Los sistemas vivientes, NO están en equilibrio. Por el contrario, necesitan un flujo
continuo de energía libre (indicador
de la espontaneidad a temperatura y presión constante de un proceso) para
mantener en orden un universo interno propenso a maximizar el desorden ( DG = DH - DTS ).
El metabolismo
es el conjunto de procesos a través de los cuales los sistemas vivientes
adquieren y utilizan la energía libre que necesitan para llevar a cabo sus
funciones (crecimiento, reproducción, etc.).
Los seres vivos, acoplan las reacciones exergónicas (proceso espontáneo, DG negativo) de la oxidación de los
nutrientes a los procesos endergónicos
(no espontáneo, DG positivo), requeridos para mantenerse en el estado viviente (trabajo mecánico,
transporte activo de moléculas en contra de gradientes de concentración,
biosíntesis de moléculas complejas, bioluminiscencia, etc.).
¿Cómo
adquieren la energía libre necesaria para estos procesos? Y ¿Cuál es la
naturaleza de los procesos que acoplan energía?
1.
Fototrófos (autótrofos): (plantas, algunas
bacterias y protozoarios)® a partir de
la luz solar.
Fotosíntesis:
CO2 + H2O ® Carbohidratos
+ O2
2.
Quimiótrofos
(heterótrofos): (animales, hongos,
algunas bacterias y protozoarios)
Oxidan
(combustión en presencia de O2) compuestos orgánicos (carbohidratos,
lípidos y proteínas).
Esta energía
libre es a menudo acoplada a reacciones endergónicas
a través de la síntesis de intermediarios de alta energía, que en su mayoría
son compuestos fosfatados como el adenosín trifosfato (ATP: moneda energética).
Los nutrientes
asimilados son completamente oxidados -en una serie de reacciones metabólicas-
a intermediarios comunes que son usados como precursores en la síntesis de
otras moléculas biológicas.
Una propiedad
importante de los sistemas vivientes, es que haciendo a un lado la complejidad
de sus procesos internos, siempre mantienen un estado estacionario. Por
ejemplo, se ha demostrado (después de observación por 40 años) que un adulto
normal consume literalmente toneladas de nutrientes y bebe por arriba de 20,000
L de agua, lo cual realiza sin un cambio de peso significativo. Este estado
estacionario es mantenido por un sofisticado grupo de controles metabólicos.
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Última
actualización: 09 de Octubre de 2003
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