O documento discute a água e tampões no contexto da bioquímica estrutural. A água é capaz de solubilizar substâncias iônicas, covalentes e anfipáticas através da formação de pontes de hidrogênio. O pH é controlado por sistemas tampão que mantêm o equilíbrio ácido-base, como o sistema bicarbonato/ácido carbônico no organismo. Distúrbios no equilíbrio ácido-base incluem acidose e alcalose respiratória e metabólica.

1. Bioquímica Estrutural
Água – Tampões
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2. Água - Tampões
• Água = solvente universal, capaz de solubilizar
substâncias iônicas, covalentes e anfipáticas
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3. Solubilização de substâncias iônicas
A força de atração do cátion pelo ânion diminui até
80X na água, permitindo que cada partícula fique
envolvida pela água, isto é, fique em solução
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4. Solubilização de substâncias covalentes
Substâncias covalentes se dissolvem na água formando
pontes de hidrogênio com moléculas de água
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5. Solubilização de moléculas anfipáticas
Moléculas anfipáticas em meio aquoso se orientam
com a parte hidrofílica polar para fora, e a parte
hidrofóbica apolar para fora.
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6. pH e Tampões
• A água se dissocia espontaneamente:
H2O ↔H+ + OH- (hidroxila)
H+ + H2O ↔ H3O+ (hidrônio) abreviadamente H+
• Os íons OH- e H+ são de grande importância
nas funções biológicas, sendo que a
concentração de H+ varia de 1 a 10-14mol/L, e a
concentração de OH- acompanha em sentido
inverso:
quando H+ sobe, OH- desce.
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7. O pH é responsável pela reação das soluções,
existindo as seguintes situações:
pH < pOH pH = pOH pH ˃ pOH
Reação ácida Neutra Alcalina
A água pura tem reação neutra e a 25⁰C
pH = 7,0, e portanto pOH = 7,0
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8. Modificação do pH da água por
adição de ácidos e bases:
Adição Adição
H3CCOOH de ácido de base NH4OH NaOH
HCl pH 1 H2O pH 7
pH 4 pH 9 pH 13
Escala de pH
0 7 14
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9. Controle do pH – Sistemas tampões
Solução sem tampão
pH 3 Ácido + pH 7 + Base pH 11
Solução com tampão
pH 6,5 Ácido + pH 7 + Base pH 7,5
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10. Um sistema tampão é constituído por:
Um doador de prótons
 Um aceptor de prótons
O mecanismo do efeito tampão pode ser
resumido da seguinte maneira:
O tampão:
 Recolhe prótons quando há excesso
 Fornece prótons quando há falta
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11. Estrutura de um tampão
É formado por um ácido fraco + sal do mesmo
ácido fraco obtido com uma base forte:
H3C-COONa + Na+
Aceptor
H+ + H3C-COO-
Doador
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12. Tampões biológicos
• Sistema bicarbonato/ácido carbônico: é o
mais importante do organismo para evitar
variações de pH. Responde por cerca de 75%
da capacidade tamponante do plasma
sanguíneo.
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14. Sistema hemoglobina
Principal tampão dos glóbulos vermelhos, tendo sua ação
tamponante ligada à presença de grupos de ácidos fracos (-
COOH) e bases fracas (-NH2).
- Em meio ácido: a hemoglobina libera O2, significando
diminuição da afinidade da hemoglobina pelo O2.
Fisiologicamente útil aos tecidos, onde um ambiente
levemente ácido serve para liberar o O2 mais facilmente da
hemoglobina.
- Em meio alcalino: aumenta a afinidade da hemoglobina
pelo O2, produzindo maior saturação da hemoglobina. Isso
ajuda a aumentar o carreamento de O-2 nos capilares
pulmonares (levemente alcalinos) e é uma grande vantagem
no feto onde a pO2 é baixa.
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15. Efeito da afinidade da hemoglobina por oxigênio
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16. Distúrbios no equilíbrio ácido-base
 Acidose respiratória:
• acúmulo de ácidos voláteis;
• tem-se um aumento de CO2 no sangue (aumenta a
pressão de CO2).
• manifestações clínicas podem iniciar-se com cefaléias
e sonolência. Também podem estar presentes
dispnéia, tosse, sudorese, desmaio, cianose, arritmia,
taquicardia, tremores e convulsão. O quadro pode
evoluir para um estado comatoso.
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18. Alcalose respiratória:
• caracterizada pela diminuição de ácidos voláteis;
• tem-se a redução de CO2 no sangue (baixa pressão
de CO2).
• em geral os quadros de alcalose respiratória são
leves e de baixa gravidade. Nos casos mais severos
pode ocorrer hipopotassemia, capaz de gerar
arritmias cardíacas, pela entrada rápida de potássio
nas células em troca pelos íons hidrogênio.
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20. Acidose metabólica
• caracterizada pelo acúmulo de ácidos não voláteis;
tem-se uma redução de bicarbonato do sangue;
• acúmulo de ácido lático, acúmulo de corpos
cetônicos (cetoacidose diabética)
 Alcalose metabólica
• caracterizada pela diminuição de ácidos não voláteis;
tem-se um aumento de bicarbonato do sangue;
• perda de ácidos ou íons hidrogênio por vômitos ou
uso imoderado de diuréticos
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