2.1 El ATP como fuente de energía libre en los sistemas biológicos
Uso de la energía de los sistemas biológicos.
La energía es la capacidad de realizar trabajo. Existen diferentes formas de energía: mecánica, química, electromagnética, térmica, nuclear, por ejemplo. La transformación de la energía de una forma en otra es fundamental para realizar casi cualquier actividad. En un sistema biológico, la conversión de energía química en energía mecánica es necesaria para muchas funciones, incluido el movimiento. La bioenergética, o el flujo de energía en un sistema biológico, se ocupa fundamentalmente de la conversión de los alimentos que ingerimos (moléculas de hidratos de carbono, proteína y grasa, las cuales contienen energía) en formas útiles de energía. La ruptura de los enlaces químicos de estas moléculas libera la energía necesaria para realizar trabajo, como la actividad muscular.
La ruptura de las moléculas de gran tamaño para convertirlas en otras más pequeñas, con la consiguiente liberación de energía, se denomina catabolismo. La energía liberada en las reacciones catabólicas puede ser utilizada para la síntesis de moléculas más grandes a partir de otras más pequeñas; este proceso de síntesis se denomina anabolismo. Las reacciones exergónicas son liberadoras de energía y generalmente catabólicas. Las reacciones endergónicas requieren energía para producirse e incluyen procesos anabólicos y la acción muscular.
Con el término metabolismo nos referimos a la totalidad de reacciones catabólicas/exergónicas y anabólicas/endergónicas que ocurren en un sistema biológico.
El ATP permite la transferencia de energía de las reacciones exergónicas a las endergónicas. Sin el aporte necesario de ATP no serían posibles la actividad muscular ni el crecimiento muscular.
El ATP proporciona la energía para la acción muscular y por lo tanto el movimiento del cuerpo humano.
En las células de los mamíferos existen 3 sistemas de energía para reponer el ATP:
- sistema de los fosfágenos
- glucólisis, de la cual hay 2 tipos: glucólisis rápida y lenta.
- sistema oxidativo.
De los 3 componentes principales de los alimentos sólo los hidratos de carbono pueden ser metabolizados para la obtención de energía sin la participación directa del oxígeno. Los 3 sistemas de energía están siempre activos; sin embargo, el grado de utilización de cada uno depende , en primer lugar, de la intensidad de la actividad y de su duración.
EL ATP COMO FUENTE DE ENERGÍA CELULAR
El ATP (adenosina trifosfato), químicamente es un nucleótido formado por una base nitrogenada, la molécula de adenina, unida a un azúcar de 5-carbonos, la ribosa y a tres grupos fosfatos. El ATP puede actuar como transportador de energía química, en cientos de reacciones celulares, por lo que se le considera como un compuesto rico en energía; ya que muestra una gran disminución de energía química cuando participa en reacciones hidrolíticas. La energía que se libera cuando se hidroliza el ATP, es utilizada en la síntesis de biomoléculas, en el transporte activo de iones en contra de un gradiente de concentración, en movimientos de ciclosis citoplasmática, en la contracción muscular, en la emisión de luz por bacterias, luciérnagas y en el movimiento de flagelos y cilios. El ATP a nivel celular funciona como una batería, que almacena energía por períodos cortos de tiempo; en otras palabras se puede considerar como la moneda de intercambio de energía de la célula.
La energía liberada cuando se hidroliza enzimáticamente el ATP, convirtiéndose en ADP y Pi, se utiliza para mover reacciones endergónicas (que requieren energía) de biosíntesis en cualquier parte de la célula. Estos procesos juegan una parte vital en establecer orden biológico. La energía liberada es de aproximadamente 7,3 Kcal/mol
Pi=HPO4-2
Los compuestos de alta energía se caracterizan por uno o más enlaces (químicos) de alta energía que liberan un gran volumen de energía libre a través del catabolismo (Rompimiento) Los enlaces de alta energía tienen este nombre porque almacenan mayor cantidad de energía que los enlaces químicos ordinarios Estos enlaces se dan entre residuos de ácido fosfórico y ciertos compuestos orgánicos. El fosforo siempre esta presente Estos enlaces se se denominan fosfatos macroérgicos
ADENOSINA DE TRIFOSFATO (ATP) . La adenosina de trifosfato ( ATP ) es uno de los compuestos de alta energía más importantes, puesto que proporciona directamente energía a las reacciones que la requieren en todas las células del organismo. Este compuesto se produce en las células al utilizar los nutrientes que provienen de las plantas y animales. El ATP representa el almacen de energía del cuerpo . Por hidrólisis (catabolismo) , el ATP se descompone hasta adenosina de difosfato ( ADP ), liberando energía directamente para diferentes funciones vitales del cuerpo, tales como la contracción muscular, transporte activo, digestión, secreción glandular, síntesis de compuestos químicos, reparación de tejidos, circulación, transmisión nerviosa , entre otras.
referencias:
libro: Principios del entrenamiento de la fuerza y del acondicionamiento físico, págs. 73-75, disponible en:
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