Energía quimica, es energia contenida en las moléculas y liberada por reacciones químicas.

TIPOS DE ENERGÍA:

Energía potencial (la energía que está guardada), comprende la energía química conservada en los enlaces que unen a los átomos de las moléculas.

Energía cinética es la energía del movimiento, abarca la luz, calor, electricidad y todo movimiento de objetos grandes.

1ra ley de la termodinámica: establece que la energia no se crea ni se destruye por medios ordinarios, sin embargo, la energia puede cambiar de forma. LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MATERIA.

2da ley de la termodinámica: cuando la energía se convierte de una forma a otra, la cantidad de energía útil decrece. Es decir todas las reacciones o cambios físicos hacen que la energía se convierta en formas cada vez menos útiles.

La 2da ley de la termodinámica establece la eutropia, la razón del por que los seres vivos pueden vivir a pesar de ser sistemas super ordenados, es el sol, ya que usamos la energía del sol para producir moléculas que nos ayudan a mantenernos en orden, mientras que en el sol ocurre un desastre.

Todas las reacciones quimicas desprenden energia puede requiere un aporte neto de energía.

Reacción endergónica, "energía dentro", son las reacciones que requieren un aporte neto de energía, los productos contienen más energía qué los reactantes. Tienen un aporte de energía de una fuente externa.

Cada reacción produce un intermediario que sirve de reactivo para la siguiente. Las rutas están interconectadas, el producto de una puede ser el inicio de otra.

- Las velocidades de reacción aumentan con el incremento de las concentraciones de sustratos o enzimas. Las células regulan la síntesis de enzimas según sus necesidades: producen más o menos enzimas según el contexto.

Ejemplo: en el hígado de los bebedores se produce más deshidrogenasa para degradar alcohol, aunque esto genera sustancias tóxicas que dañan el hígado.

Además, mutaciones en los genes pueden alterar la producción de enzimas y causar problemas como intolerancia a la lactosa o fenilcetonuria.

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Las regulan mediante el control del entorno químico, lo que permite que las enzimas se activen solo en el lugar y momento en que son necesarias.

‌Algunas enzimas son sintetizadas en formas inactivas

Algunas enzimas se producen en forma inactiva para evitar que destruyan a la célula que las sintetiza. Se activan solo en condiciones específicas: la pepsina en el estómago gracias al ácido y la tripsina en el intestino delgado con un pH básico y la acción de otra enzima.

- Maneras generales de inhibir una célula

• Competitiva: otra molécula compite con el sustrato por el sitio activo, regulando la velocidad de la reacción.

• No competitiva: una molécula se une a otro sitio de la enzima, deformando el sitio activo e impidiendo la catálisis, algunos venenos actúan así.

Control: se da cuando moléculas llamadas activadores alostéricos o inhibidores alostéricos se unen en sitios de regulación distintos al sitio activo.

• Activadores alostéricos: Estabilizan la forma activa y aumentan la actividad enzimática.

• Inhibidores alostéricos: Estabilizan la forma inactiva y disminuyen la actividad enzimática.

Ejemplo:

El ADP funciona como activador, ya que indica que falta ATP y estimula rutas metabólicas para producirlo.

El ATP puede actuar como inhibidor, deteniendo su propia síntesis cuando ya hay suficiente.

Inhibición por retroalimentación:

El producto final de una ruta metabólica bloquea a una enzima que actúa al inicio de la misma.

Esto evita producir más cantidad de la necesaria (similar a un termostato que apaga la calefacción).

Ejemplo: la síntesis de aminoácidos, donde el aminoácido final inhibe enzimas del principio de la ruta.

• El metanol compite con el etanol por la alcohol deshidrogenasa, produciendo formaldehído tóxico (se trata con etanol para bloquearlo).

• El ibuprofeno inhibe la enzima que produce compuestos relacionados con dolor, inflamación y fiebre.

Algunos fármacos anticancerígenos bloquean la síntesis de ADN en células que se dividen rápido, evitando su proliferación, pero causan efectos secundarios como caída del cabello y náuseas.

Pueden bloquear el sitio activo o unirse en otra parte y deformar la enzima.

Ejemplos:

• Gases nerviosos e insecticidas: inhiben la acetilcolinesterasa, acumulación de acetilcolina, parálisis y muerte.

• Penicilina: bloquea enzimas bacterianas para formar la pared celular, las bacterias mueren.

• Arsénico, mercurio y plomo: se unen a enzimas en otras zonas y las inactivan.

1. Sensibilidad de las enzimas:

Las enzimas tienen estructuras tridimensionales delicadas, mantenidas por enlaces de hidrógeno entre aminoácidos.

Estas estructuras funcionan correctamente solo dentro de condiciones específicas de pH, temperatura y concentración de sales.

Si las condiciones cambian, la enzima se desnaturaliza, perdiendo su forma y capacidad funcional.

2. pH:

Las enzimas humanas funcionan óptimamente cerca de pH 7.4.

Cambios en el pH pueden alterar las cargas de los aminoácidos y afectar la forma de la enzima.

Ejemplos:

• Pepsina: funciona en pH ácido (~2) del estómago.

• Tripsina: funciona en pH alcalino (~8) del intestino delgado.

3. Temperatura:

Temperaturas bajas: disminuyen la velocidad de las reacciones enzimáticas.

Temperaturas moderadamente altas: aumentan la actividad enzimática.

Temperaturas muy altas: rompen enlaces de hidrógeno y desnaturalizan proteínas (ej. cocción del huevo o insolación en humanos).

Ejemplo extremo: un chico sobrevivió en un lago congelado porque el frío redujo su ritmo metabólico.

4. Concentración de sales:

La sal puede inhibir la actividad enzimática al interferir con los enlaces en las proteínas.

Muchos alimentos se conservaban en sal o soluciones salinas para impedir el crecimiento de bacterias y hongos (ej. tocino, encurtidos).

Algunos organismos requieren altas concentraciones de sal para que sus enzimas funcionen correctamente.

5. Aplicaciones prácticas:

La refrigeración de alimentos disminuye la actividad enzimática de bacterias y hongos, retrasando su descomposición.

Combinaciones de ácido y sal (encurtidos) conservan alimentos por inhibición enzimática.