomando la pregunta
inicial. Habíamos visto cómo nuestras
células utilizaban la energía química de
los alimentos. Vimos cómo se fosforilaba
el ADP.
vimos cómo se hidrolizaba una molécula
de ATP, cómo era la ruptura de esta
molécula de ATP.
Recordamos que era una reacción
exergónica que liberaba energía y esa
energía era utilizada para los procesos
biológicos que, como bien recuerdan,
generaban orden. ¿Sí? Esto era que se
cumplía la segunda ley de la
termodinámica.
Bien.
Luego también retomando esta pregunta
vimos que para utilizar la energía
química de estos alimentos necesitábamos
oxidar las moléculas biológicas.
También vimos que oxidar las moléculas
biológicas significaba convertir
los átomos de carbono y de hidrógeno de
las moléculas orgánicas en agua y
dióxido de carbono. ¿Sí? Entonces,
cuando habláamos de qué significaba
oxidar una molécula biológica, vamos a
estar hablando de esto, el proceso que
se de conversión de los átomos de
carbono de hidrógeno en agua y dióxido
de carbono.
Cuando hablamos de oxidar una molécula
biológica, no vamos a hablar únicamente
de agregarle oxígeno. Sí, cuando
hablamos de oxidación podríamos pensar
que es adicionarle el oxígeno. Como
vemos, el carbono y el hidrógeno tiene
el carbono y el hidrógeno unido oxígeno.
Obviamente oxidar una molécula biológica
implica la adhición de oxígeno, pero no
es únicamente ese proceso,
sino que también vamos a tener lo que
llamamos reacciones de oxidación y de
reducción.
En este proceso de oxidación de una
molécula biológica, vamos a tener ambos
procesos. Cuando hacemos referencia a
oxidación,
cuando decimos que una molécula se
oxida, significa que perdió un electrón.
Y cuando hablamos de que una molécula se
reduce, que es un proceso de reducción,
significa que ganó un electrón.
Cuando nosotros ingerimos un alimento,
el carbono y el hidrógeno de estas
moléculas orgánicas que estamos
consumiendo tienen un nivel muy alto de
electrones,
tienen muchos electrones.
Eso quiere decir que están en su estado
más reducido, tienen más electrones.
A medida que nosotros vamos oxidando
esos carbonos y esos hidrógenos, van a
ir perdiendo electrones.
Sí.
Entonces, cuando nosotros terminamos
esta oxidación y nosotros tenemos
bióxido, carbono y agua, significa que
ese carbono y hidrógeno ya perdieron sus
electrones.
No se preocupen que esto cuando veamos
bien las vías energéticas se va a
comprender un poquito mejor.
Cuando nosotros hablamos de los procesos
de oxidación y de reducción, cuando vean
las vías energéticas, van a ver que
cuando se dan estos procesos también
está el hidrógeno. ¿Qué quiere decir
esto? que cuando una molécula toma un
electrón, gana un electrón,
también gana un hidrógeno.
Entonces, retomando la pregunta, ¿cómo
se va a oxidar una molécula orgánica? No
es únicamente en un paso, sino que son
varios pasos. Estos pasos están mediados
por moléculas orgánicas que se llaman
enzimas. ¿Sí? No es en un solo paso, hay
varios pasos que están mediados por esta
enzima, por estas enzimas que son
específicas.
¿Sí?
Cuando nos preguntamos qué es una
enzima, vamos a ver que son
catalizadores biológicos y que estos
catalizadores biológicos van a regular
la velocidad de las reacciones. ¿Qué
significa regular las velocidades de las
reacciones? que si nosotros tenemos una
reacción con enzimas presentes va a ser
más rápida que una reacción que no esté
mediada por una enzima.
Bien,
como recién estábamos viendo, ¿para qué
servido una enzima, estos catalizadores,
estas enzimas, la función específica que
tienen es de disminuir la energía de
activación de las reacciones.
y nosotros rebajamos esta energía de
activación que necesita las reacciones,
hace que la velocidad de la reacción sea
más rápida, que esta velocidad aumente
y la podemos ver en estos dos gráficos.
Acá a la izquierda tenemos lo que es una
reacción que no está catalizada, o sea,
que no hay presencia de enzimas.
Y acá a la derecha tenemos una reacción
catalizada que hay presencia de enzimas.
Si nosotros vemos acá los reactivos y
los productos,
por ejemplo, para que quede más claro,
los reactivos acá pueden ser el ATP,
una hidrólisis ATP, ATP más agua, que yo
quiero hidrolizarla, romperla para
utilizar la energía y tengo acá los
productos, que en este caso sería, por
ejemplo, el ADP, el fosfato y el fosfato
inorgánico. ¿Sí?
Para que esta reacción se dé, yo
necesito
una energía de activación.
En el caso de que no esté catalizada, de
que no haya presencia de enzimas, como
ustedes ven acá, esta energía es más
alta en comparación a la reacción que
está catalizada, que tiene la enzima.
¿Qué quiere decir esto? Porque cuando
nosotros tenemos enzimas, las reacciones
son más rápidas porque se necesita menor
energía de activación. Esa es la función
específica de las enzimas.
Y acá lo podemos ver. Cuando veamos los
sistemas energéticos, vamos a ver que
son cadenas enzimáticas. Las vías
energéticas son reacciones enzimáticas
unidas unas a la otra. son vías
enzimáticas.
Y en este caso, como vemos, vamos a
tener un sustrato inicial
que se va a ir transformando.
Si lo sustituimos, por ejemplo, en el
sustrato, puede ser una molécula
orgánica. Sí, por ejemplo, la glucosa.
Comenzamos con la glucosa, va a haber
una enzima específica para la glucosa,
se van a unir fuertemente
y este sustrato inicial se va a
transformar.
A esto le llamamos un primer
intermediario.
¿Qué sucede? La enzima uno no va a
actuar sobre este nuevo intermediario.
¿Por qué? Porque las enzimas son
específicas a su sustrato, hay una
enzima específica para cada reacción.
Este primer sustrato intermediario va a
haber otra enzima que es una enzima dos
y va a suceder lo mismo. Se van a unir
fuertemente
y se va a generar otro sustrato
intermediario
y así sucesivamente. Hay una enzima
número tres específica para este
intermediario hasta que nosotros
tenemos, por ejemplo, un producto final.
Y acá pueden suceder varias cosas. Por
ejemplo, este producto final
puede inhibir la vía.
¿Por qué? Si nosotros necesitamos un
producto final o llega a niveles que el
cuerpo
no puede sostener, esto después lo vamos
a ver con los niveles de acidez, por
ejemplo, en en el sistema glucolítico,
cuando ya hay mucha acumulación de este
producto final, ya esta vía se inhibe.
¿Para qué? Para no generar más producto
final.
Bien, dentro de estos procesos de
oxidación, reducción, de adición de
oxígeno, también vamos a ver lo que son
las reacciones catabólicas y anabólicas.
Esto va a estar vinculado a lo que es el
metabolismo del cuerpo, que si bien
recordamos el metabolismo son todas las
reacciones que suceden en el cuerpo y
estas las podíamos agrupar de dos