Metais no Organismo Humano

Transcrição

1 Metais no Organismo Humano Relativamente à necessidade biológica podem classificar-se Metais Essenciais: Metais Tóxicos: sódio, potássio, cálcio, magnésio, ferro, crómio, zinco, cobalto, manganês e níquel. arsénico, chumbo, cádmio, mercúrio, alumínio, titânio, estanho e o tungsténio. 1

2 Metais Essenciais Definir um metal como essencial para a saúde humana significa verificar até que ponto a sua ausência na dieta produz anomalias funcionais ou estruturais Regulação Homeostática 2

3 Metais Essenciais Participam em mecanismos metabólicos que estão relacionados com trocas iónicas associadas à transmissão de sinais eléctricos nos músculos e nervos. 3

4 Metais Essenciais 4

5 Metais Essenciais 5

6 Metais tóxicos O termo Metais Tóxicos é uma alternativa ao termo metais pesados, sendo recomendada a sua aplicação aos elementos não essenciais Elementos que não são necessários aos organismos vivos A manifestação dos efeitos tóxicos está associada à dose. Podem afectar vários órgãos, alterando processos bioquímicos e membranas celulares São venenos acumulativos para todos os seres vivos aumentando a sua concentração de nível para nível da cadeia alimentar - BIOMAGNIFICAÇÃO 6

7 Metais tóxicos 7

8 Metais no Organismo Humano A hemoglobina e o transporte de gases no sangue A hemoglobina é formada por 4 subunidades de globina Cada subunidade de globina tem unido um grupo hemo (uma molécula de protoporfirina IX complexada com um ião Fe2+), responsável da cor vermelha da hemoglobina e do sangue. 8

9 Metais no Organismo Humano A hemoglobina e o transporte de gases no sangue O grupo heme é um complexo octaédrico de ferro, em que este se encontra coordenado por um ião di-negativo de porfirina tetradentado e tem número de oxidação +2. Os quatro átomos dadores de azoto da porfirina envolvem o ferro no mesmo plano. 9

10 Metais no Organismo Humano A hemoglobina e o transporte de gases no sangue Para além da porfirina, o ferro é também coordenado por um átomo de azoto da cadeia proteica de outro segmento da hemoglobina, sendo estas ligações nos quatro grupos heme que mantêm os quatro segmentos proteicos unidos. A geometria global do complexo em torno do átomo de ferro é octaédrica, sendo o vértice oposto ao ocupado por este átomo dador de azoto o local onde se vai coordenar o oxigénio e onde se dão as trocas gasosas que ocorrem em função da respiração celular. 10

11 Metais no Organismo Humano A hemoglobina e o transporte de gases no sangue Como existem quatro grupos heme, cada hemoglobina pode transportar quatro moléculas de oxigénio. A ligação ao oxigénio é cooperativa, o que significa que a ligação num grupo hemo aumenta a tendência para a ligação no segundo, a do segundo aumenta a tendência da ligação no terceiro e a do terceiro aumenta a tendência da ligação no quarto. Reacção de trocas gasosas nas células A estabilidade do complexo oxigenado aumenta com a basicidade do meio Efeito de Bohr 11

12 Metais no Organismo Humano A hemoglobina e o transporte de gases no sangue A estabilidade do complexo oxigenado aumenta com a basicidade do meio Efeito de Bohr A libertação de oxigénio nos tecidos é facilitada pelo pequeno abaixamento do ph resultante da presença do CO 2 formado na respiração celular. Este efeito vai aumentar a tendência para a evolução no sentido directo da reacção 12

13 Metais no Organismo Humano A hemoglobina e o transporte de gases no sangue A hemoglobina destaca-se pela sua capacidade para formar um complexo muito estável com o monóxido de carbono por troca com o oxigénio. Kc= 200 Significa na prática que se o monóxido de carbono estiver presente numa quantidade significativa, vai complexar mais fortemente a hemoglobina e ainda que, após ligar-se a ela, a capacidade desta para transportar o oxigénio se encontra praticamente perdida. 13

14 Metais no Organismo Humano A hemoglobina e o transporte de gases no sangue O caso do CO 2 indispensável: efeito tampão Ka 10-7 H 2 CO 3 (aq) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + HCO - 3 (aq) 14

15 Como se comportam os ácidos, as bases e os sais quando se dissolvem em água? RELEMBRAR 15

16 Como se comportam os ácidos, as bases e os sais quando se dissolvem em água? RELEMBRAR 16

17 Como se comportam os ácidos, as bases e os sais quando se dissolvem em água? RELEMBRAR 17

18 Como se comportam os ácidos, as bases e os sais quando se dissolvem em água? Grau de ionização vs Força de Ácidos e Bases Soluções aquosas 0.1 mol/dm 3 (25ºC) 18

19 Como se comportam os ácidos, as bases e os sais quando se dissolvem em água? Grau de ionização vs Força de Ácidos e Bases 1. Se tivermos soluções diluídas de dois ácidos fracos de concentrações diferentes, mesmo sabendo qual é o mais fraco, não se poderá afirmar directamente qual é a solução que terá maior grau de ionização. 2. O grau de ionização não é constante, é necessária uma grandeza, independente da concentração do ácido, que permita caracterizar a solução em equilíbrio a determinada temperatura: as constantes de ionização (de hidrólise no caso de compostos iónicos) Ka e Kb. 19

20 Como se comportam os ácidos, as bases e os sais quando se dissolvem em água? Grau de ionização vs Força de Ácidos e Bases HA (aq) H + (aq) + A - (aq) 20

21 Exercício 3. Metais Ambiente e Vida 21

22 Exercício 3. Metais Ambiente e Vida 22