Apenas um pouco mais do que água!

por Gladis Franck da Cunha 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.

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.

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).

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.

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