Bioquímica Veterinária - Água

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BIOQUÍMICA VETERINÁRIA 
ÁGUA 
É a substância mais abundante nos sistemas vivos, 
constituindo mais de 70% do peso da maioria dos 
organismos. 
Hidróxido de hidrogênio ou monóxido de 
hidrogênio é uma substância líquida, incolor a 
olho nu em pequenas quantidades, inodora e 
insípida, essencial a todas as formas de vida, 
composta por hidrogênio e oxigênio. 
• Metabolismo celular é o conjunto de rotas 
catabólicas e anabólicas catalisadas por 
enzimas. 
PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS 
• Permeia todas as porções das diferentes 
células, no meio intra e extracelular. 
• Importante no transporte de nutrientes 
(sistema circulatório, linfático e seiva nos 
vegetais, por exemplo) e reações 
metabólicas (glicólise por exemplo). 
• Os aspectos da estrutura celular e suas 
funções são adaptadas às propriedades 
físico-químicas da água. 
• As taxas de água variam de acordo com a 
espécie, idade e ação do metabolismo. 
• A água é ingressa nos organismos por meio 
da ingestão e alimentos. Recomendado 
ingestão de 2L de água por dia. 
• Vias de eliminação: pele (transpiração), 
pulmões (respiração, pra ser mais exato, a 
expiração), rins (urina) e intestino. 
• Ponto de fusão, é o ponto que marca 
mudança do estado sólido para o estado 
líquido: 0°C. 
• Ponto de ebulição, ponto de mudança do 
estado líquido para o gasoso: 100°C 
A molécula de água e seus produtos de ionização, 
H⁺ e OH⁻, influenciam diretamente a estrutura, a 
organização e as propriedades de todos os 
componentes celulares, incluindo proteínas, 
ácidos nucleicos e lipídeos. 
As ligações não covalentes são decisivamente 
influenciadas pelas propriedades da água como 
solvente, incluindo a sua capacidade de formar 
pontes de hidrogênios com ela mesma e com 
solutos. 
 
VARIAÇÕES NA TAXA DE ÁGUA 
Espécie 
Água-viva: 98% de água 
Sementes são consideradas as matérias vivas com 
menor teor de água do planeta: 10 a 20% de água 
Espécie humana/animais: 70% de água 
Idade 
Feto humano: 94% de água 
Recém-nascido: 75% de água 
Adultos: 70% de água 
Animais domésticos adultos: 65 a 70% 
Neonatos: 75% 
Metabolismo 
• Em relação ao organismo, intracelular 
encontramos 55 a 60% de água. Já na região 
extracelular, em torno de 40 a 45%. 
• A quantidade de água é diretamente 
proporcional à atividade metabólica celular. 
Quanto mais a célula trabalha, mais ela vai 
ter quantidades de água. Exemplo: neurônio 
– 80% de água, célula óssea – 50%. 
Então, a água é o meio onde ocorre todas as reações 
celulares, sendo assim o composto mais importante 
das células. 
Cérebro ocupa o SNC, tendo 75% de água, assim 
como o coração. Os pulmões, que são responsáveis 
respiração e trocas gasosas, possuem 86% de água. 
Fígado também tem 86% de água. Os rins têm 83% 
de água, responsável pela excreção de produtos 
nitrogenados: amônia, ác. úrico e ureia. Sangue 
(transporte) possui 80%, e os músculos 75%. 
Em relação ao fluido gastrointestinal, equinos 
possuem 30 a 45L de água, e bovinos possuem 30 
a 60L de água. 
 
 
 
ESTRUTURA 
Cada átomo de hidrogênio de uma molécula de 
água compartilha um par de elétrons com o átomo 
central do oxigênio, gerando uma geometria 
próxima ao tetraedro (ângulo em torno de 104,5°). 
Os pares de elétrons não compartilhados geram 
uma carga parcial (-) próxima ao oxigênio. 
 
a) Representa a natureza dipolar da molécula 
de água mostrada em modelo de esfera e 
bastão 
b) Representa duas moléculas de água 
unidas por ligação de hidrogênio entre o 
átomo de oxigênio dorsalmente e um átomo 
de hidrogênio da molécula ventralmente. 
Essas ligações de hidrogênio são mais 
longas e mais fracas que as covalentes O-H. 
 
 O oxigênio atrai elétrons mais fortemente 
que o hidrogênio, ou seja, o oxigênio é 
mais eletronegativo. Está relacionado à 
capacidade de atração, formando assim 
uma nuvem eletrônica negativa. 
 Já os hidrogênios ficam com nuvens 
positivas caracterizando polos distintos. 
Dessa maneira, a água é uma molécula 
Polar. 
Como resultado, existe uma atração eletroestática 
entre o átomo de hidrogênio de uma molécula de 
água e um átomo de hidrogênio de outra molécula 
de água. Essa atração, essa ligação, é chamada de 
ligação de hidrogênio. 
Ligações de hidrogênio são relativamente fracas, 
sendo mais fracas que as ligações covalentes. 
Geralmente essas ligações ocorrem entre H e 
O/N/F. Ocorrem entre diferentes moléculas 
diferentes de água. Numa mesma molécula de 
água, ligando os elementos, existe ligação 
covalente. 
A soma de todas as ligações de hidrogênio entre as 
moléculas de água confere à água líquida uma 
grande coesão interna. 
Vale a pena ressaltar que as ligações de hidrogênio 
não são exclusivas para as moléculas de água. Elas 
se formam basicamente entre um átomo 
eletronegativo (aceptor de hidrogênio, geralmente 
oxigênio ou hidrogênio) e um átomo de hidrogênio 
ligado covalentemente a outro átomo 
eletronegativo (doador de hidrogênio). 
As ligações de hidrogênio são, portanto, altamente 
direcionais e capazes de manter duas moléculas ou 
grupos unidos por ligações de hidrogênio em um 
arranjo de geometria específica. Como será visto 
posteriormente, essa propriedade das ligações de 
hidrogênio confere estruturas tridimensionais 
muito precisas a moléculas proteicas e ácidos 
nucleicos, que têm muitas ligações de hidrogênio 
intramoleculares. 
 
O arranjo tetraédrico dos orbitais ao redor do 
oxigênio permite que cada molécula de água 
forme ligações de hidrogênio com até quatro 
moléculas de água vizinhas. 
Basicamente a água possui três estados na natureza: 
✓ Vapor, sendo um monômero. Monômero é 
uma pequena molécula, uma unidade 
construtiva que vai se juntando com outras 
moléculas semelhantes para formar 
unidades mais complexas, chamadas 
polímeros. 
✓ Sólido, estado de gelo. A estrutura do gelo 
forma uma rede de moléculas de água. Ou 
seja, é um polímero de estrutura cristalina, 
onde cada monômero se liga a outros quatro 
por meio de ligações de hidrogênio. 
 
 
✓ Líquido - as propriedades da água são 
determinadas pelas ligações de hidrogênio: 
▪ Ponto de ebulição – temperatura que 
a água precisa para passar do estado 
líquido para o gasoso. 
▪ Ponto de fusão – temperatura na 
qual passa do estado sólido para o 
estado líquido 
▪ Calor latente de vaporização – 
energia necessária, a quantidade de 
calor que eu tenho que oferecer a 
água em Joules, para que acontece 
essa passagem do estado líquido 
para o vapor. 
▪ Calor latente de fusão – calor 
necessário em Joules para que 
aconteça a mudança do estado físico 
do gelo para líquido 
▪ Condutibilidade térmica – é a 
capacidade de passar, transportar, 
conduzir calor e corrente elétrica. 
▪ Tensão superficial – capacidade da 
água, por meio de suas moléculas e 
sua coesão, de gerarem uma camada 
bem rígida e elástica em sua 
superfície. Então, ela se mantém 
coesa em sua superfície com uma 
camada elástica e resistente. 
PROPRIEDADES DA ÁGUA 
SOLVENTE UNIVERSAL 
Primeiramente, a água é tida como solvente 
universal. Mas qual a diferença entre solvente e 
soluto? Bom, solvente é a substância que irá 
realizar a dissolução para a formação de um novo 
produto. Soluto é a substância que se encontra 
dispersa no solvente e é a que será dissolvida. 
qntd. Solvente > qntd. Soluto numa substância. 
 A água é um solvente polar. Nesse 
sentido, ela dissolve prontamente a maioria 
das biomoléculas, que em geral são 
substâncias e iônicas, como sais açúcares, e 
facilita a sua interação química, que auxilia 
metabolismos complexos. 
Compostos que se dissolvem facilmente 
na água são chamados hidrofílicos (do 
grego “que ama a água”). Em contrapartida, 
solventes apolares, como clorofórmio e 
benzeno, são solventes ruins para 
biomoléculas polares, mas dissolvem 
prontamente moléculas hidrofóbicas – 
moléculas apolares como lipídeose ceras. 
A água também dissolve estruturas cristalinas, sais 
como NaCl pela hidratação e estabilização dos íons 
Na⁺ e Cl⁻. Então, a água vai quebrando as ligações 
iônicas entre eles, hidratando o composto, gerando 
assim os íons separadamente. 
A água como solvente. A água dissolve muitos 
sais cristalinos por meio da hidratação de seus íons. 
A rede cristalina do NaCl é desfeita quando as 
moléculas de água se aglomeram ao redor dos íons 
Cl– e Na1. As cargas iônicas são parcialmente 
neutralizadas, e as atrações eletrostáticas 
necessárias para a formação da rede são 
enfraquecidas. 
 
1. SOLUBILIDADE 
A interação com solutos ocorre porque a água é um 
líquido polar. Lembrando, polar dissolve polar, e 
apolar dissolve apolar. 
A água pode dissolver: 
✓ Sais cristalinos: interage com íons que 
unem os átomos do sal, hidratando então 
esses íons. 
✓ Compostos orgânicos polares: açúcares, 
álcoois, aldeídos, cetonas, ácidos – 
alterações de propriedades. 
o Clorofórmio, éter, benzeno > 
solventes apolares 
o CO2, O2 > proteínas carreadoras. 
Não polares, a solubilidade em água é 
baixa. À medida que alcança a 
polaridade, forma-se polos em sua 
estrutura, aumenta-se a solubilidade. 
 
Compostos anfipáticos contém regiões polares e 
regiões apolares. Quando um composto anfipático 
é misturado com a água, a região polar hidrofílica 
interage favoravelmente com a água e tende a se 
dissolver, mas a região apolar hidrofóbica tende a 
evitar contato com a água. 
 
✓ Fosfolipídeos, proteínas, pigmentos. 
Então, a água condiciona a formação de micelas, 
interagindo com a porção hidrofílica e repelindo a 
porção hidrofóbica. Micela é essa estrutura 
globular, formada pela união de compostos 
anfipáticos em contato com a água. 
 
 
 
2. TENSÃO SUPERFICIAL 
É o fenômeno físico que ocorre a partir das forças 
de coesão entre moléculas semelhantes, capaz de 
modificar o comportamento de espessura de um 
líquido. Então, é gerada em função das forças de 
união encontrada na superfície da água. 
Gera ainda uma membrana elástica na superfície 
hídrica. 
3. ALTO CALOR ESPECÍFICO 
É a quantidade de calor que um grama de uma 
substância precisa absorver para aumentar sua 
temperatura em 1°C. Devido a essa propriedade, os 
seres vivos não sofrem variações bruscas de 
temperatura. 
Calor específico da água – 4.184 J. 
4. CALOR DE VAPORIZAÇÃO 
É a quantidade de calor necessária para que uma 
substância passe do estado líquido para o estado de 
vapor. Graças a esse elevado calor de vaporização 
da água, uma superfície se resfria quando perde 
água na forma de vapor. 
5. CAPILARIDADE 
Quando a extremidade de um tubo fino de paredes 
hidrófilas é mergulhada na água, as moléculas 
literalmente “sobem pelas paredes” internas do 
tubo, graças a coesão e a adesão entre as moléculas 
de água. 
Hematócrito 
 
 
FUNÇÕES DA ÁGUA 
 Importante ao transporte de substâncias, 
facilita a reações químicas, participa do 
processo de termorregulação, age como 
lubrificante, atua no equilíbrio osmótico e 
realiza o equilíbrio ácido-base. 
TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS 
A presença de água permite a difusão nos seres 
mais primitivos. A difusão é a passagem do soluto 
do meio mais concentrado para o meio menos 
concentrado, até atingir um equilíbrio entre as 
concentrações. 
Os meios mais evoluídos apresentam sistemas 
circulatórios completos (sangue, linfa, seiva 
vegetal). 
O sistema urinário: eliminação de toxinas. Peixes 
excretam amônio, aves e répteis ácido úrico, e 
mamíferos excretam ureia. 
Ainda, para facilitar o transporte dessas 
substâncias, as células apresentam-se em estado 
coloidal, ou seja, rico em água. 
FACILITA REAÇÕES QUÍMICAS 
A maioria dos reagentes ocorrem com os reagentes 
em estado de solução. 
Reação de condensação é a formação de água no 
produto de uma reação química. Então, em algumas 
reações, a união das moléculas ocorre com a 
formação de água como produto. 
 
✓ Respiração celular, com reagentes 
principais a glicose e o oxigênio. Então, 
forma-se energia em forma de ATP, gás 
carbônico e água. Logo, quando água é 
formada em uma reação, chama-se, de 
maneira genérica, reação de condensação. 
Por outro lado, temos reações de quebra de 
moléculas nas quais a água participa como 
reagente, denominadas hidrólise. “lise” é quebra, 
hidro “água”, então, a quebra da água, em que ela 
participa como reagente. 
 
✓ Fotossíntese, como reagentes temos gás 
carbônico e água. A água será quebrada 
obviamente pela radiação luminosa e a 
formação de glicose e oxigênio. 
TERMORREGULAÇÃO 
Como todos sabem, os seres vivos só podem existir 
em uma estreita faixa de temperatura. 
Logo, a água possui a habilidade de evitar 
variações bruscas de temperatura dos 
organismos. Ainda, o mecanismo de transpiração 
diminui a temperatura corporal de mamíferos. 
LUBRIFICANTE 
A água exerce um papel lubrificante 
principalmente nas articulações e entre os 
órgãos, para diminuir o atrito entre essas regiões. 
A lágrima diminui o atrito das pálpebras sobre o 
globo ocular. 
Saliva > facilita a deglutição dos alimentos. Na 
saliva existe a Amilase salivar, enzima responsável 
pela degradação de amido. 
OSMOSE 
Osmose é a passagem do solvente, a água, do 
meio menos concentrado para o meio mais 
concentrado. Então, osmose é o movimento da 
água através de uma membrana semipermeável 
ocasionado por diferenças na pressão osmótica. 
Muito importante para o funcionamento celular 
Em uma região isotônica, uma célula nunca ganha 
ou perde água. Em soluções hipertônicas, a célula 
encolhe assim que a água se transfere para fora. Em 
soluções hipotônicas, a célula incha assim que a 
água entra. 
 
IONIZAÇÃO DA ÁGUA 
Normalmente, as moléculas de água tendem a 
sofrer o processo de ionização (reversível). Então, 
uma molécula de água dá origem a dois íons, H⁺ e 
OH⁻. 
pH é a concentração total de H⁺ a partir de todas as 
suas fontes. 
Água pura > pH neutro. 
• Controle biológico do pH das células é de 
importância central no metabolismo e 
atividades celulares, e mudanças no pH 
sanguíneo têm consequências fisiológicas 
marcantes. Cada estrutura do nosso corpo 
deve funcionar com um pH constante. 
• pH também afeta a estrutura das 
macromoléculas, por exemplo das enzimas. 
• As medidas do pH do sangue e da urina são 
utilizados em diagnósticos. 
 
Essa imagem representa o pH ótimo de algumas 
enzimas. A pepsina encontrada no estômago, é 
uma enzima digestiva secretada no suco 
gástrico, que tem pH ~ 1,5, em que ela trabalha 
de forma ótima nesse pH. A tripsina, uma 
enzima digestiva que age no intestino delgado, 
age no pH ideal entre 6,5~7, sendo um pH 
neutro. A fosfatase alcalina, produzida pelo 
fígado e ductos biliares, possui um ph ideal 
básica, aproximadamente 8,5.