Reacciones exergónicas y endergónicas.

Muchas reacciones químicas y biológicas ocurren continuamente dentro y fuera del cuerpo humano. Algunos de ellos son espontáneos y otros no espontáneos. Las reacciones espontáneas se denominan reacciones exergónicas, mientras que las reacciones no espontáneas se denominan reacciones endergónicas.

Reacciones endergónicas

Hay muchas reacciones en la naturaleza que pueden ocurrir solo cuando se suministra suficiente energía del entorno. Por sí mismas, estas reacciones no pueden ocurrir ya que requieren una gran cantidad de energía para romper los enlaces químicos. La energía externa ayuda a romper estos enlaces. La energía liberada por la ruptura de los enlaces mantiene la reacción. A veces, la energía liberada durante la ruptura de los enlaces químicos es demasiado baja para sostener la reacción. En tales casos, se requiere energía externa para mantener la reacción. Tales reacciones se llaman reacciones endergónicas.

En la termodinámica química, estas reacciones también se denominan reacciones desfavorables o no espontáneas. La energía libre de Gibbs es positiva bajo temperatura y presión constantes, lo que significa que se absorbe más energía en lugar de liberarse.

Los ejemplos de reacciones endergónicas incluyen la síntesis de proteínas, la bomba de sodio y potasio en la membrana celular, la conducción nerviosa y la contracción muscular. La síntesis de proteínas es una reacción anabólica que requiere que las pequeñas moléculas de aminoácidos se unan para formar una molécula de proteína. Implica mucha energía para formar los enlaces peptídicos. La bomba de potasio de sodio en la membrana celular está relacionada con el bombeo de iones de sodio y el movimiento de iones de potasio contra el gradiente de concentración para permitir la despolarización celular y la conducción nerviosa. Este movimiento contra el gradiente de concentración requiere una gran cantidad de energía que proviene de la descomposición de la molécula de trifosfato de adenosina (ATP). De manera similar, la contracción muscular solo puede ocurrir cuando los enlaces existentes entre la actina y las fibras de miosina (proteínas musculares) se rompen para formar nuevos enlaces. Esto también requiere una enorme cantidad de energía que proviene de la descomposición de ATP. Es por esta razón que ATP es conocida como molécula de energía universal. La fotosíntesis en plantas es otro ejemplo de reacción endergónica. La hoja tiene agua y glucosa, pero no puede generar su propio alimento a menos que reciba la luz solar. La luz solar es la fuente externa de energía en este caso.

Para que se produzca una reacción endotérmica sostenida, los productos de la reacción deben eliminarse a través de una reacción exergónica posterior, de modo que la concentración del producto permanezca siempre baja. Otro ejemplo es la fusión del hielo que requiere calor latente para alcanzar el punto de fusión. El proceso de alcanzar el nivel de barrera de energía de activación del estado de transición es endergónico. Una vez que se alcanza la etapa de transición, la reacción puede proceder a producir productos más estables.

Reacciones exergonicas

Estas reacciones son reacciones irreversibles que ocurren espontáneamente en la naturaleza. Por espontáneo significa listo o ansioso por suceder con muy pocos estímulos externos. Un ejemplo es la combustión de sodio cuando se expone al oxígeno presente en la atmósfera. La quema de un tronco es otro ejemplo de reacciones exergónicas. Tales reacciones liberan más calor y se denominan reacciones favorables en el campo de la termodinámica química. La energía libre de Gibbs es negativa bajo temperatura y presión constantes, lo que significa que se libera más energía en lugar de ser absorbida. Estas son reacciones irreversibles.

La respiración celular es un ejemplo clásico de reacción exergónica. Alrededor de 3012 kJ de energía se libera cuando una molécula de glucosa se convierte en dióxido de carbono. Esta energía es utilizada por los organismos para otras actividades celulares. Todas las reacciones catabólicas, es decir, la descomposición de moléculas grandes en moléculas más pequeñas es una reacción exergónica. Por ejemplo, la descomposición de carbohidratos, grasas y proteínas liberó energía para que los organismos vivos puedan realizar su trabajo.

Algunas reacciones exergónicas no ocurren espontáneamente y requieren un pequeño aporte de energía para iniciar la reacción. Esta entrada de energía se llama energía de activación. Una vez que una fuente externa cumple el requisito de energía de activación, la reacción procede a romper enlaces y formar nuevos enlaces y se libera energía a medida que se produce la reacción. Esto da como resultado una ganancia neta de energía en el sistema circundante y una pérdida neta de energía del sistema de reacción.

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bioserv.fiu.edu/~walterm/FallSpring/cell_transport/energy.htm