Unidade 1 - Introdução à Bioquímica

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INTRODUÇÃO À BIOQUÍMICA
Feira de Santana
2016
Composição química das células
Farm. MSc. Priscila de Andrade Gonçalves
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Todas as moléculas que fazem parte da constituição dos seres vivos. 
Biomoléculas
Inorgânicas
Orgânicas
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Inorgânicas
Orgânicas
Biomoléculas
Não contém carbono (com algumas exceções)
O carbono é o principal elemento constituinte
Composição química da célula
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Questionamento
Qual o elemento mais abundante da célula apresentada?
A maior parte da matéria sólida da célula é ORGÂNICA ou INORGÂNICA? Exemplifique.
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Biomoléculas Orgânicas
MACROMOLÉCULAS
EXEMPLO
UNIDADES MONOMÉRICAS
PROTEÍNAS
ÁCIDOS NUCLÉICOS
POLISSACARÍDEOS
LIPÍDEOS
Insulina
RNA
(ácido ribonucléico)
celulose
triacilglicerol
glicose
nucleotídeo
Ácido graxo
aminoácido
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Unidades Monoméricas
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Biomoléculas Inorgânicas – Sais Minerais
Podem ser encontrados sob a forma de depósitos (ex.: conchas e ossos), dissolvidos em soluções (ex.: Na+, K+, Al-, etc.) ou na constituição de várias moléculas orgânicas (ex.: a hemoglobina possui ferro).
Participam em processos fundamentais no funcionamento dos seres vivos, como, por exemplo, na transmissão nervosa, na contração muscular etc.
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Biomolécula Inorgânica - Água
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Ponte de Hidrogênio na água
	Atração eletrostática entre um átomo de oxigênio de uma molécula de água e um átomo de hidrogênio de outra.
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Polaridade da água
	A polaridade contribui para o grande poder solvente - as moléculas são capazes de estabelecer ligações formando compostos mais estáveis.
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Questionamento
Explique por que a água não remove gorduras comuns como as presentes no óleo de soja.
Proponha uma hipótese que explique o papel do detergente na remoção de gorduras.
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Estrutura das moléculas
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Formação de micelas
Composto anfipático
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Ponte de Hidrogênio em outras moléculas
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Questionamento
Qual o nome da ligação intermolecular entre as bases nitrogenadas?
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Membrana de uma célula
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Membrana de uma célula
As dificuldades ensinam e fortalecem; já as facilidades iludem e enfraquecem.
Questionamento
Como os fosfolipídeos da MP se mantêm estáveis ainda que expostos aos meios
extracelular e intracelular, que são hidrofílicos?
ÁCIDOS E BASES E 
SISTEMA TAMPÃO
Feira de Santana
2014
Compreensão de pH e sua importância
MSc. Priscila de Andrade Gonçalves
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Ácidos e Bases
espécie que doa H+
(ácido)
espécie receptora de prótons
(base)
derivado da base 2
(ácido conjugado)
derivado do ácido 1
(base conjugada)
HCl(aq) + H2O(aq) H3O+(aq) + Cl-(aq)
Ácido é uma substância que tem a tendência de doar um próton. 
Base é uma substância que tem a tendência de receber um próton. 
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Constantes de dissociação ácido-base
HA + H2O ⇆ H3O+ + A-
Equilíbrio ácido-base mais comum ocorre em água.
Considerando o equilíbrio entre um ácido HA e água:
HA ⇆ H3O+ + A-
Ka é a constante de dissociação do ácido
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Constantes de dissociação ácido-base
Considerando o equilíbrio entre uma base BOH e água:
BOH ⇆ B+ + OH-
Kb é a constante de dissociação da base
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Ácido Forte e Ácido Fraco
Ácido forte e base forte se dissociam totalmente
quando dissolvido em água. 
Ex.: Ácido clorídrico
HCl g H+(aq) + Cl-(aq)
 
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Ácido Fraco e Base Fraca
Constante de dissociação ácida é pequena
Constante de dissociação da base fraca é pequena
HA + H2O ⇆ H3O+ + A-
B + H2O ⇆ BH+ + OH-
Ácido fraco e base fraca se dissociam parcialmente quando dissolvido em água. 
Ex.: Ácido acético
HAc D Ac- (aq) + H+(aq)
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Dissociação de ácido forte e ácido fraco
Ácido forte: quando após a dissociação, [HA] é muito pequeno  Ka muito grande, pois a dissociação é completa.
HA
H+
A-
Antes da dissociação
Após a dissociação
Ácido fraco: quando após a dissociação, [HA] é considerável  Ka é pequena, pois a dissociação é incompleta
HA
H+
A-
Antes da dissociação
Após dissociação
HA
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Escala de pH
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Concentrações de pH
H+
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Ex.: [H+] = 0,0000001 M = 1,0 x 10-7
log [H+] = -7
pH = -log[H+] = 7	
pH, então, significa 
“logaritmo negativo” da concentração de H+
OBS - É mais correto dizer “o simétrico do logaritmo da concentração de H+”
Para evitar a utilização de números muito pequenos e de notação exponencial estabeleceu-se o uso do 
			pH
Que significa “menos logaritmo de... ”
C
Potencial Hidrogeniônico (pH)
c
pH = -log[H+]
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
[H+] mol/L
pH
[OH-] mol/L
pOH
1 (1 x 100)
0
1 x 10-14
14
1 x 10-1
1
1 x 10-13
13
1 x 10-2
2
1 x 10-12
12
1 x 10-3
3
1 x 10-11
11
1 x 10-4
4
1 x 10-10
10
1 x 10-5
5
1 x 10-9
9
1 x 10-6
6
1 x 10-8
8
1 x 10-7
7
1 x 10-7
7
1 x 10-8
8
1 x 10-6
6
1 x 10-9
9
1 x 10-5
5
1 x 10-10
10
1 x 10-4
4
1 x 10-11
11
1 x 10-3
3
1 x 10-12
12
1 x 10-2
2
1 x 10-13
13
1 x 10-1
1
1 x 10-14
14
1 (1 x 100)
0
	OBSERVAÇÕES
Em pH 7 a [H+] é igual a [OH-] por isso esse valor é considerado neutro.
Em pH < 7 a [H+] é maior que a [OH-], por isso esses valores são considerados ácidos.
Em pH > 7 a [OH-] é maior que a [H+] por isso esses valores são considerados básicos.
ácido
neutro
básico
(ou alcalino)
Relações entre [H+], [OH-], pH e pOH
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Líquido				pH
Suco gástrico			1.0 – 2.0
Sumo de Limão			2.4
Vinagre				3.0
Sumo de Laranja			3.5
Urina				4.8 – 7.5
Saliva				6.4 – 6.9
Leite				6.5
Água pura			7.0
Sangue				7.35 – 7.45
Lágrimas			7.4
Produtos de limpeza (amônia)	11.5
pH de líquidos comuns
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Solução Tampão
Soluções formadas por um ácido fraco e sua base conjugada ou por uma base fraca e seu ácido conjugado.
Tem a capacidade de resistir a variações no pH resultantes da adição de pequenas quantidades de ácidos ou bases. São muito importantes em sistemas químicos e biológicos!
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Equação de Henderson-Hasselbach
Relaciona Ka com [Ácido] e [Base conjugada]
Onde, pKa = pH que provoca 50% de dissociação do ácido
		[HA] = [A-]
A eficiênciamáxima de um tampão é no pH correspondente a seu pKa
Ou seja, está restrita a uma faixa de pH.
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Solução Tampão
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Questionamento
Qual a principal finalidade de um sistema tampão?
É usado para manter o pH de soluções RELATIVAMENTE CONSTANTES, ou seja, com apenas pequenas variações de pH.
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Questionamento
Como um tampão resiste às variações no pH ?
Um tampão resiste às variações no pH porque ele contém tanto espécies ácidas para neutralizar os íons OH- quanto espécies básicas para neutralizar os íons H+.
 
	 Tampão + H+ H+Tampão
 TampãoH+ + OH- H2O + Tampão
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
pH X homeostasia
Equilíbrio entre a entrada ou produção de íons hidrogênio e a livre remoção desses íons do organismo.
O organismo dispõe de mecanismos para manter a [H+] e, consequentemente o pH sanguíneo, dentro da normalidade, ou seja manter a homeostasia.
pH do Sangue Arterial
7,4
7,0
7,8
Faixa de sobrevida
Acidose
Alcalose
pH normal
Escala de pH
SISTEMA TAMPÃO NO CORPO HUMANO
Feira de Santana
2016
Compreensão de tampões biológicos e sua importância
Farm. MSc. Priscila de Andrade Gonçalves
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Tampões Biológicos
Muitas reações químicas que ocorrem dentro de uma célula, ou mesmo fora delas, dependem do pH. Pequenas variações no pH podem afetar a velocidade de uma reação química ou mesmo não permitir que ela ocorra, o que pode acarretar na morte celular.
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Tampões Biológicos
A variação do pH também pode ocorrer por meio de administração de medicamentos ou então serem geradas devido a problemas fisiológicos ou doenças.
Os mecanismos de defesa do organismo contra alterações do pH são químicos ou então fisiológicos e AMBOS ESTÃO INTERLIGADOS.
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Tampões Biológicos
Os mecanismos químicos são representados pelas substâncias químicas que se encontram dissolvidas no plasma, líquido intersticial ou líquido intracelular e que agem como ácidos e bases neutralizando o aparecimento de quaisquer ácidos ou bases oriundos do próprio metabolismo, medicamento ou distúrbios fisiológicos (sistemas-tampão).
Os mecanismos fisiológicos são representados pelos pulmões e pelos rins, que eliminam substâncias indesejáveis ou em excesso, ácidas ou bases, e reservam outras, dependendo da necessidade momentânea do indivíduo.
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Defesas contra alterações na [H+]
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Tampões Biológicos
A tabela abaixo mostra alguns dos tampões importantes no organismo vivo e as suas quantidades relativas:
Composição do tampão noorganismo
%
Bicarbonato/gás carbônico
64
Hemoglobina/Oxihemoglobina
28
Proteínas ácidas/Proteínas básicas
7
Fosfato monoácido/fosfato diácido
1
Plasma:
	Bicarbonato
	Hemoglobina
Intracelular:
	Fostato
	Proteínas
Fluido extracelular:
	Bicarbonato
	Fosfato
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Formação do Tampão Bicarbonato
No metabolismo os compostos são oxidados no interior da célula:
No sangue: 
CO2 + H2O H2CO3
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Manutenção do pH sanguíneo
Aumento de ácido
Aumento de base
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Capacidade de tamponamento
A capacidade de tamponamento (ou "poder tampão") é uma propriedade importante em sistemas biológicos, para os quais uma alteração rápida de pH pode ter consequências perigosas.
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Acidose Respiratória
Caracterizada por diminuição do pH e aumento da pCO2. Ocorre devido a uma hipoventilação pulmonar que leva ao acúmulo de CO2.
Causas da hipoventilação: obstruções no trato respiratório, pneumonia, enfisema, doenças ou drogas que deprimem o SNC (centro respiratório) ou inalação de CO2 em excesso.
Resposta compensatória:
- rim: aumento da retenção de HCO3- e excreção de íons H+
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Acidose Metabólica
Caracterizada por queda no pH e na concentração de HCO3-. Causas: aumento de íons H+ ou perda de bicarbonato.
Aumento de H+: acúmulo de ácido lático ou corpos cetônicos, exercício exagerado, jejum prolongado e diabetes.
Perda de HCO3- : falha renal na retenção de HCO3- ou na excreção de H+, ou perda de bicarbonato devido a uma diarréia severa.
Resposta compensatória: - pulmão: hiperventilação = diminui a pCO2
- rim: aumento da reabsorção de HCO3- e excreção de íons H+
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Alcalose Respiratória
Caracterizada por aumento do pH e diminuição da pCO2. Ocorre devido a uma hiperventilação pulmonar.
Causas da hiperventilação: ansiedade, dor intensa ou estresse, diminuição da pressão atmosférica (grandes altitudes).
Resposta compensatória:
- rim: diminuição da retenção de HCO3- e excreção de íons H+
Nunca deixe que o medo fique à frente dos seus sonhos.
Alcalose Metabólica
Caracterizada por elevação no pH e na concentração de HCO3-.
Causas: ingestão excessiva de álcalis (exemplo bicarbonato de sódio como antiácido) ou perda de ácido pelo organismo, como ocorre no vômito prolongado.
Resposta compensatória: 
- pulmão: reduz a taxa de ventilação = aumento da pCO2