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Bioquímica da Água I Imprimir E-mail

 

    

Bioquímica da Água

                                                                                                                                                  

                                                                                                   Fabrício de Melo Garcia1

 

                Os organismos vivos são encontrados em todas as partes da terra onde a água está presente, e não é por acaso que isto acontece, pois a água apresenta características bioquímicas intrínsecas que explicam esse fato. As moléculas biológicas (proteínas, peptídeos, nucleotídeos, etc.), geralmente, estão envolvidas pela água nos sistemas biológicos e a presença desta substância muda o comportamento químico dessas biomoléculas, portanto, elas apresentam comportamentos diferentes na presença ou na ausência da água.

                A água é um composto formado por moléculas constituídas de um átomo de oxigênio e dois de hidrogênio (H2O). Em uma molécula individual de H2O, o átomo de oxigênio central forma ligações covalentes com dois átomos de hidrogênio, deixando dois pares de elétrons não compartilhados. Levando em conta esse arranjo químico, a molécula da água apresenta uma geometria quase tetraédrica, formando um dipolo elétrico, já que o par de elétrons livres do oxigênio gera uma carga parcial negativa e os átomos de hidrogênio apresentam uma carga parcial positiva (figura 1).

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Essa polaridade é o principal motivo de muitas das propriedades físico-químicas da água. As moléculas de água vizinhas tendem a se orientar emparelhando-se de tal forma, que os átomos de oxigênio com carga parcial negativa interagem com os hidrogênios das moléculas vizinhas que apresentam carga parcial positiva. Essas interações fracas são conhecidas por pontes de hidrogênio e ocorrem graças à atração eletrostática entre as cargas parciais dos átomos.       

              

 

              A maior eletronegatividade do oxigênio leva a uma maior densidade eletrônica em um dos polos da molécula, formando assim um dipolo-elétrico. A polaridade das moléculas dos solventes é primordial para determinar a solubilidade de um soluto. A água é tipicamente um solvente polar e é o solvente mais importante dentro do estudo da bioquímica, já que os organismos vivos são compostos predominantemente por este solvente. Muitas moléculas biológicas, como os glicídeos e vários aminoácidos são hidratáveis, já outras, como os lipídeos são relativamente insolúveis em água.

 

              Nas soluções aquosas, cada íon do soluto encontra-se rodeado por diversas moléculas do solvente (H2O), e diz-se então, hidratado. Sendo assim, substâncias polares terão maior solubilidade na água, isto pode explicar em parte, o comportamento dos líquidos intracorporais, bem como, diversos fenômenos biológicos, patologias e o comportamento dos fármacos em nosso organismo.

            A água é a única substância que, nas condições físico-químicas da Terra, apresenta-se nos três estados da matéria. O gelo tem a notável propriedade de ser um sólido menos denso que seu correspondente líquido: a maioria dos sólidos afunda em seus líquidos. O gelo flutua na água, e isso é fundamental para a vida no planeta, pois nas regiões frias os mares congelam apenas na superfície, preservando a vida marinha.

            Quando a água passa para o estado sólido, cada molécula de água passará a acomodar um número máximo de quatro ligações de hidrogênio. Como as moléculas no estado sólido geralmente não se deslocam, apenas vibram em torno de suas posições no retículo cristalino, essas ligações de hidrogênio são duráveis. Para acomodar esse grande número de ligações, o arranjo cristalino do gelo é bastante ‘aberto', pois as moléculas acomodam-se em arranjos hexagonais, restando grandes espaços vazios no interior desses hexágonos. Isso faz com que o arranjo ocupe um volume maior, o que explica a menor densidade do gelo. Quando o gelo se funde, esses vazios desaparecem e as moléculas de água podem ficar mais próximas umas das outras, o que faz com que o volume ocupado por elas diminua, aumentando a densidade.

            Sendo assim, a fórmula da água (H2O) é um importante instrumento para explicar as suas principais propriedades, entretanto, a fórmula da água é uma representação que nem sempre reflete a realidade da substância água, que se comporta de maneira muito mais complexa e dinâmica, entre os diversos sistemas biológicos. O comportamento da água depende da variação de constantes físicas como: temperatura e pressão. É importante entendermos que água não é um mero coadjuvante dos processos biológicos nos seres vivos, em boa parte dos casos a água tem o papel principal, as moléculas de H2O interagem e podem trocar átomos com outras moléculas, sendo assim, o seu comportamento químico pode modificar e determinar diversos mecanismos fisiológicos.

            Duas letras do alfabeto e um número não parecem expressar suficientemente a profundidade e complexidade do comportamento da água. 

 

icon Aula de Introdução a Bioquímica 

 

Autor: Msc. Fabrício de Melo Garcia - Professor assistente de Bioquímica e Fisiologia das Faculdades de Enfermagem e Medicina Nova Esperança e da Faculdade de Enfermagem São Vicente de Paula. Doutorando do Programa de Ciências Farmacêuticas da UFPE. Contato: Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você deve habilitar o JavaScript para visualizá-lo.

 

Referências:

BOYD, R; MORRISON, R.; Química Orgânica, Fundação Calouste Gulbenkian, 12 edição, 1995.

MORTIMER, E. F.; Água=H2O; O Significado das Fórmulas Químicas, Revista Química Nova da Escola, Número 3, 05/1996.

PRATT, C. W.; CORNELY, K. Bioquímica Essencial, Editora Guanabara, 1ᵃ Edição, 2006.

 

 

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