Aula de Bioquímica da água Alex Barbosa

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FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS
DISCIPLINA: BIOQUÍMICA
Profº Alex Barbosa 
Bioquímica da água, ácidos, bases e tampões
Caso 1
“Paciente de 30 anos de idade, com hipertensão arterial de difícil controle, há cerca de 7 anos. A TA se mantém em torno de 190/110 mmHg. É músico e cantor de trio elétrico. Está em uso irregular de medicamentos anti-hipertensivos. Tem dificuldade em seguir as orientações médicas. Solicito avaliação cardiológica e nefrológica e reorientação terapêutica”.
O que será abordado?
Importância da água como biomolécula
Propriedades químicas e físicas da água
Ação tamponante contra variações de pH nos sistemas biológicos 
O que é água?
(“Hidróxido de hidrogênio" ou "monóxido de hidrogênio" ou ainda "protóxido de hidrogênio") é uma substância líquida que parece incolor a olho nú em pequenas quantidades, inodora e insípida, essencial a todas as formas de vida, composta por hidrogênio e oxigênio. 
OBS: Solvente da vida
 
Fórmula química da água
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Funções biológicas
1- Permeia as células
2- Dissolve e transporta compostos no sangue
3- Transporta solutos entre compartimentos celulares
4- Separa moléculas carregadas
5- Dissipa calor
6- Participa em reações químicas (hidrólise e condensação)
Compartimentos líquidos no corpo
Água está presente:
50-60% do peso corporal de adultos
75% do peso corporal de crianças
40% da água corporal é intracelular 
60% é extracelular (plasma e água intersticial)
Obs: água transcelular é uma pequena porção da água extracelular que escapam através das paredes dos capilares (secreção gastrointestinal, urina, suor) ou na inflamação.
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http://www.uff.br/WebQuest/imagens/pctwtrbody1.gif
Compartimentos líquidos no corpo
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? 
Beber água- 1,5 litros. 
Ingerir alimentos- 1,0 litro 
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Compartimentos líquidos no corpo
Estrutura e Propriedades
Átomo de Hidrogênio compartilha um par de elétrons com o oxigênio – Geometria piramidal (104,5°)
Pares de elétrons não compartilhados geram uma carga parcial (-)
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http://umaquimicairresistivel.blogspot.com.br/2011/07/um-liquido-sem-cor-sem-cheiro-e-sem.html
Propriedades Incomuns: PF (0°C), PE (100°C), CE e Calor de vaporização – maior que os líquidos comuns; solvente “universal”.
Estrutura da molécula da água 
Ponte de hidrogênio no gelo 
Propriedades Incomuns: PF (0°C), PE (100°C), alto calor específico - maior que os líquidos comuns; tensão superficial (pontes de hidrogênio); solvente “universal”. Porquê?
Resp: Dissolve uma gama de substancias que também são polares
Estrutura e Propriedades
Algumas pontes de hidrogênio de importância biológica
Água como solvente
Solutos polares 
Solutos apolares e anfipáticos
Osmose
Movimento da água através de uma membrana semi-permeável impelido por diferenças na pressão osmótica.
Osmolaridade é a concentração de solutos em determinado compartimento. refere-se ao número de partículas osmoticamente ativas de soluto contidas em um litro de solução.
Pressão osmótica é a força de atração do soluto pelo solvente. 
Osmolalidade refere-se ao número de partículas osmoticame-te ativas de soluto presentes em um quilograma do solvente.
Osmolalidade- amostras de soro sangüíneo e de urina. 
Objetivo: diagnostico de desordens de fluídos e são solicitadas para avaliação de terapia por diálise e administração endovenosa de fluidos
pH de alguns fluídos 
aquosos
O que é pH? É uma maneira fácil de se medir a concentração de íons de hidrogênios em uma mistura.
No sangue qual a concentração [H+] ?
[H+] = 4.10-8 mol/L (difícil de trabalhar)
pH= - log [H+]
pH= - log 4.10-8 
pH= log 108 – log 4
pH= 8- 0,6= 7,4
Pode variar entre 7,35 a 7,45
Como ocorre a variação de pH sanguíneo?
Além do metabolismo de cetoácidos (acetoacetato e β- hidroxibutirato
Perigo da variação de pH
Desnaturação de ENZIMAS (PROTEÌNAS) 
Proteína nativa
Proteína desnaturada
A forma tridimensional = FUNÇÃO
A adição de H (solução ácida) permite sua interação com a estrutura da proteína causando desnaturação 
IMPORTÂNCIA:
Desnaturação de proteínas séricas
Desnaturação de enzimas envolvidos no metabolismo energético
Ácidos
Substâncias que cedem hidrogênio em uma solução 
Principal ácido do organismo:
ácido carbônico (H2CO3):
-ácido instável
-se transforma facilmente em dióxido de carbono e água. 
-dióxido de carbono é transportado pelo sangue e eliminado pelos pulmões, enquanto o excesso da água é eliminada pela urina.
Bases
Substâncias que captam o hidrogênio nas soluções
Principal base do organismo:
Bicarbonato
-produzido à partir do metabolismo celular pela 
combinação do dióxido de carbono com a água 
Demais bases:
Fosfatos
numerosas proteínas
hemoglobina. 
Numa reação de ionização há sempre um par ácido-base conjugado.
Para cada doador de próton (ácido) há sempre um receptor (base).
Ácidos e Bases
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Tampões
Soluções em que conseguem manter seu pH mesmo com a adição de pequenas quantidades de ácidos ou bases.
Formado pela junção de um ácido fraco ou uma base fraca com o sal derivado.
Os principais sistemas tampão do corpo humano são:
• Sistema tampão fosfato- controla o pH do citoplasma das células, mantendo próximo a 7,2.
• Sistema tampão bicarbonato- controla o pH do sangue, mantendo entre 7,35 e 7,45.
Sistema tampão da hemoglobina- controla o pH dos eritrócitos, mantendo próximo a 7,2
Equilíbrio ácido-básico
Reabsorção de bicarbonato no rim
Excreção de hidrogênio pelo rim
Tamponamento do sangue ou fluído extracelular 
Sistemas tampões do corpo
Alterações do Equilíbrio ácido-básico
Alterações do Equilíbrio ácido-básico
Alterações do Equilíbrio ácido-básico
Infecção por Plasmodium falciparum pode causar acidose metabólica? Como?
Alterações do Equilíbrio ácido-básico
A acidose metabólica está relacionada ao aumento do metabolismo anaeróbico da glicose, o que, na malária grave, pode decorrer da hipóxia tecidual associada à anemia (diminuição da capacidade de carrear oxigênio), elevação da atividade muscular durante as convulsões, aumento da demanda nutricional pelos eritrócitos parasitados, inibição da oxidação da glicose na mitocôndria dos eritrócitos parasitados causada pela deficiência de tiamina, febre e o consequente aumento das citocinas, além da diminuição da depuração do lactado pelo fígado devido à redução do fluxo sanguíneo hepático.(57) Assim, a combinação dos fatores leva à mudança do metabolismo aeróbio predominantemente nas condições fisiológicas para o anaeróbio levando a um aumento do lactato.(13)
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Alterações do Equilíbrio ácido-básico
Referências 
DEVLIN TM - Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas. 2a ed. 2007, Ed. Edgard Blucher, São Paulo.
Bioquímica Médica Básica de Marks. 2ª ed. Porto Alegre, Artmed, 2007.
VOET D e VOET J - Bioquímica. 3ª ed., São Paulo, Artmed, 2006.
NELSON DL., COX MM. Princípios de bioquímica de Lehninger, 5 ed. 2011, Artmed: Porto Alegre.