Aula 02 Parte I. Unidade II -Água e sua importância biológica; -Molécula da água; -Propriedades; -Equilíbrio químico

Aula 02 – Parte I

Unidade II

-

Água e sua importância biológica;

-

Molécula da água;

-

Propriedades;

-

Equilíbrio químico

• Composição dos seres vivos: Compostos orgânicos e

inorgânicos;

• 98% da massa corporal dos seres vivos é composta por

6 elementos: C, H,O, N, P, S

Importância Biológica

Elemento Símbolo Percentuais médios nas células Oxigênio O 65% Carbono C 18% Hidrogênio H 10% Nitrogênio N 3% Fósforo P 1,2% Enxofre S O,25%

Divisão dos compostos:

• Inorgânicos (não produzidos pelos seres

vivos):

• Água (70% a 85%); • Sais minerais (1%);

• Vitaminas (não são produzidas pelo corpo);

• Orgânicos (produzidas pelos seres vivos):

• Carboidratos; • Lipídios;

• Aminoácidos e proteínas; • Ácidos Nucleicos;

• Permeia todas as porções de todas as células;

• Importância em seres vivos: transporte de nutrientes e reações

metabólicas;

• Todas as reações químicas de natureza biológica ocorrem em estado de solução;

• Regulação do equilíbrio térmico (dissipação de calor);

• Age como lubrificante (regiões de contato entre ossos e articulações);

A distribuição de água varia e acordo com a

estrutura a ser considerada:

A distribuição da água corpórea – melhorou com o uso da impedância bioelétrica (Medida de condução elétrica que estima a quantidade de água corporal)

Que está relacionada a atividade metabólica...

• A quantidade de água é diretamente proporcional à atividade metabólica da célula.

Neurônio – 80% de água

Célula óssea – 50% de água

A água corpórea total é maior ou

menor em atletas?

A distribuição de água varia e acordo

com o organismo (espécie) e idade:

98%

94%

60%

Diferenças na distribuição de água

< água com relação

ao seu peso total > Tecido adiposo

Emagrecimento utilizando-se

diuréticos pode ou não pode ser

utilizada em pessoas que

apresentam obesidade?

Água no Corpo Humano

Tecido ósseo

Água mantida encapsulada

Com exceção do tecido ósseo, existe um intercâmbio entre líquidos

extracelulares e intracelulares

• Líquido intracelular = 50% do peso do indivíduo (veículo de

reações químicas);

• Líquido extracelular = 20% se divide em INTERSTICIAL,

Água fora da célula

Intersticial

Intravascular

Transcelular

Vasos sanguíneos (plasma) – transporte de

gases, alimentos e produtos do metabolismo.

* Acúmulo anormal de fluido nos espaços teciduais intercelulares =

EDEMA

2% – Espaços sinoviais, peritonial, pleural,

pericárdio, intra-ocular, além do líquido cefalorraquidiano – lubrificar

Gel nos espaços intercelulares e é contínua com o plasma através de poros nos capilares *

Corpo Humano

Balanço hídrico

Quanta água precisa repor por dia:

Beber água - 1,5 litros. Ingerir alimentos - 1,0 litro

Água e Desidratação

• Apenas um número muito reduzido de organismos, a maioria

bactérias, resiste a desidratação de mais de 50% do

volume normal de água;

• A quantidade de água no citosol é essencial ao

metabolismo celular: uma diminuição de 20% da

quantidade normal inibe significativamente o metabolismo, enquanto uma diminuição de 30% dos níveis normais completamente para o metabolismo celular;

Curiosidades

• Posso substituir a ingestão de água por chá, café,

sucos, vinho, cerveja?

• Quanto mais destas bebidas se consome, mais desidratado o corpo se torna;

• Bebidas contendo cafeína, por exemplo, disparam

resposta de estresse devido ao forte efeito diurético,

aumentando as micções;

• Bebidas com açúcar aumentam rapidamente os níveis de açúcar sanguíneo (>diurese);

Curiosidades

• Sob desidratação: As pessoas observam que realmente começam a reter água nas pernas, pés,

braços e face. Os rins começam a “economizar” água, reduzindo a produção de urina e levando a retenção de produtos tóxicos potencialmente danosos;

• A diminuição da água no cérebro acarreta a diminuição

da energia e deprime muitas funções vitais. Com

baixo nível de energia cerebral, ficamos incapazes de lidar com o medo, a ansiedade, a raiva e muitas outras emoções.

Molécula da água

• Dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio ligados covalentemente;

• Não linear = ANGULAR;

Oxigênio tem pares de

elétrons livres que empurram os átomos de Hidrogênio

H H

O

Polaridade da molécula de Água

Parcialmente negativo

Eletronegativo = atrai elétrons compartilhados nas ligações

covalentes com uma intensidade maior do que o hidrogênio.

(

d

-)

Parcial, por que os elétrons não estão sendo

doados ou recebidos e sim: COMPARTILHADOS, em ligações COVALENTES.

(

d+

)

1

2

Pontes de Hidrogênio

Por ser polar atração eletrostática Pontes ou ligações

de Hidrogênio

Interação na qual um átomo eletronegativo (ex.; F, O, N) atrai um H com carga parcial positiva

de uma molécula vizinha

1

Cada molécula de água pode formar no máximo 4 pontes

de hidrogênio 2

Estado sólido

Estado líquido Moléculas ficam mais

próximas por isso mais densa do que o

GELO

2

Moléculas ficam mais

afastadas menos

denso = FLUTUAÇÃO

Líquido, Sólido, Gasoso...

No gelo, cada molécula faz quatro pontes de hidrogênio;

No estado líquido cada molécula está ligada, em média, a 3,4 outras moléculas de água (organização parecida com a do gelo;

Na fusão do gelo são quebradas somente o mínimo de pontes de hidrogênio para que a água se torne líquida;

Já na passagem para o estado gasoso a (quase) totalidade das pontes de hidrogênio são quebradas .

Densidade

• Densidade de uma substância mede o grau de compacidade desta substância.

• Definida pela razão entre a massa da substância e o seu volume.

DENSIDADE = MASSA DA SUBSTÂNCIA (g)

VOLUME DA SUBSTÂNCIA

Água como solvente

A água dissolve vários tipos de substâncias polares e iônicas

(hidrofílicas), como vários sais e açúcar, e facilita sua interação química, que ajuda metabolismos complexos.

1 2 4 5 Oxigênio(d-) Hidrogênio (d+) Opostos se atraem 3

• Soluções hidrofílicas (POLAR) (que se dissolvem na

água) EX.: Sal de cozinha;

• Soluções hidrofóbicas (APOLAR) (que não se

dissolvem) EX.: Óleo;

“Semelhante dissolve semelhante”

Graxa (apolar) é removida quando utilizamos gasolina

Se o sabão é feito de óleos e gorduras, como é

capaz de limpar superfícies engorduradas?

• Composição sabão = gorduras animais e óleos vegetais; • A mistura de óleos (ésteres) com soluções alcalinas

(hidróxido de sódio ou potássio) deu origem a um produto que se dissolve em água e retira gorduras.

Anfipáticas

• Substâncias anfipáticas (fosfolipídeos, proteínas, ácidos nucleicos);

• A água forma micelas (macromoléculas, interatuando com a porção hidrofílica e repelindo a porção

Gases apolares são pouco solúveis em

água

Sistemas biológicos utilizam proteínas transportadoras para

aumentar a solubilidade dos gases. Ex.: hemoglobina-O_2;

Capacidade de reagir com a água aumenta em muito a solubilidade; Nitrogênio (Apolar)

Oxigênio

(Apolar)

Efeito da osmolaridade do meio no movimento da

água através da membrana de uma célula

Solutos extracelulares _{Solutos intracelulares}

Meio hipertônico – a água sai, a célula

crena

Meio isotônico - a quantidade de água que entra é igual a que sai

Meio hipotônico – a água entra, a célula incha até arrebentar

A membrana celular é mais permeável a água do que aos seus solutos;

Facilita reações químicas

• Em

algumas

reações

químicas a união entre

moléculas

ocorre

com

formação de água como

produto

(síntese

por

desidratação).

• Reações de quebra de

moléculas em que a água

participa como reagente

são denominadas reações

de hidrólise.

Capilaridade

• Devido as ligações de hidrogênio, as moléculas de água tendem a se manter UNIDAS e COESAS;

• Para ADERIR a determinadas substâncias e até

Tensão superficial

• Devido as ligações de hidrogênio, na

superfície de contato da ÁGUA com o AR, se forma uma película (MEMBRANA

DE MOLÉCULAS DE ÁGUA);

• Insetos conseguem andar sobre a água sem afundar;

• Por isso gotas de água tem formato arredondado;

Força do peso que o inseto exerce não é o bastante para romper a membrana!

Transporte de substâncias

• Organismos mais evoluídos apresentam sistemas circulatórios (hemolinfa, sangue e seiva vegetal).

• A urina é uma maneira de eliminar toxinas.

• As células apresentam-se em estado coloidal (rico em água) o que facilita transporte de substâncias.

Lubrificante

• Nas articulações e entre os órgãos a água exerce um papel lubrificante para diminuir o atrito entre essas regiões.

• A lágrima diminui o atrito das pálpebras sobre o globo ocular. • A saliva facilita a deglutição dos alimentos.

Calor específico

• Quantidade de calor que um grama de uma substância precisa absorver para aumentar sua temperatura em 1°C sem que haja mudança de estado físico.

• Devido ao alto calor específico da água, seres vivos não sofrem variações bruscas de temperatura;

Água como moderadora da temperatura

• A água possui calor específico e calores latentes

elevados, devido ao fato de poder formar ligações de

hidrogênio;

• É difícil esquentar ou esfriar a água;

Tem de haver absorção de calor para romper as ligações de hidrogênio

Água como moderadora da temperatura

• Quando formadas as ligações de hidrogênio liberam calor;

• Assim a água estabiliza as temperaturas do ambiente e dos organismos;

Estudo Dirigido - Texto 1

• A reportagem de VEJA “O guru do laxante” descreve um incidente ocorrido em um centro de ioga em São Paulo no qual os praticantes eram estimulados a — além de praticar a meditação e os exercícios — ingerir uma quantidade enorme de água e chás laxantes. Muito provavelmente foi esta combinação que levou 18 jovens ao hospital.