Clasificación de los sistemas:
Abierto
(entra y sale energía y materia)
Cerrado
(sale energía)
Aislado
(no entra ni sale nada)
Los seres vivos son considerados un sistema abierto porque necesitan de un aporte permanente de energía y materia (estos no pueden crearlos). Dentro del organismo se producen transformaciones de la materia y energía, una parte se aprovecha y el resto es desechado. Además, son complejas a la formación de subsistemas que se relacionan entre sí de manera coordinada en función de la conservación de la vida (cuadros 1 y 2)
Metabolismo
: conjunto de reacciones químicas que intervienen en la obtención de energía.
Catabolismo:
Los compuestos químicos se descomponen o degradan y liberan energía almacenada.
Anabolismo:
por el contrario, la energía es incorporada y utilizada en síntesis de sustancias más complejas, generalmente los compuestos químicos se oxidan.
Exergónica:
libera energía (catabolismo)
Endergónica:
requiere energía (anabolismo) (cuadro 3 y 4)
Enzima
(cuadro 5) Las enzimas son catalizadores biológicos que actúan como intermediarios en las reacciones metabólicas.
Modelo llave cerradura:
el sustrato se une en el sitio activo de manera análoga como se inserta la llave a una cerradura.
Modelo de encaje inducido:
la enzima actúa de manera más plástica, ya que, al interactuar con el sustrato, este puede inducir cambios en la estructura o en la conformación del sitio activo.
Mecanismo de regulación enzimática
Los siguientes mecanismos son extrínsecos, es decir, que dependen del medio que rodea a las enzimas.
pH:
es el grado de acidez o alcalinidad del medio. Existe un pH óptimo donde la actividad enzimática es máxima.
Temperatura:
existe una temperatura óptima, la temperatura alta desnaturaliza a la enzima, la temperatura baja no desnaturaliza a la enzima pero puede disminuir o detener la actividad (cuadros 6 y 7)
Mientras la glucosa se oxida se desencadenan las siguientes consecuencias: *la energía liberada al romperse los enlaces químicos de la glucosa se recaptura transitoriamente en moléculas de ATP a partir de ADP+P *Los hidrógenos y energía liberados en este proceso son aceptados por las coenzimas NAD+ y FAD, las que se reducen a NADH y FADH2. *Los átomos de la glucosa se reordenan y conforman nuevas moléculas de menor contenido energético: El CO2 y el H2O producto de la respiración celular anaeróbica.
Glucólisis:
cuando se le suma 1P que viene del ATP se rompe la cadena y se forman 2 piruvatos de 3 carbonos y los hidrógenos liberados los toma el NAD y se forma NADH Oxidación del piruvato: una vez que se degrada la molécula de glucosa, las moléculas del piruvato ingresan a la matriz mitocondrial. El compuesto de 3 carbonos se transforma en 2, se denomina grupo acetil que libera dióxido de carbono (CO2). Reacciona con una enzima llamada COA y se forma el acetil coa y se genera un NADH por cada piruvato transformado con acetil coa (cuadro 8)
Ciclo de Krebs:
Una sustancia inicial se transforma mediante una secuencia de pasos en esta vía completa, la degradación de acetil coa. Durante este ciclo parte de la energía es liberada y se almacena en un ATP y finalmente 2 carbonos del acetil coa se liberan formando CO2. Fosforilación exaustiva y cadena respiratoria, la energía de todos los electrones provenientes de NADH es liberada y empleada para sintetizar ATP.
La cadena respiratoria consiste en el transporte de los electrones que se encuentran anclados en secuencia en las membranas mitocondriales hasta el último transportador que cede los electrones al sector final. El oxígeno que proviene del medio acepta los electrones y simultáneamente los átomos de hidrógeno, formando agua como producto final. El resultado de todo esto es la síntesis del ATP (cuadro 9).
Sistema Circulatorio:
-Corazón -Venas o vasos sanguíneos -La sangre
Sangre 60% plasma 40% estructura microscópica (glóbulos rojos, blancos y plaquetas) Tipos: 0 (cero), a, b, ab, Rh+, Rh-. Coagulación: Cuando los vasos se hieren se reparan debido a una serie de procesos en los que interviene la sangre que circula por ellos (plaquetas, sustancias coagulantes y un tipo de fibrinógeno se activan en la sangre que forman un coágulo sanguíneo.
Sistema Digestivo:
el alimento entra por la boca, allí los dientes lo muelen y las glándulas salivales despiden la saliva que ayuda a que se forme el bolo alimenticio, la lengua lo expulsa hacia atrás donde es tragado, pasa por la faringe; esofago produciendo movimientos peristálticos, llega al estómago donde los jugos gástricos rompen el bolo alimenticio en pequeñas partes formando el quimo, de ahí baja al intestino delgado donde el quilo luego pasa al intestino grueso donde se produce la absorción de agua y la materia queda en estado sólido y se produce la eliminación a través del recto y el ano. El esófago es un tubo que tiene glándulas (órganos). El páncreas produce el jugo pancreático. El hígado la bilis. (cuadro 10)
Sistema Respiratorio:
El aire (oxígeno) entra por las fosas nasales, pasa por la laringe, faringe, entre ellas está la epiglotis, es una especie de tapa que no permite que pase alimento a las vías respiratorias, si por algún motivo pasa, la persona se ahoga y se produce la tos. Luego sigue por la tráquea hasta llegar a los bronquios donde entra a los pulmones, el aire sigue a través de los bronquiolos y llega a los alvéolos, que tienen una forma de racimo de uvas donde se produce el intercambio gaseoso entre el oxígeno y el dióxido de carbono, el dióxido de carbono regresa por el mismo camino y es expulsado al exterior (cuadro 11)
Cuadro 1: Subsistemas:
De nutrición
De relación
De sostén y movimiento
De reproducción
Cuadro 2
Alimentos(nutrientes)——–>|S.Digestivo|——> Materia fecal
oxígeno(O2) | sustancia
Entrada y |Respiratorio|–> |S.Circulatorio|—>|S.Urinario|
salida de aire Dióxido de Nutriente
carbono(CO2) y O2 | sustancias de
| | desechos y CO2
|Célula|
Cuadro 3 Catabólica exergónica
Sacarosa —> Glucosa + Glucosa + Energía
Anabólica Energonica
Glucosa + Glucosa + Energía –> Lactosa
Cuadro 6:(pH) 1—pH Ácido—(pH 7 Neutro)—pH Básico–14
Cuadro 8
Catabolismo
Proceso exergónico
Obtención de energía –Procesos
Respiración Aeróbica——-┴—– Respiración Anaeróbica