TERMODINÁMICA METABÓLICA

Estudia los cambios de energía que hay en las reacciones bioquímicas.
Los sistemas biológicos necesitan energía para realizar sus procesos vivos, como en los humanos que obtenemos la energía que necesitamos a partir de los alimentos, la falta de esta energía se ve reflejada en una mala dieta o una dieta pobre y por el contrario el exeso de esta energía se ve reflejado en la obesidad, ambos extremos llevan a enfermedades.
La energía libre es la energía útil en un sistema.

LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA:
1.La energía total de un sistema, permanece constante, no se crea ni se destruye, puede ser transformada de una forma a otra.
2. Para que un proceso ocurra de manera espontanea se necesita que la entropia (desorden) aumente, alcanzando su tope máximo cuando alcanza el equilibrio (exergónica).
Si el cambio de enregía libre es negativo, la reacción ocurre expontaneamente perdiendo energía, pero por el contrario si el cambio de energía libre es positiva la reacción necesita energía (endergónica).

Los procesos endegónicos y exergónicos van acoplados ya que mientras uno libera energía en su reacción el otro a provecha esa energía liberada para su reacción.
La reacción exergónica recibe el nombre de catabolismo (desintegrar, oxidar moléculas) y la reacción endergónica reciben el nombre de anabolismo (síntesis o formación de moléculas orgánicas); ambos procesos constituyen el metabolismo. Hay un vinculo intermediario que controla estos dos procesos evitando que un organismo se consuma fuera de control.

Las celulas utilizan el ATP (trifosfato de adenosin) para capturar, transferir y almacenar la energía que necesitan para realizar su función.

Toda esta energía con sus procesos anterior mente expuesta se produce en la mitocondrira: Todas las mitocondrias tienen doble membrana, una externa que es permeable a muchos compuestos y tiene casi el triple de fosfolípidos que la membrana interna y otra interna la cual se extiende por la matriz formando crestas.
El 4% de las proteinas totales de la mitocondria se encuentran en la membrana externa, el 21% en la interna y el 67% en la matriz mitocondrial la cual también contiene el DNA mitocondrial.

Hay tres fuentes que participan en la conservación o captación de energía.

1. GLICÓLISIS: Es la conversión de glucosa en ácido láctico implica 10 reacciones. Estas se dividen en dos grupos. Este ciclo es anaerobico y ocurre en el citoplasma, la producción de energía es de un 5% ATP, y funciona más rapido que los otros dos ciclos.

Las primeras 4 requieren gasto de energía en las cuales la glucosa es fosforilada y convertida en D-gliceraldehído-3-fosfato.
En estas reacciones participan las enzimas hexocinasa, glucocinasa, fosfohexoisoerasas, fosfofructocinasa, aldosa.
Si las células fueran incapaces de convertir la glucosa en gliceraldehido-3-fosfato, la mitad de la molécula de glucosa se acumularía en la célula ocmo cetosa fosfato o sería utilizada por otras reacciones, la triosa fosfato isomerasa es la que se encarga de resolver este problema ya que cataliza la conversión de estas dos triosas y permite el metabolismo de los seis átomos de carbono de la glucosa.

La segunda etapa es la fase productora de energía:  Estas reacciones son catalizadas por las enzimas gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa, fosfogliceril cinasa, fosfogliceril mutasa, pirúvico cinasa, láctico deshidrogenasa.

2. EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO (DE KREBS): Es el ciclo que le sigue a la glucólisis, y es la vía común final para la oxidación de carbohidratos, lípidos y proteínas ya que todos estos se metabolizan hacia acetil-CoA.
Este ciclo proporciona sustrato NADH, FADH para la cadena respiratoria.
En el siguiente video se explica detalladamente su proceso.
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3. FOSFORILACIÓN OXIDATIVA: El ciclo de Krebs es seguido por la fosforilación oxidativa, en este proceso se extrae la energía en forma de electrones de alto potencial de las moléculas  NADH Y FADH, generando NAD Y FAD. Los electrones transferidos a moléculas O2, dando como resultado H2O. Esta transferencia se realiza  traves de una cadena transportadora de electrones que aprovecha esta energía de los electrones para bombear protones al espacio intermembranal de la mitocondría, esto genera un gradiente de electrones H+ que es utilizado para sintetizar ATP por medio del complejo V (enzima de ATP sintasa), por lo que el ciclo de Krebs no utiliza oxigeno, pero lo requiere al estar acoplado a la fosforilación oxidativa.

Los dos ultimos ciclos son aerobicos y ocurren en las mitocondrias, la producción de energía es de 95% ATP, y es mayor la oxidación.
(VIDEO)


ARTÍCULOS:

Participación de la mitocondria en el desarrollo de estrés oxidativo en la obesidad 
http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=57630304
En este artículo hay muchas referencias bibliográficas y no las pude ver todas esta me parece interesante ya que habla sobre un estudio que hicieron con ratones obesos, aunque solo pude leer lo poco que trae la referencia por que el estudio esta en una revista de pago. (Mitochondrial adaptations to obesity-related oxidant stress. Yang S, Zhu H, Li Y, Lin H, Gabrelson K, Trush MA, Diehl AM).


Descubren que la membrana mitocondrial juega un papel clave en la apoptosis (muerte celular) http://www.quimica.es/noticias/es/108151/

Las mitocondrias en la transformación celular del epitelio mamario 
http://www.revistasochog.cl/articulos/ver/85



BIBLIOGRAFIA:

COON, Eric E. STUMPF, Paul K. BRUENING, George. DOI, Roy H. BIOQUÍMICA FUNDAMENTAL: Glicólisis. 4ed. México. LIMUSA S.A. 2004. 365p.

MURRAY, Robert K. et al. HARPER. BIOQUÍMICA ILUSTRADA. Bioenergética: La función de ATP. Oxidación biológica. Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa. 28a ed. México. Mc Graw Hill. 2009. 92-111p.