BioenergéticaIntrodução Entende-se que as funções vitais não existiriam sem a ação da BIOENERGIA (esta estudada a fundo pela bioenergética), posto que, sem energia não há vida, e sem o estudo da bioenergética não há como entender como a energia é utilizada pelos organismos vivos. A BIOENERGÉTICA A bioenergética retrata a bioenergia e suas transformações ligadas aos fenômenos biológicos, utilizando-se de leis e princípios físicos da termodinâmica aplicados aos seres vivos. Ela preside a todas as manifestações vitais, tudo que exprime trabalho só pode ser realizado mediante as transformações energéticas. Nos seres vivos estas transformações são provenientes da degradação metabólica de principalmente carboidratos e gorduras. Os carboidratos são metabolizados pela glicolise e pelo ciclo de Krebs e as gorduras apenas pelo ciclo de Krebs. FONTES DE ENERGIA Por leis físicas a energia não pode ser criada, apenas transformada, sem ela não a realização de trabalho, ou seja, supondo que uma célula não tenha energia, esta perde suas funções vitais ocasionando a sua morte. Várias são as fontes de energia, dentre elas se destacam: SUBSTÂNCIA Fosfomol - Piruvato 1-3 Difosfato Glicerato Acétil coenzima A Fosfocreatina Adenozina trifosfato (ATP) Adenosina difosfato (ADP) D - glicose – frutosídio Glicolise - 1PO4 Frutose 6PO4 Glicose 6PO4 3 - Fosfo-glicerato KCAL/mol 15.960 15.060 12.000 11.800 10.460 8.600 6.570 4.900 3.000 3.000 3.000 1 A maioria das reações biológicas ocorre com pressão constante. 2 . formando com o ADP um sistema importantíssimo no transporte e armazenamento de energia. este é produzido por três processos comuns "produtores" de energia para a elaboração da mesma: 1.O sistema aeróbico. O que significa dizer que ao final de cada ciclo ou operação vital. e sua representação é feita com o sinal positivo (+). C6H12 O6 + 6O2 ⇒ 6CO2 +∆H= -637 Kcal/mol Ao contrário a transformação é endergônica ou a reação é endotermica. As trocas e transformações energéticas são regidas pelos três princípios da termodinâmica. e que operam com transformações cíclicas. de reação. apresentam-se sob o ponto de vista termodinâmico como sistema aberto. ∆H. de hidrólise. encontradas nos diferentes ciclos metabólicos como por exemplo o da uréia. No ciclo de Krebs os três processos aparecem de uma maneira geral. O ATP é sem dúvida a mais importante molécula fornecedora de energia. 3. energia luminosa (aparelho visual) em elétrica (estímulo nervoso através do nervo óptico). como por exemplo na combustão da glicose. é irreversível. quando permite troca de energia como o meio envolvente.O sistema ATP-PC ou sistema de FOSFOGÊNIO. realizando as interações moleculares na obtenção das mais diferentes e profundas funções biológicas. e a quantidade de energia é designada por variação de entalpia. Quando o volume é constante diz-se que a transformação é exergônia. o calor liberado é dito de combustão. ASPECTOS BIOFÍSICOS DA BIOENERGÉTICA. Em todos os seres vivos organizados podem ser identificadas as transformações energéticas. já que os estágios inicial e final são iguais e os estágios termodinâmicos num sentido e no outro da evolução não foram os mesmos. então por convenção a variação de entalpia é representada pelo sinal negativo (-). portanto não espontânea. 2. o organismo encontra-se nas mesmas condições termodinâmicas para repeti-lo. os quais presidem os fenômenos da vida. onde o estado inicial e final são os mesmos. estabelece as condições de indestrutibilidade e impossibilidade de criação de energia. exotérmica e por isso espontânea. e que qualquer tipo de energia pode apenas ser transformada. a energia química (alimentos) transformando-se em energia de calor (elevação térmica). 1º Princípio o de Meyer (ENTALPIA). A energia liberada pela desintegração das substâncias alimentares. o de Krebs e até nos mais especializados como da rodopsina. a energia mecânica (contração muscular) em calor (elevação de temperatura) e eletricidade (bioeletrogênese).Glicólise anaeróbica. De acordo com o tipo de reação. Os seres vivos em condições normais. e a energia liberada quando a PC é desfeita são utilizadas para refazer a molécula de ATP.Essas moléculas fornecedoras de energia trabalham associadas a enzimas. acética (vinagre) ou láctica. Os gastos efetuados pelo organismo para o funcionamento de seus órgãos são reparados através da ingestão de alimentos. este princípio estabelece as condições necessárias para que uma transformação possa se realizar e as conseqüências que venham a ocorrer.Na liberação de energia contida nos alimentos. A entropia se manifesta com diferentes tendências ao longo de ciclo vital. o de Wernst (ORDEM E DESORDEM). NH3. ocorre no interior das mitocôndrias a formação de 36 moléculas de ATP. Todas as transformações energéticas que ocorrem no ser vivo simbolizam a própria vida. onde sempre há utilização de energia. já no catabolismo. de modo que não haverá transporte de material para a dentro ou para fora da célula se não houver uma diferença de concentração entre os meios. onde o grau de concentração influi no sentido do ciclo. No anabolismo há o armazenamento de energia tendo uma entropia negativa.Por processo de difusão ou osmose. A natureza utiliza moléculas tradutoras. Qualquer um desses dois aspectos implica na existência de uma fonte rica e outra pobre de energia. Ainda podendo ser distinguida como forma de energia a energia de concentração (difusão por osmose). com o mínimo de perda energética e com o máximo de rendimento. ocorre no hialoplasma a fase anaeróbica (glicólise) formando 2 moléculas de ATP.energia elétrica (estímulo nervoso) em energia mecânica (contração muscular). HNO2.Processo através do qual o ser autótrofo obtém energia por oxidação de várias substâncias: H2S. 3 . onde o gasto de energia é maior que a receita. tendo sempre um equilíbrio entre a energia obtida dos alimentos e o trabalho realizado pelo organismo. Todo organismo vivo se empenha em manter sua energia interna e. então chamamos a diferença de energia disponível para o trabalho (transporte) de energia livre. sua entalpia constante. 3º Principio. transportadoras e transformadoras de energia. energia mental (cálculos e pensamentos) em energia elétrica (ondas encefalográficas). •Respiração . •Fermentação – É a liberação de energia dos alimentos na ausência de oxigênio. Podendo ser alcoólica. a entropia é positiva. ressalta principalmente o valor das estruturas na utilização da energia para que ocorram extensas e intensas transformações bioenergéticas. APLICAÇÕES DA BIOENERGÉTICA Nota-se às aplicações da bioenergética no estudo de ciclos biológicos. melhor ainda. Fundamentalmente toda evolução termodinâmica exige que haja um transporte ou transformação de energia. energia sonora (audição) em energia elétrica (exitação do cóclea). alguns ciclos são: •Transporte através de membranas . através das mitocôndrias. no estágio há um equilíbrio no gasto de energia e entropia nula. e na fase aeróbica (Ciclo de Krebs + cadeia respiratória). 2º Princípio ou Princípio de Carnot (ENTROPIA). exigindo necessariamente uma fonte rica e outra pobre em energia. Fe++ dentre outras. H2O. •Quimiossíntese . utilizando-se da luz sintetiza açúcares. Assim o estudo aprofundado da mesma através da bioenergética. ficou evidente que a bioenergia tem. o ser autótrofo. lipídios e proteínas. graças a presença do pigmento verde.Processo pelo qual. 6CO2 +12H2O + ENERGIA ⇒ C6H12O6 +6O2 + 6H2O CONCLUSÃO Ao término deste. clorofila. 4 . contido nos plastos. demonstra quanto se pode ganhar com o maior conhecimento das propriedades físicas que fazem com que a energia "movimente" a vida. fundamental importância para a estabilidade e funcionalidade dos sistemas vivos.SUBSTÂNCIAS + O2 ⇒ PRODUTOS + ENERGIA QUÍMICA •Fotossíntese .