Aula 1 Bioquímica Sistema tampão e Metabolismo

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Aula 1 Bioquímica – Sistema tampão e Metabolismo
Prof. Esp. William Gomes
Introdução a Bioquímica
A bioquímica estuda as estruturas moleculares, os mecanismos e os processos químicos responsáveis pela vida. Os organismos vivos continuamente efetuam atividades que permitem a sua sobrevivência, crescimento e reprodução. Para realizar as suas funções, os seres vivos dependem da capacidade de obter, transformar, armazenar e utilizar energia. 
Substâncias Ácidas e Básicas
Através do sistema criado por BRONSTED, pode-se definir uma substância como ácida quando são capazes de doar prótons; e são básicas quando recebem prótons.
Os Prótons são moléculas que possuem carga elétrica positiva. Ex. H+;
Os Elétrons são moléculas que possuem carga elétrica negativa. Ex. Cl - ;
Exemplos de ácidos:
HCL – Ácido Cloridrico
H2SO4 – Ácido Sulfurico;
H3C-COOH – Ácido Acético;
NH4 – Amônia; 
Os ácidos fortes dissociam-se totalmente em soluções (HCL e H2SO4) o restante pouco se ioniza sendo chamados de ácidos fracos.
Substâncias Ácidas e Básicas
Os ácidos fortes quando em solução líquida tem a capacidade de se dissociar totalmente.
Ex.
HCL H+ + CL-
Dissociação total, sem chances de fazer novas associações. Ou seja segue apenas um sentido.
Os ácidos fracos quando em solução líquida tem a capacidade de se dissociar, porem podem se unir e formar o ácido novamente.
Ex.
HA H+ + A-
Dissociação parcial, podendo fazer novas associações. Ou seja segue apenas em ambos os sentidos, neste caso haverá uma fração associada e uma fração dissociada.
Substâncias Ácidas e Básicas
O tampão constitui um equilíbrio químico regido por sua constate Keq ou Ka que é a constante de equilíbrio, dessa forma temos:
Um ácido ou base quando adicionado ao meio possui um comportamento especifico.
Se aumentar H+ e no meio tiver um ácido fraco HA.
Tampão
Por mais que se adicione ácido ou base onde existe tampão, o PH vai continuar equilibrado devido a constante de equilibrio, que se mantêm devido a dissociação do denominado HÁ e associação dos numerados H e A.
Sendo assim, o TAMPÃO é toda solução que impede que a mudança brusca de PH quando é adicionado solução ou base ao meio.
A eficiência de um tampão vai depender de sua concentração, ou seja, um tampão de 0,01 vai ter menos eficiência que um tampão de 0,10.
Faixa de Tamponamento
A faixa de tamponamento nada mais é que a capacidade que um tampão tem de evitar a mudança brusca de PH 1 unidade para baixo ou para cima, ou seja, são capazes de tamponar 10 vezes a variação da concentração de H+.
Dessa forma o tampão tem sua durabilidade garantida enquanto sua fração for maior que a do ácido ou base adicionados.
Tampão Biológico
Dentro de nosso organismo, temos sistemas de tampões que impedem as mudanças bruscas de PH, são eles:
PH sanguíneo e celular;
Tampão de Bicarbonato;
Tampão de Fosfato;
Conceitos Básicos de PH Sanguíneo
O PH mede o potencial hidrogeniônico que mede a a acidez, neutralidade e alcalinicade de determinada substância. Sua escala varia de 0 a 14. onde 7 é considerado neutro, variando entre 7,35 – 7,45. O PH é ácido quando se encontra entre 0-, e alcalino ou básico quando entre 7-14.
O valor normal do pH sanguíneo deve ser 7,4. Abaixo desse valor, a acidez do sangue torna-se um meio propício para os mais variados fungos, bactérias e vírus. Medições do pH da saliva de pacientes com câncer registraram valores entre 4,5 e 5,7. 
PH do Sangue e Celular: Acidose e Alcalose
A importância do PH no meio celular está relacionado a interferência da atividade enzimática que são os catalizadores de todas as reações no organismo. Muitas dessas reação captam ou liberam prótons, entretanto o PH plasmático é mantido Fixo através dos sistemas-tampões.
O PH ácido no valor de 6,0 é considerado altamente toxico neste caso chamamos de ACIDOSE, podendo levar ao obito, da mesma forma um PH básico em 8,0 também é toxico, neste caso chamamos de ALCALOSE.
PH do Sangue e Celular: Acidose e Alcalose
Porque o organismo precisa manter o PH na faixa de 7,35 – 7,45 com variação máxima de 0,5 para mais ou para menos?
O PH deve ser mantido estritamente nesta faixa etária pois é nesta condição que ocorre o funcionamento ótimo das proteínas e outras macromoléculas do organismo.
Tampão de Bicarbonato
É o principal tampão utilizado para manter o PH ótimo.
Ácido carbônico Bicarbonato
 H2CO3 HCO3- + H+
 Enzima Anidrase carbônica
 H2CO3 CO2 + H2O
 CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+
Sendo assim, se o ion H+ aumentar, o bicarbonato capta o H+ e transforma em ácido carbônico, assim a anidrase carbônica catalisa o ácido carbônico e liberar o CO2.
Tampão de Bicarbonato
Tanto o CO2 quanto o HCO3- dissolvidos no sangue são regulados respectivamente através dos pulmões e pelos rins.
Esse mecanismo pode adicionar ou remover essas moléculas de acordo com a necessidade do organismo, fazendo com que o tampão bicarbonato seja considerado o mais potente do organismo.
Tampão Fosfato
É o principal tampão de dos líquidos intracelulares e das células tubulares renais, porque a concentração do tampão fosfato é bem maior no meio intracelular do que no meio extracelular.
Fosfato
 H2PO4 HPO4- + H+
Ele trabalha nos túbulos renais devido seu acumulo nestas células.
Metabolismo
Metabolismo
Os processos físicos e químicos realizados pelas células vivas envolvem a extração, a canalização e o consumo de energia. Os mamíferos empregam energia química extraída das moléculas de nutrientes (carboidratos, proteínas e lipídeos não-esteróides) para realizar suas funções.
Os processos químicos celulares são
organizados em forma de uma rede de reações enzimáticas interligadas, nas quais, as biomoléculas são quebradas e sintetizadas com a geração e gasto de energia.
Metabolismo
Estão relacionadas com:
A energia liberada nos processos de quebra de moléculas
nutrientes orgânicos é conservada na forma de ATP (trifosfato de adenosina);
Biossíntese de macromoléculas a partir de precursores mais simples (unidades monoméricas). Ácidos nucléicos, proteínas, lipídeos e polissacarídeos;
Transporte ativo de moléculas e íons através das membranas em direção contrária a gradientes de concentrações;
Movimento de células ou de suas partes componentes;
Metabolismo
O metabolismo é a soma de todas as transformações químicas que ocorrem nos organismos vivos. São milhares de reações bioquímicas catalisadas por enzimas. As funções básicas do metabolismo celular são: (1) obtenção e utilização de energia,(2) síntese de moléculas estruturais e funcionais,(3) crescimento e desenvolvimento celular e (4) remoção de produtos de excreção.
Metabolismo
Conforme os princípios termodinâmicos, o metabolismo é
dividido em duas partes: 
1. Anabolismo. São os processos biossintéticos a partir de moléculas precursoras simples e pequenas. As vias anabólicas são processos endergônicos e redutivos que necessitam de fornecimento de energia.
2. Catabolismo. São os processos de degradação das moléculas orgânicas nutrientes e dos constituintes celulares que são convertidos em produtos mais simples com a liberação de energia. As vias catabólicas são processos exergônicos e oxidativos.
Metabolismo
A oxidação e a redução são fenômenos que ocorrem simultaneamente em reações em que há transferência de elétrons entre os átomos. Esses fenômenos também são chamados de oxirredução, oxidorredução ou redox.
A ocorre quando o elemento perde elétronsoxidação e o seu número de oxidação (Nox) aumenta.
Já a redução ocorre quando o elemento ganha elétrons e o seu número de oxidação diminui.
Compostos de Alta Energia
As células obtêm a energia necessária para a sua manutenção e crescimento pela degradação de vários nutrientes, tais como, glicose (carboidrato), aminoácidos (proteínas) e ácidos graxos (lipídeos não–esteróides). No metabolismo Por exemplo,a energia livre padrão liberada é retirada durante a oxidação da glicose para no fim chegar até CO2 e H2O. 
Em condições aeróbicas, a energia liberada na reação acima é utilizada na síntese de, aproximadamente, 32 moléculas de ATP para cada molécula de glicose. 
Nota: Aeróbica: Utiliza oxigênio para degradação; e Anaeróbicas não utilizam o O2 e sim a fermentação e quimiossíntese.
ATP
A energia livre liberada pelas reações de degradação de moléculas combustíveis em processos exergônicos, é conservada na forma de intermediários de “alta energia”. O intermediário central de “alta energia” é a trifosfato de adenosina (ATP) cuja hidrólise exergônica impulsiona processos endergônicos. 
Obrigado!