Bioquímica e Biofísica aula 1

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Bioquímica e 
Biofísica
PROF.ª TELMA CAVALCANTI
Ementa da disciplina
 Água, pH e tampões fisiológicos. 
 Vitaminas, glicídios, lipídios e proteínas- metabolismo normal e 
necessidades nutricionais. 
 Distúrbios ácido-básicos do sangue. 
 Digestão, absorção e transporte de nutrientes no plasma. Princípios 
de bioenergética. 
 Processos fisiológicos e metabólicos do corpo humano. 
 Fenômenos biofísicos relacionados à hemodinâmica, visão, 
cardiodinâmica e respiração. 
 Princípios de funcionamento das técnicas de eletrocardiografia, 
radiologia clínica, tomografia computadorizada e ressonância 
magnética.
Revisando...
Lantanídeos
e
Actinídeos
Átomo
Como os elementos se unem??
Ahhh água!!!
Como é a água??
A água doce apresenta pouca quantidade de sal (cloreto de sódio). Essa é a água mais utilizada
pelo homem e encontra-se disponível em rios, lagos e reservas subterrâneas. Estima-se que ela
represente apenas 2,5% do total de água do planeta.
A água salgada é aquela rica em sais dissolvidos, principalmente o cloreto de sódio. Esse tipo de
água é encontrado nos mares e oceanos e compõe cerca de 97,5% de todo o total de água
existente na Terra.
A água salobra, que apresenta características intermediárias, ou seja, possui mais sais que a
água doce e menos sais que a água salgada. Ela é comum em áreas onde o rio encontra o mar,
tais como no mangue.
Água...
Outros tipos bastante conhecidos de água, tais como a água potável, a água mineral, a água 
destilada e a água deionizada.
A água potável pode ser definida
como uma água doce própria para
consumo, sendo caracterizada por
não possuir cor, odor, micro-
organismos patogênicos e
apresentar alguns importantes
minerais naturais.
A água mineral, pode ser definida
como aquela que possui
características físico-químicas que
promovem benefícios aos seres
humanos. Essas águas são mais
enriquecidas em sais minerais
quando comparadas às outras e são
classificadas de acordo com a sua
composição química, fonte e
propriedades medicinais.
A água deionizada é
aquela submetida a
processos para a remoção
de íons e é usada em
laboratórios de pesquisa,
na indústria farmacêutica,
eletrônica, alimentícia,
entre outras.
Já a água destilada é aquela produzida em laboratório com o uso de um
destilador. A principal função desse aparelho é retirar os sais da água, deixando-a
pura, sem nenhuma substância dissolvida. Sua utilização é frequente em
laboratórios, na fabricação de medicamentos e em baterias de carros.
Estados físicos da água
A água é encontrada na natureza em três estados 
físicos: Líquido, Sólido e Gasoso.
As mudanças dos estados físicos da água ocorrem por meio dos processos 
denominados: Fusão, Vaporização (Ebulição e Evaporação), Solidificação, Liquefação(Condensação) 
e Sublimação.
Pontes de hidrogênio:
Atração eletrostática resultante entre o átomo de 
oxigênio de uma molécula e o átomo de hidrogênio 
de outra.
As pontes de hidrogênio conferem à água 
propriedades incomuns:
Alto ponto de fusão 0°C
Alto ponto de ebulição 100ºC
Propriedades da água
Solubilidade
Solubilidade… 
Água + Óleo
Por que apenas as superfícies 
das águas de rios e lagos 
congelam??
Por que os peixes e outros 
animais não congelam em 
baixas temperaturas??
Hidrogênio
É o elemento em maior abundância na crosta terrestre, representando 75% da
massa de nosso planeta, além disso ele é de extrema importância para as mais
variadas atividades industriais e ciclos naturais. É um dos constituintes do Sol e
também, juntamente com o oxigênio compõe a molécula essencial para a vida no
planeta Terra, a água (H2O). Seu nome foi atribuído por Antoine Lavoisier e deriva
do grego que significa “que gera água”. Seu primeiro uso e descrição foi feito em
torno do ano de 1500 por Paracelso, um iatroquímico (estudava as substâncias
geralmente para aplicação medicinal), porém este não o citava como elemento
químico o que só foi feito em 1766 por Henry Cavendish.
Este elemento não está localizado em nenhum grupo na tabela periódica, possui
número atômico e número de massa iguais a 1. Por este fato é um elemento
extremamente pequeno, simples e leve. Uma molécula de hidrogênio encontra-se
na forma gasosa com dois átomos (H2). Suas principais características são: é
incolor, é inflamável, é inodoro e insolúvel em água.
Potencial hidrogeniônico (pH)
O termo potencial hidrogeniônico (pH) foi introduzido em 1909 pelo bioquímico
dinamarquês Soren Peter Lauritz Sorensen, para expressar concentrações muito
pequenas de íons hidrogênio em soluções aquosas, com o objetivo de facilitar seus
trabalhos no controle de qualidade de cervejas.
O conceito de pH deriva do produto iônico da água, que é determinado como:
2H2O(l)⇌H3O++OH−
Kw=[H3O+][OH−]
É importante ressaltar que em solução aquosa, as concentrações de íons
H3O+ e OH‒ estão relacionadas ao equilíbrio de autoprotólise e, portanto, se
uma concentração é aumentada, a outra deve decrescer para manter o valor
de Kw.
Condições para que uma solução seja considerada ácida, neutra ou alcalina.
Numericamente, teremos pH = - log [H3O+] = ‒ log 1,0 x 10-7, logo
se [H3O+] = [OH‒] a solução é neutra, pH = 7,00.
se [H3O+] > [OH‒] a solução é ácida, pH < 7,00.
se [H3O+] < [OH‒] a solução é alcalina ou básica, pH > 7,00
Potencial hidrogeniônico (pH)
A tabela abaixo apresenta os valores de pH de 
alguns fluidos comuns.
Solução tampão no corpo humano
não sofre alteração quando em contato com
soluções ácidas ou básicas, tudo se explica
pela sua composição. Existem basicamente
dois tipos de tampão. Um deles é formado
por uma mistura de ácidos fracos e base
(par ácido/base), como por exemplo,
H2CO3/HCO-3 (ácido
carbônico/bicarbonato). O outro tipo de
tampão é composto por espécies
anfotéricas. Essas espécies em algumas
soluções apresentam comportamento de
ácido e noutras soluções, comportamento
de base. Daí o porquê da solução tampão
Os pares ácido-base são muito comuns no 
organismo. O tampão composto por ácido 
carbônico/bicarbonato ajuda a controlar o 
pH sanguíneo.
Solução tampão no corpo humano
Processo ÁCIDO-BASE
Relação entre:
CO2
H2O
H
H2CO3
HCO3-
Acidose respiratória
Algumas situações podem fazer com que essa concentração se altere,
principalmente questões respiratórias. Quando uma pessoa tem enfisema
pulmonar, pneumonia, bronquite ou asma, ela pode passar por momentos em
que a respiração é deficiente. Em virtude dessa hipoventilação, a transferência
de CO2 para o exterior é reduzida e a sua concentração aumenta no sangue,
diminuindo o pH sanguíneo.
Se o pH do sangue arterial atingir valores menores que 7,4, desencadeia-se um
quadro de acidose. Alguns sintomas são: falta de ar, diminuição ou supressão
da respiração e desorientação, o que pode levar a pessoa ao coma. Se o pH
ficar abaixo de 6,8, há risco de morte.
Outras situações que causam a acidose estão ligadas ao uso de drogas,
alterações no SNC e lesões no sistema respiratório.
Alcalose
Se uma pessoa respirar muito rapidamente, como em casos de histeria,
ansiedade, uso de drogas, exercícios físicos excessivos, overdose pelo uso de
aspirina e doenças pulmonares, a concentração de CO2 diminui e o pH do
sangue aumenta. Nos casos em que o pH do sangue arterial fica acima de 7,4,
temos um quadro de alcalose. O risco de morte com relação à alcalose ocorre
se o pH atingir valores acima de 7,8.
A alcalose pode acontecer também quando alpinistas, por exemplo, atingem
altitudes muito elevadas. Nesses lugares, a pressão atmosférica é menor, e a
baixa pressão parcial do oxigênio aumenta a ventilação pulmonar
(hiperventilação), levando à perda excessiva de CO2.
Os principais sintomas da alcalose são: respiração ofegante, entorpecimento,
rigidez muscular e convulsões.
Outras causas de acidose e 
alcalose
A alcalose e a acidose não são
desencadeadas somente por problemas de
natureza respiratória, mas também podem
surgir em face de anormalidades
metabólicas, como aumento da formação
de ácidos metabólicos,perda excessiva de
álcalis (eletrólitos) – como em diarreias e
vômitos intensos –, doenças renais e
diabetes.
Mas por outro lado...
O efeito tampão pode causar danos à
saúde. Se você é um praticante de esporte
precisa saber disso: em razão dos intensos
exercícios físicos, seu organismo libera
grandes quantidades de ácido láctico na
corrente sanguínea, o sangue então se
torna ácido (pH < 7). Se o efeito tampão
não liberar base bicarbonato suficiente para
neutralizar esta acidez, o indivíduo sofrerá
de “acidose”. Os sintomas iniciais podem
ser a cefaleia (dor de cabeça) e a
sonolência e desmaio.
E na alcalose...
pela saída de grande quantidade de dióxido
de carbono (CO2) do corpo, um déficit
deste ácido no sangue implica numa
diminuição da acidez no mesmo. Quando o
sangue se torna básico (pH > 7), surge a
alcalose. Os sintomas da doença são:
confusão mental, enjoos, náuseas,
tremores, espasmos musculares e inchaço
no rosto.
Cetoacidose diabética
A cetoacidose diabética é uma complicação aguda grave, potencialmente
mortal, uma vez que a doença gera condições desfavoráveis para a
realização de processos químicos pelo organismo.
Quando há falta de insulina e o corpo não consegue usar a glicose como
fonte de energia, as células utilizam outras vias para manter seu
funcionamento. Uma das alternativas encontradas é utilizar os estoques de
gordura para obter a energia que lhes falta. Entretanto, o resultado final
desse processo leva ao acúmulo dos chamados corpos cetônicos,
substâncias que deixam o sangue ácido, ou seja, com o pH mais baixo do
que o normal. Essa acidez é extremamente desfavorável para o organismo,
porque a maioria das reações químicas que acontecem a cada segundo em
nossas células depende de uma faixa muito estreita de pH. Isso significa
que o grau de acidez não pode variar muito.
Cetoacidose diabética
A cetoacidose diabética é uma
complicação aguda grave,
potencialmente mortal. No diabetes
tipo 1, ela pode ser a primeira
manifestação da ou resultar do
aumento das necessidades de
insulina por causa de infecções,
traumas, infartos e cirurgias. Já nos
portadores do tipo 2, pode ocorrer
sob condições graves como
a sepse, por exemplo.
Desconhecimento de que a pessoa é
portadora de diabetes e
consequentemente, a falta de tratamento;
Aplicação de dose de insulina menor do
que seria necessário;
Consumo de energia do corpo
temporariamente aumentado, em virtude de
infecções (principalmente as infecções
urinárias e do trato respiratório) traumas,
acidentes vasculares (infarto do miocárdio e
AVC) e uso de certos medicamentos,
condições essas em que o gasto de energia
do organismo exige doses mais altas de
Cetoacidose diabética
Principais sintomas: