Reacciones de oxidación y reducción en el metabolismo: proceso y significado

ATP

Cada minuto de cada día tu cuerpo está construyendo huesos, reparando tejidos, moviendo tus músculos y realizando todo tipo de procesos vitales para tu existencia. Todas estas acciones requieren energía y obtienes energía cruda de los alimentos que comes, pero hay un problema; Verá, su cuerpo no funciona con energía de hamburguesa con queso o energía de brócoli. Entonces, para que el cuerpo tenga energía, debe cambiar la energía de los alimentos en la forma de energía que a su cuerpo le gusta usar, a saber , ATP , que significa trifosfato de adenosina. Para producir ATP, las células de su cuerpo utilizan reacciones de oxidación-reducción, así que echemos un vistazo a cómo funciona esto.

Reacciones redox

Cuando consideramos el metabolismo , que son los procesos químicos del cuerpo, las reacciones de oxidación y reducción son las mejores amigas, lo que significa que una no puede existir sin la otra. Debido a esta estrecha relación, a menudo nos referimos a ellas colectivamente como reacciones redox , que es simplemente una combinación de los términos reacciones de reducción y oxidación. Y, como los mejores amigos humanos, estos mejores amigos químicos comparten cosas, a saber, electrones.

Sabemos algunas cosas sobre los electrones. En primer lugar, los electrones siempre tienen carga negativa. En segundo lugar, los electrones no existen por sí mismos, sino que deben estar unidos a un átomo. De hecho, cuando miras cualquier átomo, ves electrones dando vueltas alrededor de las capas exteriores, como planetas que giran alrededor de pequeños sistemas solares. En tercer lugar, cuando los electrones se mueven es una forma de energía. De hecho, la electricidad que conecta a su hogar es en realidad solo el movimiento de partículas cargadas eléctricamente, como los electrones.

Al igual que su hogar, su cuerpo genera energía a través del movimiento de los electrones, y este movimiento tiene lugar dentro de reacciones que se denominan oxidación y reducción. Específicamente, vemos que las reacciones de oxidación implican la pérdida de electrones y las reacciones de reducción implican la ganancia de electrones. Puede recordar cómo funcionan estas reacciones utilizando el acrónimo simple OIL RIG. OIL significa Oxidation Is Loss, lo que significa que los electrones se pierden en esta reacción, mientras que RIG significa Reduction Is Gain, lo que significa que los electrones se ganan en reacciones de reducción.

Respiración celular

Estas reacciones de reducción y oxidación se pueden utilizar para explicar cómo obtenemos energía de los alimentos que comemos. Básicamente, los electrones que se pierden de las moléculas de los alimentos ayudan a producir ATP. Por ejemplo, aquí tenemos una molécula de alimento roja que se encuentra con otra molécula que coloreamos de verde:

Movimiento de electrones

Si moviéramos un electrón de la molécula roja del alimento a la verde, la molécula roja perdería un electrón y se oxidaría; recuerde que el acrónimo OIL nos dice que la oxidación es pérdida. El verde está ganando un electrón, y como sabemos por nuestro acrónimo RIG que Reduction Is Gain, esta molécula se está reduciendo. Este movimiento de electrones produce energía junto con un par de subproductos.

Esta es una mirada muy básica a las reacciones redox, pero es una buena forma de entender cómo se produce la energía en la respiración celular , que es el proceso de oxidación de las moléculas de los alimentos para producir energía. En el caso de la respiración celular, se recoge un electrón del ciclo de Krebs , también conocido como ciclo del ácido cítrico, que es una secuencia de reacciones químicas dentro de la célula.

Puede ser útil pensar en el ciclo de Krebs como un proveedor de productos, como Home Depot, que proporciona materiales, en este caso electrones. Este electrón luego se transporta en camión a la cadena de transporte de electrones (ETC) , que es una serie de compuestos que pasan electrones de uno a otro. Este proceso produce energía en forma de ATP porque cada vez que se transfiere un electrón, se libera energía. Por lo tanto, es posible que desee pensar en la cadena de transporte de electrones como la fábrica, donde el producto se utiliza para crear energía.

Resumen de la lección

Revisemos. Aprendimos que su cuerpo necesita transformar los alimentos que consume en una forma de energía que pueda usar, a saber, ATP . Para ello utiliza reacciones de oxidación y reducción. Específicamente, vemos que las reacciones de oxidación involucran la pérdida de electrones y las reacciones de reducción involucran la ganancia de electrones, y aprendimos un acrónimo útil para ayudarnos a recordar este hecho. El acrónimo OIL RIG nos dice que la oxidación es pérdida, mientras que RIG significa reducción es ganancia.

Estas reacciones, que en conjunto se denominan reacciones redox , ocurren en la respiración celular , que es el proceso de oxidación de las moléculas de los alimentos para producir energía. En la respiración celular, vemos que los electrones se recogen del ciclo de Krebs y se transportan a la cadena de transporte de electrones (ETC) . A medida que se transfieren los electrones, se libera energía.

Los resultados del aprendizaje

Después de esta lección, podrá:

• Definir reacciones de oxidación y reducción, así como respiración celular.
• Identificar un acrónimo para recordar el movimiento de electrones en reacciones redox.
• Resumir cómo funcionan las reacciones redox en la respiración celular.