Energia in sisteme biologice

Noţiuni de temodinamică

Energia în sistemele biologice În organismele vii au loc transformări chimice

care implică sinteze de molecule complexe, cât şi procese de descompunere a acestora.

Organismul uman - sistem termodinamic deschis (schimb de substanţă şi energie cu mediul)

Energia în sistemele biologice Creşterea şi existenţa organismului animal-

consum de energie pentru:      Întreţinerea funcţiilor vitale   Sinteza unor substanţe necesare

organismului       Desfăşurarea activităţilor fizice       Menţinerea constantă a temperaturii

corpului.

Energia în sistemele biologiceToate aceste procese sunt endoterme. Energia

necesară este produsă prin transformări biochimice ale unor substanţe din alimente. Reacţiile în urma cărora se produce această energie sunt reacţii exoterme.

Substanţele introduse în organism pentru a produce energia vitală sunt: grăsimile, zaharidele şi proteinele.

Alimentele sunt „combustibilul” care ne furnizează energia.

Rolul ADP şi ATP în procesele energetice din sistemele biologice ADP şi ATP sunt molecule cu structură complexă

care se găsesc în toate celulele vii.

ATP-ul este un ester fosforic al adenozinei ce conţine două legături macroergice.

La hidroliza ATP-ului, o legătură macroergică se scindează, rezultă ADP şi un fosfat anorganic, proces în care se eliberează circa 29kJ(procesul cuprinde mai multe etape).

ADP

ATP

Rolul ADP şi ATP în procesele energetice din sistemele biologice Celula este o „uzină chimică”. Pentru a

funcţiona are nevoie de „combustibili”.

Majoritatea reacţiilor celulare sunt procese endoterme şi nu sunt spontane. Celulele utilizează drept „combustibil” glucoza ( şi unii produşi ai descompunerii grăsimilor şi proteinelor)

Rolul ADP şi ATP în procesele energetice din sistemele biologiceCând glucoza este oxidată la CO2 şi H2O se eliberează

energie dar celula nu poate folosi întotdeauna această energie în momentul oxidării glucozei. Totodată celula nu poate lăsa această energie să treacă în mediul înconjurător.(dacă numai jumătate din energia rezultată la oxidarea glucozei ar fi eliberată celulei, temperatura ei ar creşte încât enzimele ar fi inactivate).

Rolul ADP şi ATP în procesele energetice din sistemele biologice

Celula are nevoie de un mecanism de captare şi stocare a energiei, precum şi de un alt mecanism prin care să elibereze această energie când are nevoie şi unde este necesară.

Acest mecanism de conversie a energiei dintr-o celulă este îndeplinit de ADP şi ATP.

Rolul ADP şi ATP în procesele energetice din sistemele biologice

Funcţia de conversie a energiei este localizată în porţiunea cu ngrupe fosfat din structura acestor molecule. La transformarea ADP → ATP se înmagazinează energie;

Când este nevoie de energie are loc transformarea

ATP + H2O→ ADP + H2PO4- + energie

Rolul ADP şi ATP în procesele energetice din sistemele biologice

Pentru celulă ATP este un component vital; când celula trebuie să realizeze un proces endoterm consumă ATP, iar când rezerva scade celula produce o nouă cantitate prin oxidarea glucozei.

90% din ATP este produs în mitocondriile celulei; celulele cu necesităţi energetice mari au mai multe mitocondrii.