Lectura 1

En civilizaciones antiguas se le quiso dar una explicación a la energía que participa en los procesos vitales, por esto se hablaba de la "fuerza vital" la cual fue modificándose con el paso del tiempo.
El precursor de las ideas modernas sobre la energía fue Lavoisier las cuales, algunas siguen siendo vigentes.
En este texto se quisieron revisar los requerimientos de energía, su transformación y su uso en los procesos biológicos y en la vida diaria.



Conceptos generales



"Todos los seres vivos mantienen con el medio ambiente un desequilibrio que los aleja de la muerte. Sólo al morir se destruyen las barreras que separan unos compartimientos de otros."





La vida necesita una gran cantidad de energía; esto es obvio en el caso de algunos procesos donde implica el movimiento, pero en otros la energía también es necesaria, aunque no sea tan evidente como la digestión, el paso de sustancias de una célula a otra, etc. Pero, ¿de dónde viene la energía? Sabemos que proviene de la comida que consumimos pero en general, no se sabe cómo es que la aprovechamos y cómo se convierte en energía mecánica; o cómo la luz del sol es aprovechable por las plantas y animles.

Es importante definir algunos conceptos para entender mejor el tema.

1. La fuerza: es aquello capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo.

1. Trabajo y energía: son términos equivalentes. El trabajo resulta de aplicar una fuerza sobre un cuerpo y de producir su movimiento. La energía es la capacidad de hacer trabajo.


2. La potencia: es la capacidad de realizar cierto trabajo, en relación con el tiempo.

Las unidades que se emplean más comunmente para estos conceptos son el Joule y la caloría. La caloría es a cantidad de calor que se requiere para elevar en un grado la temperatura de un gramo de agua. El Joule es igual a poco más de cuatro calorías.

En qué se "utiliza" la energía

La primera ley de la termodinámica señala que la energía de un sistema no se crea ni se destruye, sino que se transforma. Hay diferentes tipos de energía como: energía química, eléctrica, mecánica, calorífica, entre muchas otras.

Los seres vivos transformamos la energía de diferentes maneras. Una de ellas es la capacidad para generar calor, éste es el resultado de la energía que se "libera" y se transforma en calor. Otra manera es la capacidad de transformar energía en movimiento, a fin de cuentas es la transformación de la energía química contenida en los enlaces moleculares de los alimentos, en energía mecánica, que es finalmente el movimiento. El funcionamiento de nuestros órganos internos tamibén necesitan de úna cierta cantidad de energía a pesar de que no haya un movimiento aparente. El sistema nervioso necesita una gran cantidad de energía para mantener la homeostasis dentro de cada organismo. El movimiento de sustancias a través de membranas también es una transformación de energía que no pecibimos facilmente, este proceso se realiza durante el aprovechamiento de sustancias durante la digestión, así como sus desechos. Una última transformación es la renovación de moléculas que nos constituyen, al romperlas, la energía química de sus enlaces se transforme en calor.

Fuentes de energía

La principal fuente de energía es el Sol, las plantas la utilizan para convertir la energía luminosa en energía química, (fundamentalmente glucosa y derivados de ella como proteínas, almidones, grasas,etc.) nosotros aprovechamos esta energía química al comerlas, y al respirar el producto de su proceso metabólico (oxígeno). Al alimentarnos, producimos una molécula conocida como la moneda energética(descubierta en 1933 por Fritz Lohman) , el ATP (Adenosín TriFosfato) que se utiliza en la mayoría de los procesos metabólicos y obtenemos energía de ella al romper los enlaces fosfato.

A finales del siglo XVIII Lavoisier observó que si se quemaba glucosa en presencia de aire, se producía calor y tradujo este proceso al metabolismo: donde se oxida la glucosa y se produce bióxido de carbono y agua.
Otra fuente importante de energía es el poder reductor el nicotín adenín dinucleótido(NAD-NADH, por su forma oxidada y reducida respectivamente) descubierto por Otto Wardburg.

En 1948 Schneider y Hogeboom hicieron experimentos con hígado para estudiar a las mitocondrias y la forma en que ellas producen ATP, es decir energía; también aislaron cloroplastos.

En 1961 Peter Mitchell integró los conocimientos que se habían acumulado para postular mecanismos generales, para dar orígen a la Teoría quimiosmótica donde habla del gradiente electroquímico presenta en la cadena respiratoria.