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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 http://www.oragoo.net/wp-content/uploads/2008/07/aguaag.jpg http://quimik505.files.wordpress.com/2011/04/molecula_agua01.jpg 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. http://1.bp.blogspot.com/_eplgNRt-_Q0/TAQwHQ8RTvI/AAAAAAAAATc/ vqjOAR9KJj4/s1600/corpo_humano.jpg 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 http://4.bp.blogspot.com/-8ryG2iZxEy0/T0Q5m_J--pI/AAAAAAAABEM/kCEmsCFgnMk/s1600/injest%C3%A3o+e+elimina%C3%A7%C3%A3o+de+%C3%A1gua.jpg 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 (-) http://coffeetraveler.net/wp-content/photos/orig_Agua_EstrutMolec.jpg 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 21 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) 31 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.
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