BIOENERGÉTICA

BIOENERGÉTICA

El estudio de las trasformaciones de la energía de los organismos vivientes  se denomina bioenergética.

A nivel biológico se pueden distinguir tres tipos importantes de transformaciones de la energía:

- La primera consiste en la energía radiante de la luz solar que es capturada por la clorofila, que es un pigmento verde presente en las plantas verdes, y es transformada por el proceso de fotosíntesis en energía química. Con esta energía se sintetiza carbohidratos y otras moléculas complejas a partir del bióxido de carbono y agua. La energía radiante de la luz solar, que es una forma de energía cinética, se transforma en un tipo de energía potencial. La energía química es almacenada en las moléculas de carbohidratos y otros alimentos.

- El segundo es la energía química de los carbohidratos y otras moléculas que se transforma por un proceso llamado respiración celular en energía biológicamente útil de enlaces fosfato ricos en energía; este proceso ocurre en la mitocondria. 

- El tercer tipo de transformación de la energía se produce cuando la energía química de los enlaces fosfato ricos en energía es utilizada por las células para hacer trabajo, como por ejemplo el trabajo mecánico de la contracción muscular, el trabajo eléctrico para conducir un impulso nervioso o el trabajo químico para sintetizar moléculas para el crecimiento, entre otros.

Luego de estas transformaciones, la energía pasa al medio ambiente en forma de calor. 

Las plantas y los animales en su complejidad celular, han creado ciertos transductores de energía que tienen mucha eficacia, como son los cloroplastos y las mitocondrias, que efectúan este proceso junto con eficaces mecanismos de control  para regular transductores y permitir a las células adaptarse a las condiciones ambientales.

En el plano de la física, la energía y sus transformaciones es tratado por la termodinámica, cual consta de principios básicos universalmente aplicables a los procesos químicos, ya sea en sistemas vivientes o no.

Cuando hay condiciones experimentalmente controladas, la cantidad de energía que entra en un sistema y el que sale de él puede medirse y compararse. Así, la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma de una forma a otra. Expresión mencionada por la primera ley de la termodinámica, cual es llamada ley de la conservación de la energía.

Cuando un sistema experimenta un cambio desde su estado inicial hasta su estado final, puede absorber energía del medio circundante o liberar energía a este medio. La diferencia en el contenido de la energía del sistema en su estado inicial y su estado final debe ser exactamente igual a un cambio correspondiente en el contenido energético del medio circundante.

Hay otras formas de energía que pueden convertirse en calor y medirse por su efecto, al elevar la temperatura del agua.

Cabe destacar que casi todos los fenómenos físicos o químicos van acompañados de una producción de calor o absorción de éste.  En el caso de un proceso con liberación de calor, se le denomina exotérmico; por otro lado cuando absorbe calor se llama endotérmico.

A la segunda ley de la termodinámica se le puede expresar como "aumenta la entropía del universo". También se puede expresar la segunda ley de la termodinámica como "los procesos físicos y químicos se efectúa de tal modo que la entropía del sistema se convierte en máxima". Pero ¿Qué es la entropía?. La entropía es una medida del desorden o también llamado aleatoriedad.

La pérdida de calor incrementa la entropía del medio circundante, puesto que en las transformaciones de la energía hay una pérdida de calor y el calor pone el movimiento de las moléculas al azar. Sin embargo los organismos vivientes poseen células con una complejidad y alta organización, lo que contrapone a la entropía, que es una medida de desorden, y la poca entropía de las células se preserva aumentando la entropía en el medio circundante.