Aula 1: Introdução à Bioquímica. A Água

Transcrição

1 Aula 1: Introdução à Bioquímica A Água 1

2 A Célula Composição de uma célula PROTEÍNAS 15% LIPÍDIOS 2% CARBOIDRATOS 3% ÁC. NUCLEICOS 7% Sais Minerais 1% Água 70% 2

3 DISTRIBUIÇÃO CORPORAL DA ÁGUA EM ADULTOS Tecido Líq. cefaloraquidiano Sangue (plasma) Sangue (glóbulo vermelho) Tec. Nervoso (substância cinza) Tec. Nervoso (substância branca) Medula Músculo Pele Fígado Tec. Conjuntivo Osso (sem medula) Tecido adiposo Dentina % Água DISTRIBUIÇÃO CORPORAL DA ÁGUA EM ADULTOS Tecido Líq. cefaloraquidiano Sangue (plasma) Sangue (glóbulo vermelho) Tec. Nervoso (substância cinza) Tec. Nervoso (substância branca) Medula Músculo Pele Fígado Tec. Conjuntivo Osso (sem medula) Tecido adiposo Dentina % Água

4 Composição da Saliva: 99,5% = água!! 0,5% distribuídos entre: Íons K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+, H + Cl -, HCO 3-, I -, F -, HPO 4 2- Moléculas orgânicas pequenas Uréia, hormônios, lipídios, DNA, RNA Um proteoma complexo Glicoproteínas grandes (10 6 D) a peptidios (1000 D) pi de 3,0 a 11,5 Secretadas por glândulas salivares Produtos de células B, PMNs (polymorphonuclear leukocytes), células epiteliais e bactérias Major salivary components Histatins Statherins Lysozyme Proline-rich rich proteins Carbonic anhydrases Amylases Peroxidases Lactoferrin Mucin 2 (MG2) siga Mucin 1 (MG1) Size (kda( kda) 4

5 Multifunctionality Buffering Carbonic anhydrases, Histatins Cystatins, Mucins Histatins Anti- Fungal Anti- Viral Amylases, Cystatins, Histatins, Mucins, Peroxidases Anti- Bacterial Tissue Coating Salivary Families Amylases, Cystatins, Mucins, Proline-rich rich proteins, Statherins Digestion Mineralization Lubrication &Viscoelasticity Amylases, Mucins, Lipase Mucins, Statherins Cystatins, Histatins, Proline- rich proteins, Statherins adapted from M.J. Levine, 1993 Importância Clínica da Saliva Compreender os mecanismos salivares a um nível molecular é um pré-requisito para: tratamento efetivo de disfunções das glândulas salivares; modulação da colonização por bactérias; desenvolvimento de saliva artificial e outros produtos para disfunções ou doenças salivares. 5

6 Saliva Artificial: Lactoperoxidase, Glicose oxidase, Lactoferrina e Lisozima Boca seca Baixa salivação Pacientes respiradores bucais Disgeusia - sensação de gosto ruim na boca Pacientes entubados ou não no CTI Pacientes imunodeprimidos (hospitalizados, transplantados, oncológicos e outros) Pacientes que usam prótese removível Pacientes com infecções orais, língua e lábios fissurados, alto risco de ocorrência de úlceras aftosas, mucosite e candidíase oral Manutenção do sistema enzimático Homeostase e Equilíbrio Hídrico Ingestão diária: 2,5 litros Perde-se em: Urina (1,5 L) Fezes (0,15 L) Suor (0,5 L) Ar expirado (0,35 L) 6

7 A água tem uma Estrutura Dipolar Estrutura da Água Interações entre as Moléculas de Água Interações entre Água e Macromoléculas Interações entre as Moléculas de Água e Moléculas Pequenas Estrutura das Macromoléculas As interações não-covalentes mantêm a estrutura de macromoléculas e agregados macromoleculares Ligações de Hidrogênio Interações Hidrofóbicas Interação Eletrostática ou Iônica Interações do Tipo Dipolar (dipolos permanente ou dipolos induzidos) 7

8 Estrutura da Água H 2 O H 2 S H 2 O H 2 S ponto de fusão: 0,0 C -82,0 C ponto de ebulição: 100,0 C -60,3 C Estrutura da Água H 2 O H 2 S H O H H S H Eletronegatividade H = 2,10 S = 2,58 O = 3,50 8

9 A água tem uma Estrutura Dipolar LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO 9

10 LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO δ + H δ - O δ + H O δ - H δ + H δ + 10

11 Orientação das ligações de hidrogênio Átomos receptores e aceptores de hidrogênio 11

12 Interação com Moléculas Polares (HIDROFÍLICAS) Íons hidratados: 12

13 Interação com Moléculas Anfifílicas parte polar Gosta de água parte apolar Não gosta de água Interação com Moléculas Anfifílicas 13

14 Forma Ligações com Doadores e Receptores de Hidrogênio A Água Sofre Ionização Apenas uma em cada 10 7 moléculas está ionizada! H2O H + + OH - *10 7 =

15 A Água Sofre Ionização ph = -log[h + ] poh = -log[oh - ] Água Pura: ph = 7,0 ácido neutro base Na água pura (ph = 7), temos: [H + ] = 10-7 M e [OH-] = 10-7 M Importância do Equilíbrio Ácido-Base Manutenção da Conformação de Macromoléculas ESTRUTURA FUNÇÃO Mecanismos de Ação e Toxicidade de Fármacos Distúrbios do Equilíbrio Ácido-Base são relacionados a Patologias 15

16 Distúrbios Ácido-Base Acidose Alcalose Metabólica Respiratória Acidose Respiratória: Hipoventilação dos alvéolos Acúmulo de CO2 CO2 + H2O H2CO3 H + + HCO3 - Aguda Obstrução das vias respiratórias Desordens neuromusculares Doenças do SNC Inalação de [CO 2 ] Crônica Obstrução Alveolar (Enfisema Pulmonar) 16

17 Alcalose Respiratória: Hiperventilação dos alvéolos Ansiedade SNC Envenenamento Febre Ventilação Artificial altitude = Pressão Atmosférica = P alveolar Acidose Metabólica ingestão de ácidos orgânicos não-voláteis eliminação excessiva de bases (diarréia severa) produção de ácidos metabólicos em excesso Alcalose Metabólica ingestão de excesso de bases (mais comum: bicarbonato de sódio) eliminação excessiva de ácidos (vômito prolongado; lavagem estomacal) 17

18 Importância do Equilíbrio Ácido-Base: Fármacos Anestésicos Locais usados em Odontologia Lidocaína (Xilocaína) pka = 7,9 Prilocaína pka = 8,7 Septocaína/ Articaína pka = 7,8 Bupivacaína pka = 7,7 Mepivacaína pka = 7,9 18

19 COCAÍNA: primeiro anestésico local utilizado na clínica, em 1864; composto isolado das folhas de coca por Albert Niemann. Éster de ácido benzóico amina terciária (protonável) Os anestésicos locais derivados da cocaína são ésteres de ácido benzóico, contendo uma amina terciária. Anestésicos Locais do Tipo Amina Terciária 19

20 A amina terciária apresenta um equilíbrio entre as formas neutra (A:) e protonada (AH + ) ---CH 2 -CH 2 -N CH H + ---CH 2 -CH 2 -N CH 3 H CH 3 CH 3 A: AH + 20

21 Mecanismo de Ação 21