BIOQUÍMICA

1. BIOQUÍMICA AULA 03 BIOQUÍMICA DA ÁGUA PROFA. DENISE ESTEVES MORITZ Nutrição – UNISUL - Tubarão

2. ÁGUA (“Hidróxido de hidrogênio" ou "monóxido de hidrogênio" ou ainda "protóxido de hidrogênio") é uma substância líquida que parece incolor a olho nu em pequenasquantidades, inodora e insípida, essencial a todas as formas de vida, composta por hidrogênio e oxigênio.

3. Água: Estrutura e Propriedades Físico-químicas • Breves Comentários: • Permeia todas as porções de todas as células; • Importância em seres vivos: transporte de nutrientes e reações metabólicas; • Todos os aspectos de estrutura celular e suas funções são adaptadas às propriedades físico-químicas da água; • Taxas de água – varia de acordo com a espécie, idade e ação metabólica. • Vias de Eliminação: Pele, pulmões, rins e intestino;

4. VARIAÇÕES NA TAXA DE ÁGUA • ESPÉCIE Água-viva - 98% de água Sementes - 10% de água Espécie humana - 70% de água

5. Corpo Humano 75%ÁguaPerdas diárias: Respiração - 0,4 litros Urina - 1,2 litros Transpiração - 0,6 litros Evacuação - 0,1 a 0,3 litros TOTAL - 2,5 litros Quanta água precisa repor por dia: Beber água - 1,5 litros. Ingerir alimentos - 1,0 litro

6. VARIAÇÕES NA TAXA DE ÁGUA • IDADE Feto humano – 94% de água Recém-nascido – 69% de água Adulto – 60% de água

7. METABOLISMO • A quantidade de água é diretamente proporcional à atividade metabólica da célula. Neurônio – 80% de água Célula óssea – 50% de água

8. Água Composto mais importante das células Meio onde ocorrem todas Reações celulares

9. 1. ESTRUTURA • Átomo de Hidrogênio compartilha um par de elétrons com o oxigênio – Geometria próxima do tetraedro (104,5°); • Pares de elétrons ñ compartilhados geram uma carga parcial (-).

10. Pontes de Hidrogênio • As pontes de hidrogênio são mais fracas que ligações covalentes; Como o oxigênio é mais eletronegativo("força de atração dos elétrons") que o hidrogênio, este acaba deixando os elétrons mais próximos dele, formando ao seu redor uma nuvem eletrônica negativa(uma carga aparente). Assim, os hidrogênios ficam com nuvens positivas caracterizando pólos distintos; dessa maneira, chegamos a primeira característica dessa molécula: ela é um composto Polar.

11. Pontes de Hidrogênio

12. Pontes de Hidrogênio comuns em sistemas biológicos

13. 2. PROPRIEDADES DA ÁGUA • SOLVENTE UNIVERSAL?????????????? A água dissolve vários tipos de substâncias polares e iônicas (hidrofílicas), como vários sais e açúcar, e facilita sua interação química, que ajuda metabolismos complexos.

14. Propriedades H2O DISSOLVE ESTRUTURAS CRISTALINAS

15. Solubilidade Propriedades • A interação com solutos ocorre porque a água é um líquido polar • A água pode dissolver: • Sais cristalinos: Interatua com íons que unem os átomos do sal • Compostos orgânicos polares (açúcares, álcoois, aldeídos, cetonas, ácidos) – formação de pontes de hidrogênio com os grupos hidroxila ou carbonila

16. Solubilidade Propriedade • Substâncias anfipáticas (fosfolipídeos, proteínas, ácidos nucléicos) – A água forma micelas, interatuando com a porção hidrofílica e repelindo a porção hidrofóbica

17. Propriedades • H2O altamente reativa • Favorece interações hidrofóbicas; • Interfere estrutura e propriedades de proteínas e ác. Nucléicos; • Sistema biológico é importante a ligação de H+ mediada pela H2O; • H2O funciona como ponte para conectar 2 partes separadas;

18. Tensão Superficial Propriedades

19. PROPRIEDADES DA ÁGUA Propriedades • ALTO CALOR ESPECÍFICO Calor específico é definido como a quantidade de calor que um grama de uma substância precisa absorver para aumentar sua temperatura em 1°C sem que haja mudança de estado físico. Devido ao alto calor específico da água, seres vivos não sofrem variações bruscas de temperatura.

20. PROPRIEDADES DA ÁGUA Propriedades • CALOR DE VAPORIZAÇÃO É a quantidade de calor necessária para que uma substâncias passe de estado líquido para o estado de vapor. Devido ao elevado calor de vaporização da água, uma superfície se resfria quando perde água na forma de vapor

21. PROPRIEDADES DA ÁGUA Propriedades • CAPILARIDADE Quando a extremidade de um tubo fino de paredes hidrófilas é mergulhada na água, as moléculas dessa substância literalmente “sobem pelas paredes” internas do tubo, graças a coesão e a adesão entre as moléculas de água.

22. 3. FUNÇÕES DA ÁGUA • TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS • FACILITA REAÇÕES QUÍMICAS • TERMORREGULAÇÃO • LUBRIFICANTE • REAÇÕES DE HIDRÓLISE • EQUILÍBRIO OSMÓTICO • EQUILÍBRIO ÁCIDO BASE

23. TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS Funções • A presença de água permite a difusão nos seres mais primitivos. • Organismos mais evoluídos apresentam sistemas circulatórios ( hemolinfa, sangue e seiva vegetal). • A urina é uma maneira de eliminar toxinas. • As células apresentam-se em estado coloidal (rico em água) o que facilita transporte de substâncias.

24. TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS Funções • A presença de água permite a difusão nos seres mais primitivos. • Organismos mais evoluídos apresentam sistemas circulatórios ( hemolinfa, sangue e seiva vegetal). • A urina é uma maneira de eliminar toxinas. • As células apresentam-se em estado coloidal (rico em água) o que facilita transporte de substâncias.

25. FACILITA REAÇÕES QUÍMICAS Funções • Reações químicas ocorrem mais facilmente com os reagentes em estado de solução. • Em algumas reações químicas a união entre moléculas ocorre com formação de água como produto (síntese por desidratação). • Reações de quebra de moléculas em que a água participa como reagente são denominadas reações de hidrólise.

26. TERMORREGULAÇÃO Funções • Seres vivos só podem existir em uma estreita faixa de temperatura. • A água evita variações bruscas de temperatura dos organismos. • A transpiração diminui a temperatura corporal de mamíferos.

27. LUBRIFICANTE Funções • Nas articulações e entre os órgãos a água exerce um papel lubrificante para diminuir o atrito entre essas regiões. • A lágrima diminui o atrito das pálpebras sobre o globo ocular. • A saliva facilita a deglutição dos alimentos.

28. 4. Propriedades Coligativas • Definição: • Ponto de fusão, Ponto de ebulição, Pressão de vapor, Pressão osmótica • Relação com solutos • Alteração das propriedades do solvente • Solutos tendem a romper a estrutura normal da água (pontes de hidrogênio)  menor interação

29. Propriedades coligativas • Das soluções são propriedades que se somam pela presença de dois ou mais solutos e dependem única e exclusivamente do número de partículas (moléculas ou íons) que estão dispersas na solução, não dependendo da natureza do soluto. Isso significa dizer que a quantidade, e não a qualidade (e.g. tamanho, estrutura molecular ou massa), das partículas que estão juntas na solução é que irá influenciar na formação das propriedades (ou efeitos) coligativas.[1] • Tonoscopia: diminuição da pressão máxima de vapor. • Ebulioscopia: aumento da temperatura de ebulição. • Crioscopia: abaixamento da temperatura de fusão. • Osmoscopia: massa osmótica.

30. 5.Ionização da Água • Propriedades dos Solventescaracterísticas da molécula não carregada + Grau de Ionização [H+] e [OH-] • Moléculas de água: tendem a ionizar-se (reversível) • H2O H+ + OH- • Ácidos ou bases dissolvidos na água produz H+ (ácidos) e OH- (bases). • Constante de Equilíbrio: A + B  C + D = • pH: Concentração de íons hidrogênios • Água pura: pH neutro

31. Cálculos: Ionização • Água Pura: 1 em cada 107 moléculas de água está ionizada em cada instante = então: • A concentração da água em 1 litro de água a 250C é de 55,5M = massa de água em gramas/massa molecular: 1000/18 = 55,5

32. Cálculos: Ionização • Na água pura... A [H+]=[OH-], então: • Kw= [H+]. [H+] ou Kw=[H+]2 • [H+]= =[H+]= • P é dito como: “logarítimo negativo de”

33. Ionização da Água Ionização

34. Ionização da Água Ionização • Numa reação de ionização há sempre um par ácido-base conjugado. Para cada doador de próton (ácido) há sempre um receptor (base). • A ionização é alta em ácidos fortes (HCl, H2SO4) e baixa em ácidos fracos (acético). • Constantes de dissociação (Ka): a força de ionização de um ácido. • Conceito de pK: valor de pH no qual 50% do ácido encontra-se dissociado. • IMPORTANTE: Quanto menor o pK, maior é a força de ionização do ácido

35. Curva de Titulação Ionização • Usada para determinar a concentração de um ácido em uma solução. • Volume do ácido é titulado com uma base forte (NaOH) até a neutralização deste ácido.

36. Ionização

37. Vídeo

38. Tampões Ionização • Substâncias que em solução aquosa dão a estas soluções a propriedade de resitir a variações do seu pH quando as mesmas são adicionadas em quantidades pequenas de ácidos (H+) ou base (OH-). • Quase todos os processos biológicos são dependentes do pH. Plasma → 7,35 – 7,48 (6,8 a 7,8) Intracelular: Função da célula (Eritrócito: 7,2) • O fosfato e as proteínas são os principais tampões do fluido intracelular, em consequência da presença de grupos dissociáveis contidos em resíduos de aminoácidos ácidos (glutâmico e aspártico) e básicos (lisina e histidina)

39. Tampões Ionização • Sistema Tampão Bicarbonato • É um sistema tampão fisiológico efetivo • Principal tampão do espaço extracelular: ácido carbônico /Bicarbonato • Componentes: Ácido- CO2 e Básico- íon bicarbonato (HCO3-) • O ácido carbônico é formado a partir de CO2 e H2O e está em equilíbrio com o reservatório de CO2 localizado nos pulmões.

40. Tampões Ionização • Quando H+ é adicionado no sangue, a concentração de H2CO3 aumenta, aumentando a concentração de CO2 no sangue, aumentando a pressão deles nos espaços aéreos e o CO2 é expirado. • Quando a OH- é adicionado ocorrem eventos opostos • A finalidade do tampão é manter o pH do sangue praticamente constante. • Os componentes do sistema-tampão do bicarbonato são produzidos metabolicamente em grande quantidade. Portanto, o corpo não depende da ingestão de compostos exógenos ou de sínteses complexas para a manutenção desse sistema-tampão. 

41. Vídeo

42. Alterações do Equilíbrio ácido-básico Ionização

43. Importância do pH Ionização • Atividade catalítica das enzimas; • Diagnóstico de doenças (sangue e urina). Ex.: plasma sanguíneo do animal com diabetes é menor que 7,4 (acidose).

44. pH na Saúde e Doençapotencial hidrogeniônico pH importante para: • Conformação de proteínas • Catálise enzimática • Transporte de O2 • Dissociação de moléculas

45. FIM! “A maioria pensa com a sensibilidade, eu sinto com o pensamento. Para o homem vulgar, sentir é viver e pensar é saber viver. Para mim, pensar é viver e sentir não é mais que o alimento de pensar". • Fernando Pessoa