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Explique por que a água é considerada um solvente universal e como suas ligações de hidrogênio influenciam coesão, tensão superficial e efeito hidrofóbico, relacionando com a organização das membranas biológicas.
A polaridade da água permite formar ligações de hidrogênio, conferindo elevada coesão e tensão superficial. Essa propriedade promove o efeito hidrofóbico, forçando moléculas apolares a se agregarem e permitindo a formação de micelas e bicamadas lipídicas.
Defina osmolaridade e descreva como variações na osmolaridade extracelular afetam a célula, com exemplos clínicos.
Osmolaridade é a concentração de solutos osmoticamente ativos. Em solução hipotônica, a água entra na célula, podendo causar lise; em solução hipertônica, a água sai, levando a murchamento. Ex.: soro inadequado, desidratação.
Apresente a definição de pH e explique por que pequenas variações no pH sanguíneo (fora de 7,35–7,45) podem comprometer funções vitais.
pH = –log[H+]. Enzimas e proteínas dependem de faixas estreitas de pH para manter conformação e atividade catalítica. pH abaixo de 7,0 ou acima de 7,8 pode desnaturar proteínas e comprometer reações metabólicas essenciais.
Descreva a dissociação de um ácido fraco e explique a importância do par conjugado ácido-base no tamponamento de soluções biológicas.
Ácidos fracos dissociam-se parcialmente (HA ⇌ H+ + A–). O par HA/A– resiste a variações de pH pois A– pode aceitar H+ quando o meio se torna ácido e HA pode doar H+ quando o meio se torna básico.
Deduza a equação de Henderson-Hasselbalch a partir da constante de dissociação (Ka) e explique sua aplicação na preparação de um tampão com pH desejado.
Da equação Ka = [H+][A–]/[HA], isolando [H+] e aplicando log: pH = pKa + log([A–]/[HA]). Para preparar um tampão, escolhe-se um ácido com pKa próximo ao pH desejado e ajusta-se a razão base/ácido para alcançar o valor de pH alvo.
Compare os principais sistemas tampão do corpo (bicarbonato, fosfato, proteínas e hemoglobina) quanto à localização, componentes e situações em que cada um é mais eficiente.
Bicarbonato: plasma, neutraliza ácidos não voláteis. Fosfato: intracelular e renal. Proteínas: intra e extracelular, grupos anfóteros. Hemoglobina: sangue, atua no transporte de CO2 e regulação do pH.
Explique como sangue, pulmões e rins atuam em conjunto para manter o pH fisiológico, destacando tempos de resposta e mecanismos moleculares.
Sangue: tampões químicos imediatos. Pulmões: em minutos ajustam ventilação para controlar CO2. Rins: em horas a dias reabsorvem HCO3– e secretam H+ (excreção de NH4+).
Defina acidose metabólica, cite causas comuns e descreva o mecanismo de compensação respiratória.
Acidose metabólica é pH sanguíneo baixo devido a excesso de H+ ou perda de HCO3– (ex.: cetoacidose diabética, diarreia). O corpo responde com hiperventilação (respiração de Kussmaul) para reduzir CO2.
Explique a fisiopatologia da acidose respiratória e suas possíveis consequências no sistema nervoso central.
Retenção de CO2 (hipoventilação, DPOC) aumenta H2CO3 e H+, causando depressão do SNC, podendo evoluir para confusão, sonolência e coma.
Diferencie alcalose metabólica de alcalose respiratória em termos de causa, pH e mecanismos compensatórios.
Metabólica: perda de H+ (vômitos) ou ganho de HCO3–; compensação com hipoventilação. Respiratória: hiperventilação primária que reduz CO2; rins excretam HCO3– para compensar.
Como a gasometria arterial ajuda a diferenciar distúrbios respiratórios de metabólicos? Dê um exemplo interpretando pH, pCO₂ e HCO₃⁻.
Avalia pH, pCO2 e HCO3–. Ex.: pH 7,25, pCO2 60 mmHg, HCO3– normal indica acidose respiratória. Se HCO3– baixo e pCO2 normal indica acidose metabólica.
Um paciente com cetoacidose diabética chega com pH 7,1. Descreva a origem do distúrbio, os mecanismos de compensação e o tratamento bioquímico de escolha.
Origem: acúmulo de corpos cetônicos. Compensação: hiperventilação para reduzir CO2. Tratamento: insulina, reposição de líquidos e correção de eletrólitos.
Explique o funcionamento do tampão bicarbonato.
CO2 + H2O ⇌ H2CO3 ⇌ H+ + HCO3–. O HCO3– aceita H+ em excesso, enquanto H2CO3 pode liberar H+ quando o pH sobe. Pulmões controlam CO2 e rins regulam HCO3–.
Cite os principais componentes do sistema tampão e os principais tampões dos meios extra e intracelular.
Componentes: ácido fraco e sua base conjugada. Extracelular: bicarbonato/ácido carbônico. Intracelular: fosfato, proteínas, hemoglobina.
O ácido palmitoleico tem configuração 16:1(9). Qual sua nomenclatura no sistema ômega?
Ácido graxo ômega-7.
Um indivíduo com dieta rica em amilose engorda, enquanto outro com celulose passa fome. Por quê?
Humanos digerem amilose (ligações α-1,4), gerando glicose. Celulose tem ligações β-1,4, não hidrolisadas pelas enzimas humanas.
Explique a reação de saponificação e a formação do sabão.
Hidrólise alcalina de triglicerídeos produz glicerol e sais de ácidos graxos (sabão), que têm cabeça polar e cauda apolar.
Por que lipídios liberam ~40 kJ/g e carboidratos/proteínas apenas ~17 kJ/g?
Lipídios são mais reduzidos e anidros, liberando mais elétrons de alta energia por grama.
Compare glicerofosfolipídeos e triacilgliceróis quanto à estrutura e função biológica.
Glicerofosfolipídeos possuem cabeça fosfato polar e duas caudas apolares, formam membranas; triacilgliceróis têm três ácidos graxos e servem como reserva energética.
