BIOENERGETICAProfa. Maritza Romero BarriosBIOENERGETICADisciplina cientfica que estudia en los seres vivos, todo lo relativo alas transformaciones de la energa, su transferencia y los mecanismosreguladores implicadas en ellaLa bioenergtica o termodinmica bioqumica es el estudio de loscambios de energa que ocurren en las reacciones bioqumicasBIOENERGETICAEstudio de la transferencia de energa utilizando mtodosfisicoqumicosEstudio de la generacin y utilizacin de ATPGeneracin ybiolgicosutilizacindeenergaqumicaensistemasPlantasRespiracin(Mitocondrial)Trabajo biolgicoProtenasEnergasolarFotosntesisCO2 + H2O O2 + C6H12O6CarbohidratosO2R (MATPContraccin Transporte Ensamble de mecnica de solutos biomolculas (Msculo) (Grasa, Prot,Carb) ADPGrasasPor qu interesa su estudio ennutricin animal?Conocer el metabolismo energticoPredecir la demanda de energa del organismo animalConocer la capacidad de los alimentos para satisfacer losrequerimientos eficientementeBIOENERGETICAOrganismos vivos difiere de Complejidad molecular Ordenacin estructuralmateria inerteBIOENERGETICANUTRICINANIMALORGANISMOANIMALCalora: cantidad de calor necesario para aumentar la T de 1 g de agua de14-5 a 15.5 C1 calora = cal1000 c = 1 Kcal106 c = 1000 Kcal o 1 McalJoule: Energa necesaria para acelerar un 1 g, a 1 cm/s1 calora= 4.184 joulesFunciones del metabolismoObtener energa qumica de las molculas combustibles o de la luz solarConservar los principios nutritivos exgenos en sillaresconstruccin o precursores de los componentes macromoleculares de la cluladeEnsamblar estos componentes para formar prot.,Nucleicos y otros compuestos celulares.ac.Formar y degradar biomolculas necesarias parafunciones especializadas de la clulalasReaccionesdelmetabolismoAnablicas (Sntesis)Acumula energaE es positivoFormacin de estructuras complejasNo son espontneasCatablicas (Degradacin)Liberan energaE es negativoFormacin de estructuras simplesPueden ocurrir espontneamente con ayudade catalizador inicialQu estudia el metabolismoenergtico?Ingestin calrica en los alimentosRegulaciones metablicasProcesos oxidativos que permiten eluso deenergaSntesis metablica de reserva de energaFijacin de energa en el organismoPrdidas como energa calricaMetabolismoenergticoEnfoquesEmprico o descriptivoRelacin entre Energa consumida y retenida por el animalObjetivo: Predecir la respuesta animalAnlisis fisiolgico y bioqumico del metabolismoEnsayos de calormetriaClasificacin metablica de los organismosTipo de organismoFuente deCarbonoFuente de energaDadores electrnicosEjemplosFotolitotrofosCO2LuzCompuestosorgnicosClulas verdes de plantas superiores, algas cianofceas, bacterias fotosintticasFotoorganotrofosCompuestos orgnicosLuzCompuestos orgnicosBacterias prpuras no sulfatadasQuimiolitotrofosCO2ReaccionesoxidorreduccinCompuestos inorgnicos H2, S, H2S, NH3H, S, Fe y bacteriasdesnitrificantesQuimiorganotrofosCompuestos orgnicosReacciones oxidorreduccinCompuestos orgnicosTodos los animales superiores, microorganismos, clulas vegetales no fotosintticasLeyes de termodinmicaLa energa no se crea niotrase destruye, se transforma enTodas las formas de energa pueden ser convertidascuantitativamente en calorEl calor generado en una transformacin neta esindependiente de la va seguida para la conversinPrimera ley de la termodinmicaLos seres vivos son sistemas abiertos que intercambian materia y energa con elambiente.Los organismos oxidan carbohidratos y convierten la energa almacenada en losenlaces qumicos en otras formas de energa:Oxidacin de la glucosa:+ 6O2 6CO2 + 6H2O + ATP + CalorC6H12O6Primera leydetermodinmicaLa energa no puede ser destruida ni creadaMateriaEnergaE= q + wE= q - wE: Incremento energtico en un puntoq: Energa absorbida o utilizadaw: Trabajo utilizado (+) o excedido (-)del sistemaEntalpa-H representa la medida del cambio de energa que ocurre en unproceso a presin constante:H = E + PVH = E + PVEl cambio de entalpa depende nicamentefinal de la reaccin.del estado inicial yA volumen constante:H = ESi el sistema es una reaccin qumica la entalpa es el calor dereaccin a presin constante- H > 0 Reaccin endotrmica- H < 0 Reaccin exotrmicaEficienciaenergticadelosprocesosdesntesis en animalesmonogastricosSntesisEficiencia energtica*GrasaGrasa del alimentoGlucosaProtena90 9875 8050 - 60Grasa corporalCarbohidratosAc. LcticoGlucosaGlucosaGlucosaGlucgenoLactosa929494ProtenaAminocidosProtena67*(Valor calrico del producto formado)/(Valor calrico de los precursores de la sntesis)EquivalentecalricoparaobtenerATPporoxidacin * kJ por 100 g + mol ATP /mol AA (peso molecular aprox. 100)NutrienteCalor de combustin (kJ)mol)ATP por mol de nutrienteEnerga para formar un mol de ATPGlucosa28163874.0100Ac. Esterico1134214677.9105Ac. Actico8161087.4118Ac. Propionico15361885.3115Ac. Butrico21932784.1110Protena2143*22+94.9128Segunda ley de termodinmicaEn toda transferencia energtica se genera energa calrica, la cualpuede ser fijada en el tejido, utilizada como trabajo forma de calor (Entropa)Los animales disipan el calor constantemente.perderse enH =F T *SH = Cambio de contenido calricoF = Energa libre aprovechableT = Temperatura absolutaS = Perdida de E como calor (Entropa)Calor Forma no ordenada de energa que se disipa yser fijada por el organismonopuedeTemperaturaManifestacin absoluta del en un momento dadocolor retenido por un cuerpo