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Bioquimica. agua

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Naisa Leal
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Profa. Denise Esteves MoritzB - UINOISUQL UÍMICA 
AULA 03 
BIOQUÍMICA DA ÁGUA 
1
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. 
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 
Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
VARIAÇÕES NA TAXA DE ÁGUA 
Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 
ESPÉCIE 
Água-viva - 98% de água 
Sementes - 10% de água 
Espécie humana - 70% de água 
4
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 áágguuaa pprreecciissaa rreeppoorr ppoorr ddiiaa:: 
Beber água - 1,5 litros. Ingerir alimentos - 1,0 litro 5 
Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
VARIAÇÕES NA TAXA DE ÁGUA 
IDADE 
Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 
Feto humano – 94% de água 
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  • 1. Profa. Denise Esteves MoritzB - UINOISUQL UÍMICA AULA 03 BIOQUÍMICA DA ÁGUA 1
  • 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 pequenas quantidades, inodora e insípida, essencial a todas as formas de vida, composta por hidrogênio e oxigênio. Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 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; 3 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 4. VARIAÇÕES NA TAXA DE ÁGUA Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL ESPÉCIE Água-viva - 98% de água Sementes - 10% de água Espécie humana - 70% de água 4
  • 5. 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 áágguuaa pprreecciissaa rreeppoorr ppoorr ddiiaa:: Beber água - 1,5 litros. Ingerir alimentos - 1,0 litro 5 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 6. VARIAÇÕES NA TAXA DE ÁGUA IDADE Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Feto humano – 94% de água Recém-nascido – 69% de água Adulto – 60% de água 6
  • 7. METABOLISMO A quantidade de água é diretamente proporcional à atividade metabólica da célula. Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Neurônio – 80% de água Célula óssea – 50% de água 7
  • 8. Meio onde ocorrem todas Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Reações celulares Composto mais importante das células Água 8
  • 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 (-). 9 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 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. 10 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 11. Pontes de Hidrogênio 11 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 12. Pontes de Hidrogênio comuns em sistemas biológicos 12 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 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. 13 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 14. HH22OO DDIISSSSOOLLVVEE EESSTTRRUUTTUURRAASS CCRRIISSTTAALLIINNAASS Propriedades 14 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 15. Solubilidade  A interação com solutos ocorre porque a água é um líquido polar  A água pode dissolver: Propriedades Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 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
  • 16. Solubilidade  Substâncias anfipáticas (fosfolipídeos, proteínas, ácidos nucléicos) – A água forma micelas, interatuando com a porção hidrofílica e repelindo a porção hidrofóbica Propriedade 16 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 17. H2O altamente reativa • Favorece interações hidrofóbicas; Propriedades • 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; 17 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 18. Tensão Superficial Propriedades 18 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 19. PROPRIEDADES DA ÁGUA Propriedades Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 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
  • 20. PROPRIEDADES DA ÁGUA Propriedades Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 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
  • 21. PROPRIEDADES DA ÁGUA Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 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. 3. FUNÇÕES DA ÁGUA TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS FACILITA REAÇÕES QUÍMICAS TERMORREGULAÇÃO LUBRIFICANTE REAÇÕES DE HIDRÓLISE EQUILÍBRIO OSMÓTICO EQUILÍBRIO ÁCIDO BASE 22 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 23. Funções 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 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 24. Funções 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 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 25. Funções 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 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 26. 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. Funções 26 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 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. 27 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 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 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL hidrogênio)  menor interação 28
  • 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. 29 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 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 [H+][OH-] [H2O] 30   Keq = Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL   pH =log 1 [H+] =-log[H+]
  • 31. Cálculos:  Água Pura: 1 em cada 107 moléculas de água está ionizada em cada [H+][OH-] [H2O] Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 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 31   Keq =   [H+][OH-] [55,5M] Keq =   Keq.55,5=[H+][OH-]=Kw KeqH2O=1,8x10-16   =1,8x10-16M.55,5M=[H][OH]=Kw Kw=99,9x10-16M2=[H][OH] 1x10-14M2=[H][OH] Ionização
  • 32. Cálculos: Na água pura... A [H+]=[OH-], então: Kw= [H+]. [H+] ou Kw=[H+]2 [H+]= =[H+]= P é dito como: “logarítimo negativo de”  32 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL   Kw   1x10-14M 2 =10-7   pH =log 1 [H+] =-log[H+] pH =log 1 [1x10-7 ] =log1+log7=0+7,0=7,0 pH =7,0 Ionização
  • 33. Ionização da Água Ionização 33 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 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 34 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 35. Curva de Titulação Ionização Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL 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
  • 36. Ionização Profa. Denise Esteves Moritz - UN3IS6UL
  • 37. Vídeo 37 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 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) 38 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 39. Tampões Sistema Tampão Bicarbonato É um sistema tampão fisiológico efetivo Principal tampão do espaço extracelular: ácido carbônico Ionização /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. 39 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 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. 40 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 41. Vídeo 41 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 42. Alterações do Equilíbrio ácido-básico Ionização Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL Condição Causas possíveis acidose respiratória apnéia ou capacidade pulmonar prejudicada, com acúmulo de CO2 nos pulmões. acidose metabólica ingestão de ácido, produção de cetoácidos no diabetes descompensado ou disfunção renal. (Em todas elas, há um acúmulo de H+ não decorrente de um excesso de CO2.) Condição Causas possíveis alcalose respiratória hiperventilação, produzindo diminuição do CO2 no sangue. alcalose metabólica ingestão de álcali (base), vômitos prolongados (perda de HCl) ou desidratação extrema levando a retenção de bicarbonato pelos rins. (O aspecto comum é a perda de H+ não decorrente de uma baixa do CO2 sangüíneo) 42
  • 43. 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). Ionização 43 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
  • 44. pH na Saúde e Doença Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL potencial hidrogeniônico pH importante para: Conformação de proteínas Catálise enzimática Transporte de O2 Dissociação de moléculas 44
  • 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 45 Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL