TERMOMETRIA

CALORIMETRÍA Y TERMODINAMICA DE LOS SISTEMAS VIVOS

Desde los comienzos de la vida, el calor y la energía han estado presentes en los organismos vivos manteniendo un equilibrio en la naturaleza. El hombre descubrió el calor y el fuego y se percató siglos después de que la vida se mantiene por la respiración, es decir, si se coloca un ave y una vela encendida dentro de un contenedor cerrado, ambos se extinguirían por la ausencia del proceso de respiración. Se puede percibir que los sistemas biológicos en partes están regidos por la calorimetría en el modo en que estos sistemas intercambian materia, energía, entropía e información a sus alrededores.

Los científicos han estado interesados en las oscilaciones en reacciones bioquímicas como en los ritmos circadianos. Se han estado usando técnicas como la espectroscoscopía, polarografía, manometría y cromatografía para la investigación de reacciones oscilantes y también es utilizada la calorimetría para el estudio del flujo de energía a través de los sistemas. Los organismos degradan glucosa con el fin de obtener ATP (energía) en un proceso anaeróbico por ejemplo en la fermentación alcohólica. Guante este tipo de metabolismo ocurren reacciones oscilantes en metabolitos como en el NAD+/NADH y esto se puede observar a partir de técnicas de calorimetría.

Desde hace un tiempo, investigaciones acerca de los microorganismos han tenido un papel importante en la calorimetría clásica y en la moderna, y ha estimulado diseños de instrumentos sofisticados para ofrecer un crecimiento apropiado o existencia para los microorganismos. Se conoce que los microorganismos consisten de tres etapas para su desarrollo; el primero que es la fase lag, es en la que los organismos se adaptan a su medio conteniendo actividad enzimático muy alta y se preparan para la duplicación. La segunda fase es la exponencial donde se observa que los organismos se empiezan a dividir por el consumo de su medio que les permite obtener las sustancias y la energía necesaria para su reproducción. La tercera fase es la estacionaria que se alcanza cuando se consumen los elementos nutritivos y las condiciones empiezan a ser desfavorables gradualmente para ellos. Se dice que esta fase es artificial fuera de un ciclo de vida normal. Todo este proceso nos indica como la energía va fluyendo y transformándose en distintas etapas de vida de los microorganismos.

Como se mencionó, la calorimetría esta presente en los procesos metabólicos de los animales como en reacciones aeróbicas y anaeróbicas y en procesos de fermentación la calorimetría directa es la que mide la producción de calor, mientras que la calorimetría indirecta determina el costo energético de una actividad específica estimando el consumo de oxígeno.

Hay diferente complejidad en posniveles en sistemas biológicos, incluso hay una plena variedad de reacciones oscilantes biológicamente orientados a la calorimetría concentrados en las oscilaciones glicolíticas. La calorimetría ya sea directa o indirecta, esta presente en las reacciones de los organismos y es una gran influencia para que las reacciones se lleven a cabo de manera adecuada.