Água - e sua importância biológica

Prévia do material em texto

Biofísica - Água e Sua importância biológica
Todos os seres vivos precisam de água, por ela oferece a condição ideal para a ocorrência de reações químicas. 
Sua estrutura molecular e formada por ligações covalentes (pontes de hidrogênio) formando um polo positivo e um negativo, o que deixa a água polar. 
O número de pontes de hidrogênio faz com que a água varie de estado físico, ficando solida quando as moléculas se organizam, ficando mais próximas, fazendo mais pontes de hidrogênio e se movendo menos e ficando em estado de vapor quando as moléculas estão dispersas, formando poucas pontes de hidrogênio e se movendo muito. 
Propriedades da Água:
Solvente Universal: Isso se deve ao fato dela ter um dipolo (polar), solubilizando todos os compostos polares.
Participa de reações químicas: Especialmente as de hidrolise e síntese por desidratação. Por isso seres jovens, que tem um metabolismo mais acelerado, tem uma porcentagem maior de água que os mais velhos.
Coesão: Devido a formação de pontes de hidrogênio, as moléculas de água atraem fortemente, mantendo a substância fluida e estável.
Adesão: Atrai moléculas polares em um mecanismo de adesão.
Alto calor específico: Mantem a sua temperatura constante durante muito tempo, mesmo quando em um ambiente muito quente ou muito frio, o que auxilia na manutenção de uma temperatura constante (tampão térmico), evitando a desnaturação de proteínas.
Alto calor de vaporização: Calor de vaporização consiste na quantidade de calor necessário que uma substancia passe para o estado de vapor. Uma vez que o calor de vaporização da agua é muito elevado, ela rouba muito calor de onde está para evaporar e caba resfriando o local. Isso explica o papel da água como termorreguladora.
Constante dielétrica: Capacidade da água de influenciar os campos elétricos dos íons, reduzindo a força de atração entre os íons de carga apostas, diminuindo a força de atração. A camada de solvatação se forma graças à alta constante dielétrica.
Propriedades coligativas das soluções:
Pressão de vapor: É reduzida pela adição de soluto, pois sua interação com o soluto dificulta a passagem para o estado de vapor, aumentando sua temperatura de ebulição.
Temperatura de ebulição: Varia com o tipo de soluto.
Pressão Osmótica
Temperatura de congelamento: É reduzida pela adição de soluto.
Natureza do solvente e o Número de Partículas de Soluto: Quanto maior o número de partículas mais interação com as moléculas de água e mais intenso são os efeitos sobre as propriedades coligativas.
Um solvente com menor ponto de ebulição reduz o ponto de ebulição ou vice-versa, alterando as propriedades coligativas.
Solubilidade da água: O soluto pode ser iônico ou molecular.
Compostos polares iônicos: NaCl + H2O -> Na+ + Cl
Quando um átomo fica dissociado, a água forma a camada de solvatação que impede a associação entre os íons. Na membrana plasmática a camada de solvatação se forma dentro e fora da célula, mas durante a passagem do íon essa camada de solvatação e desfeita.
Compostos polares não iônicos: açúcares, álcoois, aldeídos e cetonas. A água faz uma ponte de hidrogênio com o oxigênio dessas moléculas, solubilizando-as.
Substancias anfipática na porção polar/hidrofílica atua com a água dispersão a parte hidrofóbica.
OBS: A camada de gelo sobre os lados e rio serve como isolante térmico, não deixando que o fundo congele e mantendo a vida nos lagos de locais frios.
Transporte de água:
Duas forças atuam no controle da movimentação de água entre um capilar arterial/venoso e os tecidos e até na própria célula, são a pressão osmótica e a pressão hidrostática.
Pressão osmótica: É a pressão que impede que a osmose (difusão de água) ocorra. Quanto maior a concentração de partículas dissolvidas em uma solução, maior será sua pressão osmótica. 
Pressão Hidrostática: É gerada pelo batimento cardíaco. A água tenderia a sair do tecido para o capilar arterial (+ soluto), mas a pressão hidrostática impede a osmose e por fim ocorre a nutrição dos tecidos.
As soluções podem ser classificadas quantos a sua quantidade de soluto em: 
Solução Hipertônica: Muito soluto
Solução Hipotônica: Pouco Soluto
Solução Isotônica: Quantidade de soluto equivalente
Se uma região celular apresenta elevada pressão osmótica é porque a célula tem muito soluto, tem baixa quantidade de água e é, portanto, uma célula hipertônica. Sendo que a água sempre passara da região de menor pressão osmótica (= menor concentração de solutos) para a região de maior pressão osmótica (= maior concentração de solutos), até que seja alcançado o equilíbrio de concentrações. Ou seja, a água passa da solução hipotônica para a hipertônica. 
Pressão osmótica nos líquidos corporais:
Extracelular:
Plasma
Liquido intersticial - Fixa fora do sistema vascular
Liquido transcelular - Cavidades especiais como pleural, peritoneal, sinovial e intraocular.
Intracelular:
Maior parte do liquido corporal, no interior da célula circundado pela membrana plasmático.
Membrana capilar muito mais permeável e muito menos seletiva, e mais permeável a íons.
Membrana plasmática e menos permeável e muito mais seletiva.
A retenção de água nos tecidos pode causar edemas. Quando ha um desequilíbrio de trocas hídricas entre o sangue e os tecidos. 
Fatores:
Insuficiência cardíaca
Diminuição de proteínas do plasma
Aumento da permeabilidade do capilar, que ocorre o extravasamento de proteínas.
Bloqueio do retorno dos líquidos do sistema linfático
OBS:
A água pode passar por osmose que é um transporte passivo que envolve a difusão da água ou por meio de aquaporinas que são proteínas que transportam água para dento da célula pela membrana plasmática.
Soluções coloidais: É onde proteínas aumentam a pressão osmótica, gerando uma distribuição desigual de íons. As proteínas alteram o potencial químico e elétrico.