Água e tampões biológicos

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Água e tampões biológicos
Água:
Principal componente da maioria das células (≅ 70% massa. 
Biomoléculas se organizam no meio celular conforme a distribuição de água
Ex: Bicamada lipídica 
A maior parte das reações bioquímicas ocorrem na água. Água participa das reações, não é inerte (reações como hidrólise, desidratação etc)
Moléculas polares
Moléculas apolares
Ligações de hidrogênio
São ligações dipolo-dipolo especiais
H -F, O, N
*A água líquida -cerca de 15% menos ligações de hidrogênio do que o gelo (mais desordenado e menos volume)
Água no estado sólido (gelo). Aglomerados estabilizados por redes de ligações de Hidrogênio
Quatro ligações de hidrogênio com moléculas vizinhas aumento de volume em relação ao estado líquido.
ÁGUA
· Considerada ‘’ solvente universal’’ . 
· Forma ligações de H com os solutos diversos.
· Forma interações eletrostáticas com íons através das cargas parciais da água
HIDROFÍLICO: Interage com a água 
HIDROFÓBICO: Não interage com a água 
efeito ou colapso hidrofóbico
Inserção de um composto hidrofóbico perturba a rede de água, as interações que as moléculas de água tem entre si (ligações de H). Logo em seguida, a água busca minimizar seu contato com os compostos hidrofóbicos.
Micelas (e também lipossomos e bicamadas lipídicas)
À medida que mais solutos apolares são adicionados à água: Formação de aglomerados apolares (redução de contato com a água)
água e propriedades
Osmose
Movimento da água, por meio de membrana semipermeável, em função de diferenças de concentração
Água na indústria farmacêutica
Importante produto no preparo de medicamentos Xaropes, granulados, injetáveis...
Ionização da água
A água não é inerte: ligações O-H são polares e podem se dissociar
· Sistema ácido-base fraco
Água pura a 25 oC –55,5 mol/L (1.000 g/L : 18,015 g/mol)
· Produto iônico da água é a base da escala de pH
· O que é pH? É o logaritmo negativo da concentração de hidrônio (H3O+) pH = -log[H3O+]
 
Química ácido-base
Ácido - Doador de prótons ou aceptor de elétrons
Base – Aceptor de prótons ou doador de elétrons
Considerando um ácido
Ácidos fortes: Sofrem ionização completa em solução aquosa
Ácidos fracos: Sofrem ionização parcial em solução aquosa, dependendo do valor de pH da solução
Prevendo o pH de uma solução a partir das concentrações relativas de ácidos e bases
Relação entre pH e pKa
Titulação de ácidos fracos com uma base forte 
Tampões:
· Essenciais para a vida
· Muitas proteínas atuam como tampões
Exs: importantes de tampões:
Tampão fosfato (citoplasma de todas as células) –pKa de 6,86 (resiste a mudanças entre 5,9 e 7,9)
tampão bicarbonato (sangue) –pKa de 7,4 (resiste a mudanças entre 6,4 e 8,4)
PARA DISCUTIR 
Qual a relação entre diabetes não tratado e acidose?
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. No diabetes tipo 1, ela pode ser a primeira manifestação da doença ou resultar do aumento de insulina por causa de infecções, traumas, infartos e cirurgias. Já nos portadores do tipo 2, pode ocorrer sob  condições graves como a sepse (inflamação que se espalha pelo organismo diante de uma infecção, podendo levar a queda da pressão arterial, falência de órgãos, entre outros sintomas.), por exemplo.
CAUSAS
São consideradas possíveis causas da cetoacidose diabética:
· 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 insulina.
SINTOMAS
· Sede intensa e boca seca;
· Aumento da frequência das micções e da quantidade da urina;
· Hiperglicemia;
· Altos níveis de corpos cetônicos na urina;
· Pele seca;
· Fadiga intensa;
· Respiração rápida e superficial;
· Náuseas, vômitos e dor abdominal;
· Hálito com odor acentuado de acetona,
· Confusão mental.
DIAGNÓSTICOS
Além da avaliação clínica considerando os sinais e sintomas da doença, exames laboratoriais de sangue e de urina ajudam a confirmar o diagnóstico da doença.
PREVENÇÃO
Algumas medidas simples permitem prevenir as crises de cetoacidose diabética. Entre elas destacam-se:
· Informar-se sobre os sintomas da cetoacidose para reconhecê-los precocemente;
· Tomar rigorosamente as doses de medicamentos prescritas pelo médico;
· Controlar os níveis de glicemia no sangue e os corpos cetônicos (cetonúria) na urina, mesmo em casa, utilizando fitas desenvolvidas para esse fim;
· Procurar assistência médica, quando as taxas estiverem elevadas ou nos quadros infecciosos e febris.
TRATAMENTO
Tratamento é hospitalar e inclui a administração de insulina, hidratação endovenosa, correção das alterações dos íons no sangue (principalmente de fosfato, sódio e potássio) e acompanhamento dos níveis de consciência.
DRAUZIO VARELLA