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

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

2 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL ÁGUA (Hidróxido de hidrogênio" ou "monóxido de hidrogênio" ou ainda "protóxido de hidrogênio") é uma substância líquida que parece incolor a olho nu em pequenas quantidades, inodora e insípida, essencial a todas as formas de vida, composta por hidrogênio e oxigênio.líquidaincolorquantidades inodorainsípida 2

3 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 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; 3

4 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL VARIAÇÕES NA TAXA DE ÁGUA ESPÉCIE Água-viva - 98% de água Sementes - 10% de água Espécie humana - 70% de água 4

5 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Corpo Humano 75% Água Perdas 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: Quanta água precisa repor por dia: Beber água - 1,5 litros. Ingerir alimentos - 1,0 litro 5

6 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL VARIAÇÕES NA TAXA DE ÁGUA IDADE Feto humano – 94% de água Recém-nascido – 69% de água Adulto – 60% de água 6

7 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL METABOLISMO A quantidade de água é diretamente proporcional à atividade metabólica da célula. Neurônio – 80% de água Célula óssea – 50% de água 7

8 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Meio onde ocorrem todas Reações celulares Composto mais importante das células Água 8

9 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 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 (-). 9

10 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 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. 10

11 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Pontes de Hidrogênio 11

12 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Pontes de Hidrogênio comuns em sistemas biológicos 12

13 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 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. 13

14 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL H 2 O DISSOLVE ESTRUTURAS CRISTALINAS 14 Propriedades

15 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Solubilidade 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 15 Propriedades

16 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Solubilidade Substâncias anfipáticas (fosfolipídeos, proteínas, ácidos nucléicos) – A água forma micelas, interatuando com a porção hidrofílica e repelindo a porção hidrofóbica 16 Propriedade

17 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Sistema biológico é importante a ligação de H + mediada pela H 2 O ; H 2 O funciona como ponte para conectar 2 partes separadas; H 2 O altamente reativa Favorece interações hidrofóbicas; Interfere estrutura e propriedades de proteínas e ác. Nucléicos; 17 Propriedades

18 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Tensão Superficial 18 Propriedades

19 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL PROPRIEDADES DA ÁGUA 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. 19 Propriedades

20 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL PROPRIEDADES DA ÁGUA 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 20 Propriedades

21 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL PROPRIEDADES DA ÁGUA 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. 21 Propriedades

22 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 3. FUNÇÕES DA ÁGUA TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS FACILITA REAÇÕES QUÍMICAS TERMORREGULAÇÃO LUBRIFICANTE REAÇÕES DE HIDRÓLISE EQUILÍBRIO OSMÓTICO EQUILÍBRIO ÁCIDO BASE 22

23 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS 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. 23 Funções

24 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS 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 Funções

25 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL FACILITA REAÇÕES QUÍMICAS 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. 25 Funções

26 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL TERMORREGULAÇÃO 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. 26 Funções

27 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL LUBRIFICANTE 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. 27 Funções

28 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 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 28

29 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 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]soluçõespropriedadessolutosnúmeroestrutura molecular massa [1] Tonoscopia: diminuição da pressão máxima de vapor. Tonoscopiapressão máxima de vapor Ebulioscopia: aumento da temperatura de ebulição. Ebulioscopiatemperatura de ebulição Crioscopia: abaixamento da temperatura de fusão. Crioscopiatemperatura de fusão Osmoscopia: massa osmótica. Osmoscopiamassa osmótica 29

30 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 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) H 2 O 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 30

31 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Cálculos: Água Pura: 1 em cada 10 7 moléculas de água está ionizada em cada instante = então: A concentração da água em 1 litro de água a 25 0 C é de 55,5M = massa de água em gramas/massa molecular: 1000/18 = 55,5 31 Ionização

32 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Na água pura... A [H + ]=[OH - ], então: Kw= [H + ]. [H + ] ou Kw=[H + ] 2 [H + ]==[H + ]= P é dito como: logarítimo negativo de 32 Cálculos: Ionização

33 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Ionização da Água 33 Ionização

34 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Ionização da Água 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, H 2 SO 4 ) 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 34 Ionização

35 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Curva de Titulação 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. 35 Ionização

36 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 36 Ionização

37 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Vídeo 37

38 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Tampões 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) 38 Ionização

39 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Tampões Sistema Tampão Bicarbonato É um sistema tampão fisiológico efetivo Principal tampão do espaço extracelular: ácido carbônico /Bicarbonato Componentes: Ácido- CO 2 e Básico- íon bicarbonato (HCO 3 -) O ácido carbônico é formado a partir de CO 2 e H 2 O e está em equilíbrio com o reservatório de CO 2 localizado nos pulmões. 39 Ionização

40 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Tampões Quando H + é adicionado no sangue, a concentração de H 2 CO 3 aumenta, aumentando a concentração de CO 2 no sangue, aumentando a pressão deles nos espaços aéreos e o CO 2 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. 40 Ionização

41 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Vídeo 41

42 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Alterações do Equilíbrio ácido-básico 42 Ionização

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

44 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL pH na Saúde e Doença potencial hidrogeniônico pH importante para: Conformação de proteínas Catálise enzimática Transporte de O 2 Dissociação de moléculas 44

45 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 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 45


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