Bioquímica - I - aula teórica-1

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Bioquímica - I
Estudo Dirigido de Bioquímica
1- A molécula da água é polar ou apolar? Explique.
2- O que significa o termo pH? Exemplifique.
3- Quais os valores de pH dos principais fluídos biológicos?
4- O que é uma solução tampão? Exemplifique.
5- Qual é o sistema tampão intracelular?
6- Qual é o sistema tampão principal do sangue? Explique como funciona no caso de uma acidose e uma alcalose.
7- Explique e exemplifique dois tipos de Desequilíbrio Hidrossalino.
8- O que são aminoácidos? O que os diferencia?
9- Como se classificam os aminoácidos?
10- O que são e quais são os aminoácidos essenciais?
11- Que outros compostos biologicamente ativos além das proteínas podem ser derivados de aminoácidos? Dê alguns exemplos e suas funções.
12- Como se forma uma ligação peptídica? Exemplifique.
13- Como é a conformação β exibida pela fibroína da seda e da teia da aranha?
14- Onde é encontrada a α-queratina e como é a sua estrutura? Por que ela é insolúvel em água?
15- Onde é encontrado o colágeno e quais suas funções?
16- Como é a estrutura molecular do colágeno? Quais são os aminoácidos incomuns encontrados no colágeno?
17- Que tipo de proteína é a enzima?
18- Qual a função da enzima? Ela trabalha sempre sozinha?
19- Qual a função da coenzima e do co-fator?
20- Do que é formado a coenzima e o co-fator?
21- Qual a importância destes grupos prostéticos?
22- Diferencie e exemplifique enzima normal de enzima reguladora.
Quais são os Componentes Químicos das Células Biológicas?
H2O
Íons inorgânicos (Na+ , K+ , Ca2+ , Mg2+ , PO43- ,...)
Proteínas 
Carboidratos
Lipídeos
Ácidos nucleicos
vitaminas
Água Corporal
2/3 da água total do corpo ( 55 – 65% do peso corporal nos homens e cerca de 10% menos nas mulheres) é fluído intracelular
1/3 é fluído extracelular; sendo que o plasma sanguíneo constitui aproximadamente 25%
Influência da água nas interações moleculares
Temperaturas de fusão,ebulição e calor de vaporização de alguns solventes comuns
Ponto de fusão
( 0C)
Ponto de ebulição
(0C)
Calorde vaporização
( J/g)
água
0
100
2260
metanol
-98
65
1100
etanol
-117
78
854
propanol
-127
97
687
butanol
-90
117
590
acetona
-95
56
523
hexano
-98
69
423
benzeno
6
80
394
butano
-135
-0,5
381
clorofórmio
-63
61
247
Ionização da Água Pura. 
Conceito de pH.
H2O H+ + OH-
Sendo Kw = 1,0.10-14 M
Kw = [H+].[OH-] = [H+]2
[H+] = 1,0.10-7 M
[H+] = 1,0.10-7 M
pH – expressa a acidez do meio
pH = - log[H+]
pH < 7,0 meio ácido
pH = 7,0 meio neutro
pH > 7,0 meio básico ou alcalino
pH de Fluídos Biológicos
Fluído
pH
Plasma
7,4
Fluídointersticial
7,4
Fluído intracelular
6,9
Suco gástrico
1,5 – 3,0
Suco pancreático
7,8 – 8,0
Leitehumano
7,4
Saliva
6,4 – 7,0
Urina
5,0 – 8,0
Ácidos e Bases fracas, tem Ka e Kb características
 Eles são muito comuns nos sistemas biológicos e têm importantes papéis no metabolismo e na sua regulação.
CH2COOH H+ + CH2COO-
HAc H+ + Ac-
 Ka = [H+]. [Ac-]
 [HAc]
 pKa = -logKa
Curva de Titulação revelam o pKa dos ácidos fracos
 A titulação é usada para determinar a concentração de um ácido em uma dada solução.
Ação Tamponante Contra as Variações de pH nos Sistemas Biológicos
Tampões e solução-tampão são sistemas aquosos que tendem a resistir a alteração de pH quando pequenas quantidades de ácido ou de base são adicionadas.
Então, o tamponamento resulta do equilíbrio de duas reações reversíveis que ocorre em uma solução que contém quantidades quase iguais de um doador e seu aceptor de prótons conjugado.
Kw = [H+]. [OH-]
 OH- H2O
 HAc Ac-
 ácido Acetato 
 acético (CH2COO-)
 (CH2COOH) H+
 
Principais Tampões Biológicos
 - Tampão fosfato – fluído intracelular – pH 5,9 – 7,9
 - Tampão bicarbonato – sangue – pH 7,35 – 7,43
 - Tampão mucinas – saliva – pH 6,9 – 7,0
 - Proteínas – sangue.
Obs. A faixa de pH compatível com a Vida é de 7,0 – 7,6
Sistema Tampão Bicarbonato
 H2O
 H+ + HCO3- H2CO3 CO2(d) CO2(g) 
 H2O
 fase aquosa (sangue) fase gasosa
 (espaço aéreo pulmonar)
Distúrbio do Equilíbrio Ácido-Base
Acidose:
 pH sangue < 7,35
A acidose é uma situação metabólica que se caracteriza pela diminuição no plasma da relação bicarbonato/ácido carbônico. Quando a diminuição é causada por queda do bicarbonato, a acidose é chamada metabólica. Quando resulta da elevação do ácido carbônico, a acidose é dita respiratória.
Acidose metabólica – pode resultar dos seguintes processos:
Cetose - quando ocorre catabolismo incompleto das gorduras e proteínas por deficiência de carboidratos ou impossibilidade de sua utilização. Pode ser observada no diabetes, inanição, vômitos cíclicos, glicogenose hepatorrenal.
Acidose renal - retenção de radicais ácidos ou eliminação excessiva de radicais alcalinos. Ocorre em casos de comprometimento renal como glomerulonefrite em fase aguda, nefropatias crônicas, necrose tubular.
Outras acidoses metabólicas – resulta da perda de eletrólitos pelas fezes, suor e urina, podendo haver também cetose e outras alterações. Pode ser observada na gastroenterite aguda, diarréias crônicas em geral, obstrução intestinal, insolação, intermação, queimaduras extensas, intoxicação por salicilatos, ingestão de ácidos.
Acidose respiratória – encontrada nas doenças acompanhadas de paralisias diafragmática e respiratória em geral, na insuficiência respiratória por malformações torácicas graves, insuficiência cardíaca congênita ( enfisema pulmonar, asma brônquica, fibrose pulmonar)
Alcalose:
pH sangue > 7,43
 É o estado metabólico que se caracteriza pelo aumento no plasma da relação bicarbonato/ácido carbônico, que pode resultar de elevação do bicarbonato (alcalose metabólica) ou queda do ácido carbônico (alcalose respiratória).
Alcalose Metabólica:
Primária: perda de cloro pelo aparelho digestório ou urina, retenção excessiva de sódio, ingestão excessiva de álcalis. Ocorre na estenose (estreitamento) do piloro e outras causas de vômito intenso prolongado, no hiperaldosteronismo, ingestão excessiva de bicarbonato e outros álcalis.
Secundária: subsequente a estados de acidose, por não administração de potássio, abuso de soluções alcalinas ou cloreto de sódio com insuficiência renal. Observada na síndrome pós-acidose das diarréias e do coma diabético
- Alcalose respiratória – Ocorre por hiperventilação voluntária, emotiva (pranto, histeria), processos neurológicos centrais (meningite, encefalite), ascensão brusca a grandes altitudes, hiperventilação por uso inadequado de aparelhos de respiração assistida.
Distúrbio do Equilíbrio Hidrossalino
O meio iônico é uma condição importante para muitas funções fisiológicas e é assegurada por uma regulação muita apurada do equilíbrio hidrossalino.
Desequilíbrio de Na+ e K+ levam a desequilíbrios hídricos, pois o transporte de íons esta acoplada ao transporte de água.
A perca de água leva a Desidratação, que pode ser:
Desidratação isotônica
Desidratação hipotônica e 
Desidratação hipertônica.
 Podem ocorrer também estados de Hiper-hidratação:
Hiper-hidratação isotônica
Hiper-hidratação hipotônica e 
Hiper-hidratação hipertônica.
Desidratação:
Desidratação isotônica – Ocorre pela perda de líquidos isotônicos.
É causada por vômito, diarréia, perda de sangue. Pode também ocorrer após tratamento excessivo com diuréticos.
Os sintomas clínicos são: sede, fadiga, fraqueza. Ocorre redução do volume sanguíneo, levando à taquicardia. Como o volume urinário também diminui, substâncias que devem ser eliminadas na urina não são mais excretadas de forma eficaz.
Desidratação hipotônica – Ocorre redução acentuada do volume líquido extracelular por perda de sódio.
Os sintomas clínicos são: fragilidade, fraqueza, distúrbios cerebrais (deficiência na percepção de objetos e associação de idéias), febre, delírios e crises convulsivas.
A deficiência de sódio extracelular afeta o funcionamento cerebral.
Desidratação hipertônica – é condicionada geralmente por ingestão insuficiente de água ou por perdas excessivas de água (diarréia, poliúria do diabetes). Esta forma é também chamada desidratação global, pois ocorre alteração do volume intracelular.
 Os sintomas clínicos são: sede, torpor da pele diminuído e excesso de urina (oliguria).
Hiper-hidratação:
Hiper-hidratação isotônica - ocorre aumento do espaço extracelular, causado normalmente por retenção excessiva de sódio. É caracterizado por edema extenso, com aumento correspondente de peso..
Hiper-hidratação hipotônica – caracteriza-se pelo aumento do volume intracelular.
 É causada normalmente por administração excessiva de água (cerveja), com excreção insuficiente de água.
 Os sintomas clínicos são condicionados principalmente por aumento de volume intracelular do SNC: hipertensão intracraniana cefaléia, vômitos e estados confusionais.
Hiper-hidratação hipertôncia – ocorre muito raramente, em casos de ingestão excessiva de sódio (náufrago ingerindo água do mar) ou por infusão de solução hipertônica de NaCl.
 Ocorre passagem de água das células para o espaço extracelular e resulta em ressecamento dos tecidos, causando graves lesões cerebrais.