Água e seus Constituintes Inorgânicos

A água é a substância mais abundante na célula, representando cerca de 85% de sua composição. Sua estrutura molecular é fascinante: forma um dipolo devido às ligações de hidrogênio, criando cargas parciais positivas (nos hidrogênios) e negativas (no oxigênio).

Essa estrutura confere à água propriedades incríveis! Ela possui alta coesão (atrai outras moléculas de água), alta adesão (atrai outras moléculas polares) e alta tensão superficial $forma uma película difícil de romper - por isso alguns insetos conseguem "andar" sobre a água$.

A água também é conhecida como solvente universal, facilitando o transporte de substâncias e reações químicas no organismo. Ela possui alto calor específico, absorvendo muito calor com pouca variação de temperatura, o que ajuda a estabilizar nossa temperatura corporal.

⚡ Você sabia? Quando você sua, o alto calor latente de vaporização da água entra em ação! A água absorve calor do seu corpo para evaporar, resfriando sua pele - um sistema de refrigeração natural perfeito.

O teor de água varia conforme a espécie, metabolismo e idade. Quanto maior o metabolismo, mais água é necessária no organismo. E quanto menor a idade, maior o metabolismo e consequentemente maior a quantidade de água no corpo!

Glicídios, Carboidratos ou Açúcares

Os carboidratos são moléculas orgânicas essenciais com fórmula geral C₍ₓ₎(H₂O)₍y₎. Eles funcionam como nossa principal fonte de energia! São classificados como poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas - palavrões que significam apenas compostos com vários grupos hidroxila $-OH$ e um grupo aldeído ou cetona.

Os monossacarídeos são os carboidratos mais simples. Destacam-se as pentoses (como a ribose do RNA e a desoxirribose do DNA) e as hexoses (glicose, frutose e galactose). A glicose é especialmente importante, pois é o "combustível" preferido das nossas células!

Quando dois monossacarídeos se unem, formam dissacarídeos. Por exemplo: glicose + glicose = maltose (açúcar dos cereais); glicose + frutose = sacarose (açúcar de cozinha); glicose + galactose = lactose (açúcar do leite).

🔍 Curiosidade: Os polissacarídeos são cadeias enormes de monossacarídeos! O glicogênio armazena glicose em animais (músculos e fígado), o amido faz o mesmo nas plantas, enquanto a celulose forma a parede celular vegetal e a quitina compõe o exoesqueleto dos artrópodes.

Lipídios

Lipídios são compostos orgânicos apolares e insolúveis em água. A maioria deriva de ácidos graxos - ácidos carboxílicos com cadeias de carbono longas. Eles são fundamentais para nosso organismo!

Os triglicerídeos são formados por três ácidos graxos ligados ao glicerol. Eles se dividem em gorduras (sólidas e saturadas) e óleos (líquidos e insaturados). Já os esteroides derivam do colesterol, que desempenha papéis essenciais: estabiliza a membrana plasmática, forma hormônios sexuais e sais biliares.

O colesterol não existe em vegetais, fungos ou bactérias - é exclusivo dos animais! Cerca de 90% é produzido pelo próprio fígado a partir das gorduras que consumimos. Para circular no sangue, ele precisa de "transportadores": as lipoproteínas HDL (colesterol "bom", pois remove o excesso dos tecidos) e LDL (colesterol "ruim", pois pode formar placas nas artérias).

🔥 Energia pura! Os lipídios são os nutrientes mais energéticos do corpo: fornecem 9,3 kcal/g, mais que o dobro dos carboidratos e proteínas $4,1 kcal/g cada$. Porém, devem ser consumidos com moderação, pois seu excesso está relacionado a diversas doenças cardiovasculares.

Proteínas

As proteínas são as substâncias orgânicas mais abundantes nas células animais. Esses incríveis polímeros de α-aminoácidos são extremamente versáteis, podendo atuar como componentes estruturais (colágeno na pele), enzimas, hormônios (insulina), transportadores (hemoglobina), ou até mesmo em nossa defesa (anticorpos)!

Cada proteína é formada por uma combinação específica dos 20 tipos de aminoácidos. Esses aminoácidos se ligam através de ligações peptídicas, que ocorrem entre o grupo carboxila $-COOH$ de um aminoácido e o grupo amina $-NH₂$ de outro. Essa ligação é muito forte e só pode ser quebrada por enzimas específicas.

Nutricionalmente, as proteínas são classificadas como integrais (origem animal, com todos os aminoácidos essenciais) ou parciais (origem vegetal, faltando alguns aminoácidos essenciais). Precisamos dos aminoácidos essenciais na dieta porque não conseguimos produzi-los em nosso corpo.

💡 Quando você digere proteínas, elas são quebradas em aminoácidos. No fígado, parte deles sofre desaminação (remoção do grupo amina). O resíduo NH₂ forma amônia (tóxica), que é convertida em ureia (menos tóxica) e eliminada na urina. Os esqueletos de carbono restantes podem ser usados para energia!

Estrutura das Proteínas

As proteínas apresentam quatro níveis de organização, cada um mais complexo que o anterior. A estrutura primária é simplesmente a sequência linear de aminoácidos. É a base de tudo - a "receita" que define como a proteína será!

A estrutura secundária forma-se quando a cadeia de aminoácidos começa a se dobrar em padrões regulares, como a α-hélice, graças às ligações de hidrogênio entre os aminoácidos. Esse arranjo já começa a dar forma à proteína.

Na estrutura terciária, a proteína adquire seu formato tridimensional completo. Os radicais (R) dos aminoácidos interagem entre si por meio de pontes dissulfeto e ligações iônicas, dobrando a proteína em uma forma específica. Algumas proteínas ainda possuem uma estrutura quaternária, quando várias cadeias peptídicas se unem (como na hemoglobina).

⚠️ Atenção! A função biológica de uma proteína depende diretamente da sua estrutura tridimensional. Quando uma proteína perde essa conformação específica, ocorre a desnaturação - ela continua com a mesma estrutura primária, mas perde sua função. Isso acontece com o calor (irreversível) ou mudanças de pH (reversível).

A desnaturação não altera o valor nutritivo da proteína, pois durante a digestão, todas as proteínas são quebradas em aminoácidos de qualquer forma. Por isso, um ovo cozido tem o mesmo valor nutricional de um ovo cru!

Enzimas: Proteínas Catalíticas

As enzimas são proteínas especiais que funcionam como catalisadores biológicos, acelerando reações químicas sem serem consumidas. Sem enzimas, muitas reações em nosso corpo seriam tão lentas que a vida como conhecemos seria impossível!

O segredo das enzimas está na redução da energia de ativação necessária para iniciar uma reação. Cada enzima possui um sítio ativo com formato complementar ao seu substrato, seguindo o "modelo chave-fechadura" - isso explica por que são tão específicas!

As enzimas trabalham em pequenas concentrações e podem ser reutilizadas várias vezes. A velocidade da reação enzimática aumenta com a concentração do substrato até atingir um ponto de saturação, quando todas as enzimas já estão ativadas.

🌡️ Febre: amiga ou inimiga? A temperatura corporal afeta diretamente a atividade enzimática. Uma febre baixa pode ser benéfica, acelerando o metabolismo e a produção de defesas. Já uma febre alta pode desnaturar enzimas, causando danos celulares graves e até morte celular!

O pH também influencia a ação enzimática. Cada enzima tem um pH ótimo de funcionamento - alterações bruscas podem levar à sua desnaturação e perda de função. Nosso corpo mantém o pH dentro de limites estreitos justamente para garantir o funcionamento adequado de todas as enzimas.

Vitaminas

Vitaminas são micronutrientes essenciais que funcionam como coenzimas ou precursores de coenzimas. Elas são necessárias em pequenas quantidades e não são produzidas pelo nosso corpo - precisamos obtê-las na alimentação!

As vitaminas são classificadas em dois grandes grupos: hidrossolúveis (solúveis em água) e lipossolúveis (solúveis em gordura). As hidrossolúveis incluem o complexo B e a vitamina C, são facilmente eliminadas na urina e raramente causam toxicidade. Já as lipossolúveis (A, D, E, K) são armazenadas nos tecidos gordurosos e podem acumular no corpo.

As vitaminas do complexo B têm funções diversas: a B1 previne o beribéri; a B2 atua como FAD nas reações metabólicas; a B3 age como NAD; a B9 (ácido fólico) é crucial para gestantes; e a B12 previne a anemia perniciosa. A vitamina C, além de ser antioxidante, fortalece o sistema imune e é essencial para a produção de colágeno.

🍊 Superpoderosa! A vitamina C é uma das mais importantes para nossa saúde. Sua falta causa escorbuto, doença que provocava hemorragias e morte entre marinheiros em longas viagens. Hoje sabemos que frutas cítricas são ricas nessa vitamina - por isso os navegantes passaram a levar limões a bordo!

Entre as lipossolúveis, a vitamina A é crucial para a visão e saúde dos epitélios; a D, ativada pelos raios UV, é essencial para absorção de cálcio; a E atua como antioxidante; e a K, produzida principalmente pela nossa microbiota intestinal, é fundamental para a coagulação sanguínea.