República Bolivariana de Venezuela.

Ministerio del Poder Popular Para la Educación Superior.

Instituto Universitario de Tecnología Readic UNIR.

INTEGRANTES:

Marisela Santeliz

Diana Villegas

Nelibel Salcedo

Meggy Rojas

Génesis Arteaga

BIOQUIMI

INTRODUCCION

El complejo sistema humano está compuesto por un conjunto de elementos

que unidos realizan las funciones vitales y mantienen en equilibrio el organismo,

uno de estos ciclos es el que se encarga de la administración de la energía, el

uso, la producción y la adquisición de los principales elementos energéticos

necesarios para realizar todas las actividades diarias.

Las fuentes de energía para nuestro organismo son muy variadas y

dependiendo de estas surge el proceso de transformación y asimilación. En la

presente investigación se trata la descripción de estos procesos y los factores que

intervienen en cada uno de ellos, se pretende describir como es el proceso de

transformación de la energía y los factores que contribuyen a conservar el

equilibrio de la misma en nuestro organismo.

INDICE

Principios de Bioenergética.

Sistema Redos.

Cadena Respiratoria.

Ciclo de Krebs.

AMP, ADP, ATP.

DESARROLLO

Principios de Bioenergética.

La Bioenergética es la ciencia que se encarga de estudiar las transformaciones energéticas en los sistemas vivientes. Es decir, del estudio, adquisición y aplicación de conocimientos relacionados a los cambios de energías que se asocian a las reacciones químicas que ocurren en el organismo humano. Algo, que está regido por ciertas leyes y principios termodinámicos. De ahí, que dicha rama sea también denominada Termodinámica Bioquímica. Es comprensible, que dicha rama científica sea imprescindible en el ámbito de la actividad física y el deporte, teniendo en cuenta que uno de los aspectos decisivos en la salud y el desempeño físico sistemático de los practicantes y atletas, radica en lograr alcanzar un eficiente aprovechamiento de los distintos sustratos energéticos que aparecen asociados a la biomasa; lo que implica convertir de forma eficaz la energía química almacenada en estos, en una energía aprovechable que se traducirá en la realización de trabajo biológico (mecánico o contráctil, por ejemplo). La Bioquímica, y la Bioenergética en particular, resultan ser portadoras de contenidos que resultan habitualmente complejos para profesores y estudiantes de la Educación Física. Muchas veces incluso, los que inician su estudio en carreras relacionadas a este perfil, minimizan su importancia teórico-práctica o suponen que podrían llegar a ser buenos atletas, entrenadores y profesionales de la pedagogía deportiva, sin una necesidad real de transitar por ellas. Algo, que sólo es verdaderamente superado durante su estudio progresivo y durante el desempeño práctico posterior. Todo ello, refuerza la importancia de perfeccionar y contextualizar más aún la enseñanza de las Ciencias Biológicas, a partir de una profundización científica en los contenidos temáticos.

Los organismos obtienen la energía de dos formas distintas que son denominadas: nutrición autótrofa y nutrición heterótrofa. La primera se refiere exclusivamente a los organismos autótrofos por excelencia ya que existen unos organismos como las sulfobacterias y las ferrobacterias que solo cumplen en transformar la materia mineral en orgánica, ya que la energía que utilizan no es la luminosa sino la química, y a estos se les denomina quimiocinteticos, con respecto a los organismos autótrofos por excelencia son los vegetales verdes o fotolitotrofos que realizan esta transformación de la materia inorgánica en orgánica gracias a le existencia de una función clorofílica ( fotosíntesis ). La nutricion heterótrofa por “excelencia”, ya que existe un organismo como las bacterias purpúreas que a pesar de tener carácter heterótrofo pueden utilizar la energía luminosa para transformar en materia propia los materiales orgánicos que toman

del medio, lo que les vale la denominación de fotoorganotrofos, en cuanto a la nutricion heterótrofa por excelencia o quimiorganotrofos todos los animales, los hongos y los protozoarias son capaces de trasformar la materia orgánica en materia propia pero no pueden sintetizarla a partir de su alimento.

Fuentes de energía 

Se consideran tres grupos, llamados principios inmediatos o macronutrientes: hidratos de carbono, lípidos y proteínas, estos contienen energía almacenada en sus enlaces atómicos. Varias reacciones anabólicas concentran la energía liberada por aquellos, en los enlaces de alta energía del ATP, los cuales a través de reacciones acopladas de oxidación-reducción en presencia de oxigeno, pueden liberar o almacenar energía.

Hidratos de carbono (Cn(H2O)n): su Principal función es proporcionar energía (ATP) aunque algunos carbohidratos forman parte del ADN, RNA de los capilares o del tejido nervioso (función plástico). Clasificación de los hidratos de carbono.

Simples: monosacáridos, dentro de estos glucosa, fructosa y galactosa, y los disacáridos más comunes son sacarosa (fructosa + glucosa), maltosa (glucosa + glucosa), lactosa ( glucosa + galactosa).

complejos o polisacáridos: almidón, molécula acumuladora en vegetales, dextrinas, glucógeno (unión de muchas glucosas).

Lípidos o grasas: son un grupo de diferentes moléculas complejas que son insolubles en agua y sí en disolventes orgánicos. son sustancias altamente energéticas, aportan ácidos grasos esenciales con importantes funciones en las membranas celulares y son vehículo de vitaminas liposolubles ( A, D, E, y K). Hay tres tipos:

Sencillas: son triglicéridos (C18H38O2, son moléculas de glicerol esterificado con tres ácidos grasos). Componen el 95% de las grasas de la dieta.

Compuestos: fosfolípidos ( fósforo más ácidos grasos), lipoproteínas (proteína más ácidos grasos).

Derivados: colesterol (esterol sin ácidos grasos). es un componente esencial de las membranas celulares, importante en la síntesis de ácidos biliares, hormonas suprarrenales y hormonas sexuales. Su exceso esta relacionado con arterioesclerosis ( endurecimiento de las arterias) y la ateromotosis (formación de placas en las arterias que pueden taponarlas o desprenderse y formar trombos).

Proteínas: son macromoléculas que contienen nitrógeno. Están integradas por cadenas de aminoácidos (aa) conocemos veintidós aminoácidos diferentes nueve son aminoácidos esenciales y trece son aminoácidos no esenciales. Las proteínas forman los componentes estructurales de las células y de las hormonas, enzimas yel sistema de defensa ( gammaglobulinas). Las proteínas de origen animal se llaman completas o de lto valor biológico porque contienen todos los aminoácidos esenciales (estos deben estar obligatoriamente en la dieta y en suficiente cantidad). Las proteínas de origen vegetal son incompletas con excepción de la proteína de soja. a las proteínas de origen vegetal suele faltarle un aminoácido esencial, llamado aminoácido limitante, por ello hay que combinarlas bien.

Para finalizar podemos decir que las reservas energéticas son indispensables para la realización de actividades físicas y constituyen el factor bioquímico más importante que limita la capacidad de trabajo del organismo. Los mecanismos energéticos actúan de forma simultánea durante la realización de ejercicios físicos, prevaleciendo unos sobre los otros en dependencia de la intensidad y duración de la práctica que se realiza.

Sistema Redox.

Se denomina reacción de reducción-oxidación, de óxido-reducción o, simplemente, reacción redox, a toda reacción química en la que uno o más electrones  se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación.

Para que exista una reacción de reducción-oxidación, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones, y otro que los acepte:

El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir, siendo oxidado.

El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido.

Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio, se convierte en un elemento oxidado, y la relación que guarda con su precursor queda establecida mediante lo que se llama un «par redox». Análogamente, se dice que, cuando un elemento químico capta electrones del medio, este se convierte en un elemento reducido, e igualmente forma un par redox con su precursor oxidado. Cuando una especie puede oxidarse, y a la vez reducirse, se le denomina anfolito, y al proceso de la oxidación-reducción de esta especie se le llama anfolización.

Las reacciones redox son reacciones químicas en las cuales los electrones

son transferidos desde una molécula donadora hacia una molécula aceptora. La

fuerza que conduce a esta clase de reacciones es la energía libre de Gibbs de los

reactivos y los productos. La energía libre de Gibbs es la energía disponible para

realizar un trabajo. Ninguna reacción que incremente la energía libre de Gibbs

total de un sistema se realizará de forma espontánea.

La transferencia de electrones desde moléculas altamente energéticas

(donadoras) hacia moléculas de bajo poder energético (aceptoras) puede ser

espaciado en una serie de reacciones redox intermediarias, que en definitiva

forman una cadena de transporte. El hecho de que estas reacciones sean

termodinámicamente posibles no significa que puedan ocurrir; por ejemplo una

mezcla de hidrógeno y oxígeno no entra en ignición de forma espontánea, se

requiere suplementar cierta energía de activación o bajar la energía de activación

de la reacción. Los sistemas biológicos usan estructuras complejas que reducen la

energía de activación de las reacciones bioquímicas.

En el metabolismo de todos los seres vivos, los procesos redox tienen una importancia capital, ya que están involucrados en la cadena de reacciones químicas de la fotosíntesis y de la respiración aeróbica. En ambas reacciones existe una cadena transportadora de electrones formada por una serie de complejos enzimáticos, entre los que destacan los citocromos; estos complejos enzimáticos aceptan (se reducen) y ceden (se oxidan) pares de electrones de una manera secuencial, de tal manera que el primero cede electrones al segundo, éste al tercero, etc., hasta un aceptor final que se reduce definitivamente; durante su viaje, los electrones van liberando energía que se aprovecha para sintetizar enlaces de alta energía en forma de ATP.

Otro tipo de reacción redox fundamental en los procesos metabólicos son las deshidrogenaciones, en las cuales un enzima (deshidrogenasa) arranca un par de átomos de hidrógeno a un sustrato; dado que el átomo de hidrógeno consta de un protón y un electrón, dicho sustrato se oxida (ya que pierde electrones). Dichos electrones son captados por moléculas especializadas, principalmente las coenzimas NAD+ , NADP+  y  FAD  que al ganar electrones se reducen, y los conducen a las cadenas transportadoras de electrones antes mencionadas.

El metabolismo implica cientos de reacciones redox. Así, el catabolismo lo constituyen reacciones en que los sustratos se oxidan y las coenzimas se reducen. Por el contrario, las reacciones del anabolismo son reacciones en que los sustratos se reducen y las coenzimas se oxidan. En su conjunto, catabolismo y anabolismo constituyen el metabolismo.

Cadena Respiratoria.

La cadena de transporte de electrones es una serie de mecanismos de electrones que se encuentran en la membrana plasmática de bacterias, en la membrana interna mitocondrial o en las membranas tilacoidales, que mediante reacciones bioquímicas producen trifosfato de adenosina (ATP), que es el compuesto energético que utilizan los seres vivos. Sólo dos fuentes de energía son utilizadas por los organismos vivos: reacciones de reducción-oxidación) y la luz solar (fotosíntesis). Los organismos que utilizan las reacciones redox para producir ATP se les conoce con el nombre de quimioautótrofos, mientras que los que utilizan la luz solar para tal evento se les conoce por el nombre de fotoautótrofos. Ambos tipos de organismos utilizan sus cadenas de transporte de electrones para convertir la energía en ATP.

La misión de la cadena transportadora de electrones es la de crear

un gradiente electroquímico que se utiliza para la síntesis de ATP. Dicho gradiente

electroquímico se consigue mediante el flujo de electrones entre diversas

sustancias de esta cadena que favorecen en último caso la translocación de

protones que generan el gradiente anteriormente mencionado. De esta forma

podemos deducir la existencia de tres procesos totalmente dependientes:

Un flujo de electrones desde sustancias individuales.

Un uso de la energía desprendida de ese flujo de electrones que se utiliza para

la translocación de protones en contra de gradiente, por lo que

energéticamente estamos hablando de un proceso desfavorable.

Un uso de ese gradiente electroquímico para la formación de ATP mediante un

proceso favorable desde un punto de vista energético.

Ciclo de Krebs.

El ciclo de Krebs (conocido también como ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo del ácido cítrico) es un ciclo metabólico de importancia fundamental en todas las células que utilizan oxígeno durante el proceso de respiración celular. En estos organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es el anillo de conjunción de las rutas metabólicas responsables de la degradación y desasimilación de los carbohidratos, las grasas y las proteínas en anhídrido carbónico y agua, con la formación de energía química.

El ciclo de Krebs es una ruta metabólica anfibólica, ya que participa tanto en procesos catabólicos como anabólicos. Este ciclo proporciona muchos precursores para la producción de algunos aminoácidos, como por ejemplo el cetoglutarato y el oxalacetato, así como otras moléculas fundamentales para la célula. 

El ciclo toma su nombre en honor del científico anglo-alemán Hans Adolf Krebs, que propuso en 1937 los elementos clave de la ruta metabólica. Por este descubrimiento recibió en 1953 el Premio Nobel de Medicina. 

AMP (Adenosin Monofosfato)

Nucleótido formado por un radical de ácido fosfórico que va unido al nucleósido adenosina, el cual contiene ribosa como azúcar. La unión se produce mediante un enlace éster de la molécula de ácido fosfórico con el grupo -OH del carbono en posición 5′ de la ribosa.

El AMP desempeña un papel importante en el metabolismo energético; por reacción enzimática forma enlaces con otros grupos fosfato, enlaces de alto contenido energético, transformándose en adenosín difosfato (ADP), al integrar una molécula de ácido fosfórico, y adenosín trifosfato (ATP), cuando se integran dos. Estas moléculas ponen a disposición de las células la energía que llevan almacenada en sus enlaces.

Si en la molécula de AMP se establece un segundo enlace éster con el -OH en posición 3′ se forma un puente intramolecular que da lugar al AMP cíclico o Adenosina 3′, 5′-monofosfato (AMPc o cAMP). El ATP se puede convertir a AMPc por la acción de la enzima adenilato ciclasa. Esta molécula cumple importantes funciones biológicas.

Funciones biológicas del AMPc

Una de las funciones más importantes que el AMPc realiza en las células eucarióticas es la activación de una proteína quinasa dependiente de AMPc, que cataliza la transferencia de un grupo fosforilo desde el ATP a una proteína determinada, la cual, si es una enzima, puede aumentar o disminuir su actividad. El AMPc funciona como un segundo mensajero entre moléculas extracelulares y portadoras de información, del tipo hormonas, neurotransmisores, prostaglandinas, etc. (que son los primeros mensajeros) y el interior de la célula.

El AMPc está implicado, por tanto, en una variedad de respuestas metabólicas o fisiológicas, tales como la apertura de canales iónicos, estimulación

de la división celular mitosis, ingestión de sustancias al interior de la célula por endocitosis, movimientos quimiotácticos e incremento de la síntesis o de la actividad de enzimas que participan, por ejemplo, en la degradación del glucógeno (glucógeno fosforilasa) (ver glucogenolisis), de los triglicéridos, en el aumento del latido del corazón, o en la relajación del músculo liso.

Los efectos del AMPc son a su vez regulados por la acción de una enzima fosfodiesterasa de AMPc, la cual hidroliza AMPc a AMP. Muchos de los efectos del AMPc están mediados por los cambios en la concentración de iones calcio.

ADP (Adenosin Difosfato)

Es un nucleótido difosfato, es decir, un compuesto químico formado por

un nucleósido y dos radicales fosfato unidos entre sí. En este caso el nucleósido lo

componen una base púrica, la adenina, y un azúcar del tipo pentosa que es

la ribosa.

Se puede considerar como la parte sin fosforilar del ATP. Se produce ADP

cuando hay alguna descarboxilación en algunos de los compuestos de

la glucólisis en el ciclo de Krebs.

El ADP es almacenado en los densos gránulos de las plaquetas, y es

movilizado por la activación plaquetaria. El ADP interactúa con la familia de los

receptores ADP que se encuentran en las plaquetas (P2Y1, P2Y12 y P2X1),

dirigiendo más activación de plaquetas. El ADP en la sangre es convertido

en adenosina por la acción de ecto-ADPasas, y así inhibiendo más activación

plaquetaria vía receptor de adenosina. La droga antiplaquetaria Plavix

(clopidogrel) inhibe al receptor P2Y12.

ATP. (Adenosín Trifosfato)

Es un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular. Está formado por una base nitrogenada (adenina) unida al carbono 1 de un azúcar de tipo pentosa, laribosa, que en su carbono 5 tiene enlazados tres grupos fosfato. Es la principal fuente de energía para la mayoría de las funciones celulares.

Se produce durante la fotorrespiración y la respiración celular atra ves de los poros de los dinosaurios, y es consumido por muchas enzimas en la catálisis de numerosos procesos químicos. Su fórmula molecular es C10H16N5O13P3.

El trifosfato de adenosina (ATP) o adenosín trifosfato es una molécula que consta de una purina (adenina), un azúcar (ribosa), y tres grupos fosfato. Gran

cantidad de energía para las funciones biológicas se almacena en los enlaces de alta energía que unen los grupos fosfato y se liberan cuando uno o dos de los fosfatos se separan de las moléculas de ATP. El compuesto resultante de la pérdida de un fosfato se llama difosfato de adenosina, adenosín difosfato o ADP; si se pierden dos se llama monofosfato de adenosina, adenosín monofosfato o AMP, respectivamente.

Conclusión.

Luego del análisis de los procesos energéticos del ser humano, es

importante resaltar que cada uno de estos procesos juega un papel fundamental

en el desarrollo y mantenimiento de la estabilidad de cada una de las células que

componen nuestro cuerpo. Estos procesos químicos dependen de diversas

condiciones y factores externos como son la alimentación y la capacidad de las

células para la transformación de alimentos en energía aprovechable, de esto

depende la salud de los organismos y la capacidad que pueda tener una célula

para realizar plenamente sus funciones.

Por tal motivo es recomendable cuidar la alimentación de nuestro cuerpo

para mantener el equilibrio sistemático de la transformación de energía y permitir a

la célula realizar todas sus funciones vitales.

Anexos