06 fevereiro, 2010

Apenas um pouco mais do que água!

por Num episódio de Star Trek o Capitão Kirk e sua tripulação entram em contato com seres inteligentes, mas que possuem natureza cristalina. Tais seres se dirigem aos representantes da “Federação dos Planetas Unidos” chamando-os de bolsas de água. Como de fato somos já que cerca de 70% da nossa massa corporal é constituída pela água e os outros 30% são o somatório de lipídios, açúcares, proteínas, ácidos nucleicos e sais minerais.

Porém isso não é uma exclusividade humana, todas as formas de vida da terra são mais água do que qualquer outra coisa, por isso quando dirigimos nossa atenção para outros planetas à procura de vida, procuramos inicialmente por água.

Qualquer estudo a respeito da química da vida deve incluir um estudo da água, não apenas por ser abundante, mas por afetar os seres vivos da seguinte forma:

1- As funções das moléculas orgânicas dependem das suas formas, as quais são uma resposta às propriedades físicas e químicas da água circundante.

2- A água é o meio onde ocorrem as reações bioquímicas e permite a movimentação dos produtos destas reações, para dentro ou para fora das células.

3- A própria água participa ativamente de muitas reações químicas que dão suporte à vida.

4- A reatividade de muitos grupos funcionais das moléculas biológicas depende das concentrações relativas de H+ (acidez) e OH- (alcalinidade) no meio circundante.

5- A água é oxidada para produção de O2, na fotossíntese.

6- Novas moléculas de água são produzidas na respiração aeróbica, pela redução do O2.

Ao caracterizar a água como incolor, inodora e insípida estabelecemos uma forte relação com a expressão popular ‘não fede nem cheira’, que usamos para qualificar indivíduos passivos, desimportantes ou inócuos. Porém a água passa longe de ser inerte, pois suas propriedades físicas, que são incomuns em moléculas do mesmo tamanho, lhe fornecem um poder inigualável como solvente, com importantes implicações para a estrutura e função das moléculas biológicas.

A estrutura da água.

A água é uma molécula pequena constituída por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, ligados entre si por pontes de hidrogênio, formando um tetraedro com dois polos: um negativo e outro positivo.

Estrutura da molecula de água

Esta estrutura polarizada tem enorme efeito nos sistemas vivos, pois as próprias moléculas de água formam uma espécie de rede em que cada molécula se associa a outras quatro, numa estrutura aberta, por isso ela é uma das poucas substâncias que se expande por congelamento. Além disso, em virtude de sua estrutura a água líquida apresenta uma extraordinária coesão interna, quando comparada a substâncias com tamanhos equivalentes ao seu.

Associação entre as moléculas de água

Poderes da água:

Embora ela não seja capaz de dissolver TUDO, a água dissolve mais tipos de substâncias e em quantidades maiores do que qualquer outro solvente. Seu caráter polar a torna um poderoso solvente de moléculas polares e iônicas, as quais são chamadas de hidrofílicas (do grego, hydro, água + philos, gostar).

solubilização do NaCl

Como ocorre a dissolução? Por exemplo, quando colocamos um sal como o NaCl as moléculas polares da água enfraquecem as forças de atração entre os íons separando-os, pois cada íon é circundado por camadas de moléculas do solvente. Quando isso acontece diz-se que os íons estão solvatados (no caso da água pode-se usar o termo hidratado). Por igual razão as moléculas polares são solúveis em soluções aquosas.

As substâncias que possuem grupos carboxila (OH), carbonila (C=O), caboxilato (COO-) ou amônio (NH3+) são mais hidrossolúveis, pois estes grupos podem formar ligações de hidrogênio com a água, exemplos desse tipo de moléculas são: proteínas, ácidos nucleicos e carboidratos.

Por outro lado, as moléculas apolares são insolúveis em soluções aquosas, havendo uma tendência da água de minimizar seu contato com elas através do efeito hidrofóbico.

A maioria das moléculas biológicas mantém sua forma e função, combinando os efeitos hidrofílico e hidrofóbico, pois elas possuem regiões apolares e polares. Assim, elas voltam suas regiões polares em direção à água e combinam as apolares entre si. Graças a isso, por exemplo, as membranas biológicas e micelas se formam e mantêm.

Estrutura da membrana

micela

O grande poder de solubilização da água faz com que ela sempre seja encontrada formando soluções. Os rótulos de água mineral atestam este fato, em função dos diferentes sais dissolvidos muda o pH, sabor e propriedades da água.

imagem Qualifis

Em alguns casos as substâncias dissolvidas podem afetar negativamente a saúde. Por exemplo, a água mineral ingerida como opção saudável nas grandes cidades pode vir contaminada por um tipo de arsênico inorgânico, sem gosto e sem cheiro, cuja ingestão crônica, mesmo em pequenas quantidades pode redundar em diabetes tipo 2 (Hype Science).

Em resumo, nossa massa corporal é majoritariamente água e todo o restante só é o que é e funciona como funciona porque está imerso numa solução aquosa. Assim, é muito difícil cogitar ou imaginarmos uma forma de vida cristalina ou não-solobilizada, como foi proposta no episódio de Star Trek, talvez por não passarmos de bolsas de água. Por tais motivos, preservar as fontes de água potável, mantendo a sua qualidade é essencial a vida.


Referências:
VOET, D. ; VOET, J. ; PRATT, J.W. Fundamentos de Bioquímica: a vida em nível molecular. 2ed. Porto Alegre : ARTMED, 2008.

Fontes das imagens:
1- Ninfa da água de John Collier disponível em Squidoo
2- Modelo de membrana Oru
3- Micelas Julian Haller
4- Deusa da água Sodahead

Nenhum comentário:

Postar um comentário

Related Posts with Thumbnails