biofisica água

A Biofísica da Água: Propriedades e Importância
- A água é uma molécula notável apresentando propriedades fundamentais para a vida na Terra.
- Esta apresentação aborda as propriedades químicas e biológicas da água.

Água
- A água é a substância mais abundante nos sistemas vivos, composta por aproximadamente 70%.
- O primeiro organismo vivo na Terra surgiu em um ambiente aquoso.
- O curso da evolução foi moldado pelas propriedades do meio aquoso.

Características Principais
- A substância mais abundante nos seres vivos.
- Possui propriedades fundamentais como:
- Polaridade da molécula
- Grande força de atração entre as moléculas
- Pequena tendência de ionização
Água e seus Percentuais nos Seres Vivos
- Composição percentual de água em diferentes organismos:
- 95% - Água em algumas espécies de esponjas.
- 88% - Água em tecidos de medusas.
- 79% - Água em músculos de tubarões.
- 78% - Água em músculos de peixes.
- 85% - Água no corpo humano.
- 67% - Água em medusas.
- 65% - Água em mamíferos terrestres.
- 80% - Água em plantas.

Solvente
- Grande capacidade de dissolver solutos.
- Moléculas com ligações iônicas dissolvem-se facilmente na água.
- A água estabiliza íons e enfraquece interações eletrostáticas.

Termorregulação
- A água regula a temperatura corporal através do suor e da circulação sanguínea.
Absorção de Nutrientes
- Como solvente, a água é essencial para a absorção de nutrientes e mantém a saúde da pele e cabelos.
Transporte de Substâncias
- A água compõe o plasma sanguíneo, transportando nutrientes, hormônios e outras substâncias.

Transporte de O2
- Realizado por proteínas solúveis em água como a hemoglobina e mioglobina.
Transporte de CO2
- Forma ácido carbônico (H₂CO₃) em solução aquosa, transportado como íon bicarbonato (HCO₃⁻).

Definição de Polaridade
- A molécula de água é polar; as cargas elétricas são distribuídas de modo desigual, gerando regiões positivas e negativas.
- A polaridade e ligações de hidrogênio resultam em alta tensão superficial e anomalias térmicas.
Características da Polaridade
- Permite formação de ligações de hidrogênio, que influenciam as propriedades físicas e químicas da água.
Fatores que Tornam uma Molécula Polar ou Apolar
- Distribuição desigual de cargas.
- Diferença de eletronegatividade
- Arranjo espacial entre átomos.

Definições
- Água é hidrofílica (amiga de moléculas polares) e hidrofóbica (inimiga de moléculas apolares).
Moléculas Anfipáticas
- Possuem regiões polares (hidrofílicas) e apolares (hidrofóbicas).
- Regiões polares maximizam interação com água, enquanto as apolares evitam contato.
- Formam estruturas estáveis chamadas micelas.
Compostos Hidrofílicos e Hidrofóbicos
- Hidrofílicos: dissolvem facilmente em água (ex: íons, açúcares).
- Hidrofóbicos: não se dissolvem em água (ex: lipídios, ceras).
- Moléculas anfipáticas possuem uma parte que interage com água e outra que não interage.

Definição
- Interações intermoleculares que ocorrem entre átomos de hidrogênio ligados a átomos eletronegativos como Oxigênio e Nitrogênio.

Definição
- A ausência de moléculas acima da superfície cria uma força que forma uma "película" no líquido devido à alta tensão superficial.
Tensioativos e Surfactantes
- Substâncias que diminuem a tensão superficial entre dois líquidos. Exemplo: surfactante pulmonar, que facilita a troca de gases nos alvéolos pulmonares, aumentando a complacência pulmonar.

Processo
- A água se transforma em íons H⁺ e OH⁻.
- Os íons H⁺ imediatamente se hidratam, formando íons hidrônio ou hidroxônio.

Definições
- Ácido: substância que doa prótons (H⁺).
- Base: substância que aceita prótons (OH⁻).
- pH: potencial hidrogeniônico, medida de acidez ou alcalinidade.
Funções Bioquímicas e pH
- A atividade das enzimas é dependente de um pH adequado, regulado pelas variações de pH no organismo.

Definição
- Movimento de água através de membranas semipermeáveis, influenciado pela osmolaridade das soluções.
Tipos de Soluções:
- Isotônicas: osmolaridade equivalente entre meios interno e externo; não há perda significativa de água.
- Hipertônicas: meio externo com osmolaridade maior; a água flui para o meio externo.
- Hipotônicas: meio interno com osmolaridade menor; a água flui para o meio interno.

Definição
- Mistura de um ácido fraco e seu sal ou de uma base fraca e seu sal, evitando grandes variações de pH.
- Fundamental para a manutenção do pH fisiológico nos sistemas biológicos.
pH Sanguíneo
- Mantém-se constante entre 7,35 e 7,45.
- A solução tampão no sangue é composta por ácido carbônico (H₂CO₃) e bicarbonato de sódio (NaHCO₃).

Caso de Tiburcina, 28 anos
- Participa de maratona em um dia quente.
- Sintomas: exaustão, tontura, fadiga extrema, náuseas.
- Exame Físico: pele quente e seca, frequência cardíaca acelerada, pressão arterial levemente baixa, urina escura.
- Diagnóstico: desidratação pela perda intensa de água e eletrólitos pelo suor.
- Tratamento: reidratação com soluções eletrolíticas e repouso em ambiente fresco.

Caso de Astolfo, 40 anos
- Participa de um desafio de beber muita água rapidamente.
- Sintomas: dor de cabeça, confusão mental, inchaço nas extremidades.
- Exame Físico: edema, confusão mental, nível de sódio muito baixo no sangue.
- Diagnóstico: hiponatremia, onde a diluição de sódio causa inchaço celular.
- Tratamento: restringir ingestão de água e, se necessário, administrar soluções salinas hipertônicas, corrigindo a hiponatremia lentamente para prevenir complicações.

A água é essencial para a vida e desempenha papéis críticos em diversas funções fisiológicas e bioquímicas.