RESUMO ENTALPIA CALORIMETRIA METABOLISMO

Prévia do material em texto

IBMR – INSTITUTO DE MEDICINA DE REABILITAÇÃO
GABRIELA CAVALCANTI FRANCO
RESUMO:
ENTALPIA, CALORIMETRIA, METABOLISMO DA PROTEÍNAS, CARBOIDRATOS E LIPÍDEOS
RIO DE JANEIRO
2017
Entalpia
A entalpia é a quantidade de energia em uma substância, ela está envolvida na termoquímica, que estuda as trocas de calor durante uma reação química, que envolve o sistema e o meio ambiente externo. 
Na maioria das reações químicas, possuem liberação ou absorção de calor. Na reação química com liberação de calor é chamada de exotérmica e quando a reação para ocorrer, possui a necessidade de absorver calor, ela é chamada de endotérmica.
Para calcular a variação de entalpia, é preciso calcular a diferença entre a entalpia dos produtos e a entalpia dos reagentes. O calor liberado ou absorvido de uma reação é simbolizado por H.
Não podemos ter a possibilidade de medir a quantidade de energia de determinada substância, mas podemos calcular sua variação, utilizando a fórmula:
 H = H Final – H Inicial
 
Então, para entalpia de reação exotérmica a entalpia final é menor que a inicial, pois é nesse tipo de reação que libera energia. Um exemplo, é a combustão da queima dos alimentos pelo organismo.
E para reações endotérmicas, a entalpia final é maior que a inicial, pelo fato deste tipo de reação ser endotérmica e absorver energia. Um exemplo é a planta que absorve energia da luz, fazendo com que tenha uma reação entre o gás carbônico e a água, que é fonte de carboidratos e libera oxigênio, permitindo o crescimento de plantas e a produção de frutos.
A variação da entalpia pode depender da pressão, temperatura, número de mols, seu estado físico, e variedade alotrópica das substâncias, para entalpias que sejam comparadas com a mesma condição, é chamada de entalpia- padrão.
Algumas reações não podem ser sintetizadas, então sua entalpia é conhecida por outra entalpia de outras reações, utilizando a conhecida Lei de Hess que afirma que em uma reação, a variação da entalpia é igual independente da etapa em que ela ocorre, a mudança de entalpia de uma reação é igual a soma das mudanças das entalpias em fases individuais.
Entalpia de Combustão: 
A entalpia que se refere a energia que é liberada no processo de combustão de um mol de algum composto, ou seja, ela libera energia para o meio em forma de calor. Podemos concluir que a entalpia de combustão é exotérmica, pela liberação de energia, e sua variação sempre será negativa, pelo fato de a energia dos reagentes ser maior que a energia dos produtos.
Entalpia Padrão:
A entalpia padrão é o valor do ponto inicial para as medidas da variação, que é sempre zero, toda substância simples tem seu valor igual a zero. Sua importância é garantida, pois a partir dela é possível fazermos comparativos de entalpias de diferentes substâncias, com condições de temperatura e pressão também diferentes.
Entalpia de Ligação:
É a quantidade de energia compreendida para o rompimento de 1 mol de ligações químicas entre átomos que estão numa temperatura de 25 graus e pressão de 1 ATM. Quando ocorre o rompimento das ligações químicas dos reagentes é um processo endotérmico e se tiver necessidade, e se for necessário uma reorganização molecular para criação de novas moléculas, teremos um processo exotérmico.
Entalpia de Formação:
É a energia, no caso, calor que pode ser liberado ou absorvida, quando se forma 1 mol de substância simples. Sua variação de entalpia pode ser calculada desde que tenha o número da entalpia de formação da reação que forma a substância.
Exemplo: Calcule o valor da entalpia de combustão de um mol do benzeno (C6H6) sabendo que ele apresenta entalpia de formação no estado líquido igual a +49 kJ/mol, que o CO2 gasoso apresenta –394 kJ/mol e que o valor da água líquida é de –286 kJ/mol.
C6H6 + 15/2O2 → 6 CO2 + 3 H2O
Hp = 6.HCO2 + 3. HH2O
Hp = 6.(–394) + 3.(–286)
Hp = -2364 - 858
Hp = - 3222 KJ.mol-1
Hr = 1.HC6H6 + 15/2. HO2
Hr = 1.(+49) + 15/2(0)
Hr = +49 KJ.mol-1
ΔH = Hp – Hr
ΔH= - 3222 - (+49)
ΔH= - 3222 - 49
ΔH= - 3271 KJ.mol-1
Calorimetria
Dentro da física, existe a termodinâmica, a área científica que estuda o calor. Dentro da termodinâmica, um dos conhecimentos específicos da área é a calorimetria.
A calorimetria é o estudo da troca de calor (energia) entre corpos. Calor é compreendido pela energia térmica em um corpo que se dissipa para outro corpo pelo fator de diferença de temperatura, de modo que se iguale.
A temperatura é relacionada ao formato ou estado de movimentação e agitação das moléculas, quanto mais agitação das moléculas, mais quente é o corpo, e quanto menos agitação, mais frio. Ela pode ser medida em três escalas termométricas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin, para converter de uma escala para outra, é necessário o uso da fórmula:
Celsius e Fahrenheit
Tc = Tf – 32
5 9
Celsius e Kelvin
Tk = Tc + 273
O calor é a movimentação da energia térmica entre dois corpos, e quando eles chegam na mesma temperatura, eles entram no equilíbrio térmico, e sua temperatura final é a temperatura de equilíbrio. 
Corpos e substâncias, quando recebem ou cedem calor, tem diferentes jeitos de reagir, uns podem esquentar mais rápido que outros, é o que denominamos de capacidade térmica. A capacidade térmica depende da massa e do calor específica, para realizarmos o seu cálculo através da fórmula c = m.v.
O calor sensível necessita da massa, do calor específico e da variação de temperatura do corpo. A variação de temperatura é um resultado, das transações de calor, para calcularmos usamos a fórmula: Q = m.c. t
O calor latente determina a porção de calor recebido ou cedido por um corpo, ao mesmo tempo que seu estado físico se transforma. Nesse processo, sua temperatura não altera, ela permanece a mesma, então ele não avalia essa variação. A fórmula do calor latente é: Q = m.l.
 
O calor se propaga do corpo mais quente para o mais frio, isso acontece por três procedimentos diferentes: condução, convecção e a irradiação.
Na condução, a energia é transmitida por causa da agitação molecular. Alguns corpos são condutores térmicos (Ex: metais), pois ocorre muito rapidamente, e quando ocorre o contrário, são chamados de isolante térmico (Ex: madeira e água).
A convecção, só é realizada em líquidos e gases, o transporte de calor pela convecção é feita pelo fluxo de massa fluida.
A Irradiação ocorre por mediação das ondas eletromagnéticas. As ondas transferem energia que são captadas pelos corpos. Essa captação pode ocasionar uma movimentação das moléculas mudando então, sua temperatura. Esse processo pode ocorrer em materiais ou no próprio vácuo. 
Exemplo:
Inicialmente em estado líquido, um corpo com massa igual a 60g, é resfriado e alcança devido ao resfriamento o estado de fusão. Sabendo que a quantidade de calor é 1200 cal, determine o calor latente de fusão desse corpo. 
Resolução
Q = m.l
L = Q/m
L = 1200/60
L = 20 cal/g
Metabolismo dos Carboidratos
Ao ingerirmos Carboidratos, eles se transformam em glicose. O papel crucial do metamolismo de carboidratos é fornecer e armazenar energia, através das fases da glicólise.
A glicólise é o meio primordial do processo de sintetização da glicose pelas enzimas, isso ocorre no citoplasma da célula. São dez reações químicas catalisadas por dez enzimas específicas, o fosfato é um dos principais ingredientes, ele que vai capturar a glicose nas células.
Após ingerirmos carboidratos, eles passam pela fase enzimática de hidrólise das ligações glicosídicas, lá as moléculas se quebram em polímeros para se integrar as células, se modificando em glicose, entram nas vias pentoses, e após isso a glicose retém fosfato, e a glicose continua armazenada dentro da célula, sem poder conectar-se a corrente sanguínea, isso é a glicólise.
A Glicólise com oxigênio é aeróbico/catabólico, e seu produto final é pivurato que aciona o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória, gerando maisenergia para o organismo.
A Glicólise sem oxigênio é anaeróbico/anabólico, ela não ativa o ciclo de Krebs e nem a cadeia respiratória, e o produto final é lactato, quanto mais exercício ou estímulo físico, mas lactato irá formar, ele é responsável pela fadiga muscular, o lactato é levado para o fígado, através das correntes sanguíneas, e lá ele será transformado em glicose, esse processo é a Glicogênese.
Metabolismo de Lipídeos
O metabolismo lipídico acontece no fígado, o lipídio vem dos alimentos que comemos ou da reserva do tecido adiposo.
Normalmente, os lipídeos que ingerimos são em forma de triglicerídeos (TG), o armazenamento de ácidos graxos na forma de triglicerídeos é mais eficaz do que os carboidratos em glicogênio. No momento em que nossos hormônios precisam de energia metabólica, é liberado triglicerídeos para converter eles em ácidos graxos livres, que são oxidados para gerar energia. Os fosfolipídios, colesterol e vitaminas lipossolúveis também participam diariamente de nossa dieta.
Os lipídios são emulsificados no duodeno, pela execução da bile, gerando partículas que contém principalmente triglicerídeos. São essas partículas que acionam as lipases pancreáticas (enzimas responsáveis pela digestão dos lipídeos), essas enzimas ficam no suco pancreático, agindo apenas em Ph alcalino, isso é possível pois no suco pancreático, também encontramos bicarbonato de sódio. As lipases irão quebrar o os lipídios em ácidos graxos livres, além dos monoglicerídeos, que irão catalisar a hidrólise dos triglicerídeos como a geração de dois monoglicerídidos e dois ácidos graxos, que são os essenciais geradores de energia. Os ácidos graxos não só geram energia, mas também são isolantes térmicos, formam hormônios e sinalizam e regulam.
Metabolismo das Proteínas
As protéinas são macromoléculas compostas de aminoácidos que são ligadas por ligações peptídicas.
As proteínas são grandes para serem digeridas, então devem ser hidrolisadas em aminoácidos para poderem ser digeridas pelo intestino.Na digestão das proteínas, elas são degeneradas à oligopeptídeos e a aminoácidos livres.
As enzimas proteolíticas são produzidas pelo pâncreas, intestino delgado e estômago.
As moléculas da primeira parte processo digestivo, chegam ao duodeno com Ph baixo, fazendo com que ocorra a secreção da secretina, que são formadas no intestino pelas células S. Essa secretina faz com que o bicarbonato de sódio seja liberado pelo pâncreas e fígado, deixando o ph entre 7,8 e 8,2, ou seja, aumentou o ph.
A ativação das enzimas proteolíticas é feita pela mediação da secreção de colecistocinina e secretina. Os aminoácidos livres e dipeptídeos são ingeridos pelas células epiteliais do intestino, e os dipeptídeos são hidrolisados antes de entrar na corrente sanguínea. Os aminoácidos são metabolizados no fígado.
O transporte ativo é fundamental para levar os aminoácidos do meio extracelular para o intracelular.
O glutamato é produzido na transaminação, e pode ser oxidadativamente desaminado, que resulta no cetoglutarato e na liberação de amino, como amônia livre. São reações que ocorrem normalmente, no fígado e nos rins, e fornecem cetoácidos e amônia que é fonte de nitrogênio na síntese de uréia.
Quando a energia está baixa, a deterioração dos aminoácidos por glutamato de desidrogenase é alta, gerando cetoglutarato para o ciclo de Krebs.
No ciclo da uréia, as primeiras reações ocorrem na mitocôndria, e as outras enzimas ficam no citosol.
A ornitina e a citrulina são aminoácidos básicos no ciclo da uréia, mas não estão incorporados na proteína. A ornitina é incorporada cada volta do ciclo da ureia e a citrulina é transportada para o citosol. O argininosuccinato é cortado para a formação de arginina e fumarato, e a arginina é percurosa da ureia. A arginase corta a arginina em ornitina e uréia.
A uréia expande a partir do fígado e é transportada pelo sangue até os rins, e então, será filtrada e excretada pela urina.