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Estrutura e funções biológicas da água Composição química do corpo O corpo humano é formado basicamente por água, tendo entre 75 a 85% dela. • 10%-15% de proteínas; • 2%-3% de lipídeos; • 1% de glicídios; • 1% de ácidos nucléicos; • 1% de outras substâncias. A água equivale a em média 65% do corpo humano. Sendo ela a substância em maior quantidade em um ser vivo. No entanto, a quantidade de água presente no corpo humano não é constante ao longo da vida e nem uniforme. • 75% infância; • 64% adulto jovem (homem); • 53% adulto jovem (mulher); • 53% adulto velho (homem); • 46% adulto velho (mulher). Dessa forma, a quantidade de água presente no corpo humano depende da idade e do órgão/tecido. Distribuição da água no corpo humano Grau de atividade metabólica: encéfalo de embrião (92%) e dentina (12%). • 20% no osso; • 70% no fígado; • 75% no músculo; • 85% no cérebro; • 85% no rim. Os compartimentos hídricos do corpo (locais onde encontra-se água) são divididos em basicamente dois setores. • Líquido intracelular (dentro da célula) equivale a 40% do peso; • Líquido extracelular (composto pelo plasma e o líquido entre os tecidos – somatório de tudo aquilo que está fora das células) equivale a 20% do peso. Estrutura química da água A molécula de água é uma molécula inorgânica dipolar, ou seja, é uma molécula que possui dois polos (o polo positivo equivale ao hidrogênio e o polo negativo ao oxigênio) e mesmo sendo dipolar, ela é neutra, dessa forma, não possui carga, pois as cargas se anulam, resultando na carga zero. A molécula de água possui uma estrutura angular com dois pares de elétrons livres e possui polaridade nas suas ligações, em decorrência da eletronegatividade mais alta do oxigênio. Estrutura anatômica A molécula de água é formada entre si através de ligações covalentes, essas ligações são fortes. A principal característica da ligação covalente é o compartilhamento de elétrons que estão na camada de valência (última camada), não havendo perda ou ganho de elétrons, mas uma “sociedade” entre os átomos. Nessa situação, existe um par de elétrons que está sendo compartilhado entre os dois átomos. Este par de elétrons não pertence unicamente a nenhum dos dois átomos e, sim, está sendo utilizado igualmente por ambos. Ligação covalente acontece entre os ametais e também entre ametais e hidrogênio. Interações da água com outras moléculas/substâncias A molécula de água interage com outras moléculas de água através de pontes/ligações de hidrogênio, que geralmente acontecem entre os dipolos opostos. Assim, o polo positivo da molécula de água (hidrogênio) interage com o polo negativo da outra molécula de água (oxigênio). As moléculas de água ligam-se através de pontes de hidrogênio em todos os estados físicos da água, a diferença entre as ligações, será a estabilidade das interações (por exemplo, no estado sólido para o líquido, será ofertado calor, agitará as moléculas e essas interações podem ser desfeitas). A água é uma molécula polar, capaz de dissolver bem moléculas polares e compostos iônicos, o que a caracteriza como uma substância adequada para estabilizar moléculas biológicas. A molécula de água interage com os compostos iônicos (sais minerais) através da interação iônica. As ligações iônicas são um tipo de ligação química que ocorre sempre entre metais e não metais e metais e hidrogênio, com transferência de elétrons do elemento que tem 1,2 ou até 3 elétrons na última camada para o outro que tem um número maior de elétrons, sempre com o objetivo de que todos os átomos envolvidos fiquem com 8 elétrons na última camada e, dessa forma, se tornem estáveis. Um exemplo de ligação iônica pode ser visualizado na molécula de NaCl, (cristal de sal de cozinha). O cloreto de sódio é formado pela atração entre as cargas positivas do íon Na+ e negativas do Cl-, o cloro (Cl) é maior e mais eletronegativo do que o sódio (Na), por isso, quando se aproximam, o elétron que está na última camada do sódio, sai dele e vai para o cloro, deixando o cloro com um eletro a mais (Cl-) e o sódio com um eletro a menos (Na+), esses dois átomos se juntam formando o cloreto de sódio. O cloreto de sódio, por sua vez, se torna solúvel na água, pois a água e o seu dipolo irão interferir nas interações iônicas presentes entre o sódio e o cloreto, até que a água disfarça todas as interações e os íons de sódio e cloreto estejam circundados de água. Água como solvente A água é considerada um solvente universal, pois devido as suas propriedades estruturais e químicas ela consegue dissolver uma grande variedade de substâncias. Ácidos e bases fortes são aquelas que se dissociam completamente na água (ácido clorídrico e hidróxido de sódio). Ácidos e bases fracas, por sua vez são aquelas que não se dissociam completamente na água (aminoácidos, purinas e pirimidas do DNA e RNA). Os componentes que têm afinidade com a água são hidrofílicos (polares), eles são passiveis de entrar no nosso organismo sem causar tantos danos, considerando o caráter de solubilidade. Ex.: NaCl. Substâncias anfipáticas são moléculas de baixa solubilidade, mas que conseguem viver em um ambiente aquoso. São substâncias polares e apolares ao mesmo tempo. As substâncias anfipáticas, geralmente, possuem uma cadeia hidrofóbica e uma terminação iônica ou polar, um exemplo, é os ácidos graxos que para serem dissolvidos na água, vão se unindo por afinidade até que se forma micelas, onde as regiões apolares ficam voltadas para dentro e a região hidrofílica fica voltada para a região externa, possibilitando a ligação com moléculas de água que se ligam a parte polar da molécula de ácido graxo. A água não dissolve substâncias apolares, pois essas são moléculas hidrofóbicas, as quais não possuem quaisquer afinidade com a água. As substâncias não polares têm solubilidade muito baixa em água, pois as moléculas de água tendem a interagir entre si, e não com as moléculas apolares. Ex.: óleo. Funções da água • Solvente; • Lubrificante; • Termorreguladora; • Reagente; • Transportadora; • Hidrólise. Características da água • Alto calor específico: alta capacidade de conservar o calor, sem mudar de estado físico ou mesmo aquecer/esfriar de maneira brusca; • Tensão superficial: força que permite que a ligação das moléculas de água na superfície não se rompa quando é exercido uma força sobre a água. Ex.: insetos “caminhando” sobre a água. Acontece devido as ligações de hidrogênio. Polar: molécula com eletronegatividade diferente – dipolo (polo positivo e polo negativo. Apolar: átomos iguais, mesma eletronegatividade, ou seja, sem polos.
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