Equilíbrio ácido-base

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1 Maria Clara Cabral – 2º Semestre 
TUTORIA 7: UC IV – 13/11/2021 
 
PROBLEMA: Equilíbrio ácido-base. 
 
OBJETIVOS: 
✓ respondidos na unidade V, capítulo 31, do Tratado de 
Fisiologia Médica - Guyton, páginas 409 à 426. 
 
OBJETIVO 1 
Entender o equilíbrio ácido-base. 
 
Quando falamos do equilíbrio ácido-base, nos 
referimos à regulação do equilíbrio de H+ (íon 
hidrogênio. É preciso que haja um equilíbrio entre 
a ingestão ou a produção de H+ e a sua excreção do 
nosso corpo. 
 
A concentração de H+ é precisamente regulada. 
A concentração de H+ no LEC possui limites 
estreitos, quando comparado a outros íons como o 
Na+. Sua concentração é de 0,00004mEq/L. A 
variação normal de concentração está entre 3 nEq/L 
e 5nEq/L, ou seja, a concentração de H+ não pode 
ser inferior à 35nEq/L e superior à 45nEq/L em 
condições extremas. Nota-se que essa variação é 
muito pequena e, por essa razão, as concentrações 
do íon hidrogênio necessitam ser precisamente 
reguladas, pois alterações mínimas de 
concentração, podem afetar drasticamente diversas 
funções celulares. 
 
Lembrete! 
✓ Conceito de ácido e base 
✓ No nosso corpo as proteínas funcionam como 
bases, pois se ligam ao H+ e possuem cargas 
negativas. Ex: Hb (hemoglobina) 
✓ Acidose: adição excessiva de H+ ao corpo 
✓ Alcalose: remoção excessiva de H+ do corpo 
✓ Ácido forte: dissociação rápida, libera 
grandes concentrações de H+. 
✓ Ácido fraco: dissociação lenta, libera 
pequenas concentrações de H+. 
✓ Base forte: reação rápida com H+. 
✓ Base fraca: reação lenta com H+. 
Ácidos e bases fracos são envolvidos na regulação 
do equilíbrio ácido-base do LEC. 
 
Concentração de H+: pH dos líquidos corporais e as 
variações que ocorrem na acidose e na alcalose. 
 
Como já sabemos, as variações das concentrações 
de H+ possuem limites estreitos. Para calcular as 
concentrações do íon hidrogênio, usam-se escalas 
logarítmicas, as escalas de pH. 
 
 
Isso mostra que o pH é inversamente proporcional 
à concentração de H+. 
 
↓[H+] → ↑pH → básico 
↑[H+] → ↓pH → ácido 
 
O pH dos líquidos corporais: 
 
 
 
Variações de Acidose e Alcalose: 
 
Defesas contra as variações de H+ nos líquidos 
corporais: 
Como os limites das concentrações de H+ nos 
líquidos corporais são bem estreitos, mecanismos 
precisam existir para manter essas concentrações 
equilibradas e, assim, evitar acidose ou alcalose no 
nosso corpo. Para isso, nosso corpo recorre à 3 
sistemas primários: 
1. os principais sistemas tampões químicos 
ácido-base dos líquidos corporais, atua em 
frações de segundos; 
2. os rins, que regulam a excreção de urina 
ácida ou básica, ajustando as 
concentrações de H+ no LEC, atua em 
minutos; 
3. o sistema respiratório que regula a 
remoção de CO2 (e do H2CO3) do LEC, atua 
 
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de forma mais lenta podendo levar horas a 
vários dias. 
 
Distúrbios associados à PCO2 e à [HCO3-] 
 
Lembrete! 
Equação de Henderson-Hasselbalch: com ela pode 
ser calculado o pH de uma solução, caso as 
concentrações molares de PCO2 e de HCO3
- sejam 
conhecidas. 
 
 
PCO2: Controlado pelo sistema respiratório. 
[HCO3
-]: Controlado pelos rins 
 
Distúrbio acidobásico metabólico: 
Refere-se à [HCO3
-] 
↑ [HCO3
-]: Alcalose metabólica 
↓ [HCO3
-]: Acidose metabólica 
 
 
 
 
 
Distúrbio acidobásico respiratório: 
Refere-se à PCO2. 
↑ PCO2: Acidose respiratória 
↓ PCO2: Alcalose respiratória 
 
 
 
 
 
 
OBJETIVO 2 
Descrever o controle do sistema tampão no equilíbrio 
ácido base. 
 
Funcionamento geral dos sistemas tampões. 
São combinações com ácido ou base para evitar 
variações nas concentrações de H+. Eles não 
eliminam ou adicionam H+ nos líquidos corporais, 
apenas o combinam com ácidos ou bases para 
manter o pH controlado. 
 
Tampão é a substância que se liga ao íon 
hidrogênio. A reação de tamponamento se dá: 
 
Tampão + H+ ↔ HTampão 
 
A reação segue os princípios de Le Chatelier: 
 
Quando a [H+]↑ a equação é forçada para a direita, 
fazendo com que o H+ se ligue ao tampão para 
evitar acidose, enquanto tiver tampão disponível. 
Quando a [H+]↓ a equação é forçada para a 
esquerda, fazendo com que H+ seja liberado e a 
alcalose seja evitada. 
 
Sistema Tampão do Bicarbonato: 
O bicarbonato é o tampão extracelular mais potente 
do corpo; 
Formado por um ácido fraco (H2CO3) e um sal 
bicarbonato derivado do ácido carbônico 
(NaHCO3); 
Nosso corpo obtêm o H2CO3 a partir da ligação do 
CO2 + H2O: 
 
Por se tratar de uma reação lenta, há a participação 
da anidrase carbônica para acelerar a reação. Essa 
enzima está presente nos alvéolos pulmonares, 
onde há constante liberação de CO2 e nos túbulos 
renais. 
H2CO3 é fracamente ionizável: 
H2CO3 H
+ + HCO3
- 
 
NaHCO3 em meio aquoso se dissocia facilmente: 
NaHCO3 Na
+ + HCO3
- 
 
Eq. Global: 
CO2 + H2O H2CO3 H
+ + HCO3
- 
 
Na acidose: 
O excesso de H+ é tamponado pelo bicarbonato. 
✓ Diminuição do HCO3- 
+ Na+ 
 
3 Maria Clara Cabral – 2º Semestre 
✓ Aumento da formação de H2CO3 
✓ Aumento da liberação de CO2 (ativação do 
centro respiratório, estimulando o aumento 
da respiração para eliminar CO2 em 
excesso) 
✓ Aumento da F.R. 
 
 
 
Na alcalose: 
O excesso de OH- se acumula nos líquidos 
corporais e, a medida que reage com H2CO3, forma 
mais bicarbonato. 
✓ Aumento da concentração de HCO3- no 
plasma, que será minimizada pela ação dos 
rins, que aumentará a excreção do HCO3
-. 
 
A concentração de H2CO3 e o CO2 se combina cada 
vez mais com a H2O para formar mais ácido 
carbônico. O que causará: 
✓ Diminuição da PCO2 no corpo 
✓ Diminuição da F.R. 
 
Sistema Tampão do Fosfato: 
PO4
3-. 
Importante tampão do LIC e do líquido tubular 
renal 
Formado por 2 bases: bifosfato (HPO4
2-) e di-
hidrofosfato (H2PO4
-). 
Altas concentrações de fosfato no LIC e nos 
túbulos renais; além disso, os túbulos possuem pH 
próximo de 6.8 (pK do fosfato). Por esse motivo, 
possuirá maior poder de ligação do H+ com o 
bifosfato (HPO4
2-), formando di-hidrofosfato 
(H2PO4
-), atenuando a acidez do meio. 
 
ACIDOSE: 
H+ + HPO4
2- H2PO4- 
Queda do pH é minimizada 
 
ALCALOSE: 
OH- + H2PO4
- HPO4
2- + H2O 
Aumento discreto do pH 
 
Sistema Tampão das Proteínas: 
Os tampões mais abundantes no corpo, devido à 
sua concentração elevada, principalmente no 
interior das células. 
Lembrete! 
• pH intracelular 6.0 à 7.4 
 
O pH intracelular varia nas mesmas proporções do 
pH extracelular, pois existe pouca difusão de H+ e 
HCO3
-, O que faz com que esses íons levem muitas 
horas para atingir o equilíbrio com o líquido 
extracelular, exceto pelo equilíbrio rápido que 
ocorre nas hemácias. O CO2, no entanto, pode se 
difundir rapidamente através de todas as 
membranas celulares. 
✓ Vale lembrar que o CO2 é um elemento do 
sistema tampão do Bicarbonato, e essa difusão 
dele, causa variações no pH extracelular e no pH 
intracelular. 
Por essa razão, o sistema tampão do LIC (sistema 
tampão das proteínas) ajuda a prevenir mudanças 
no pH do LEC, mas levam algumas horas para seu 
máximo de efetividade. 
Nas hemácias, a hemoglobina (Hb) é um tampão 
importante. 
H+ + Hb HHb 
 
OBJETIVO 3 
Esquematizar como ocorre o controle do pH via 
sistema respiratório 
Com a eliminação de CO2 pelos pulmões, mais de 
10.000mEq/L de H2CO3 são eliminados por dia 
através da ventilação pulmonar. 
PCO2: Controlado pelo sistema respiratório. 
Aumento da ventilação: 
Elimina o CO2 do líquido extracelular que, por 
ação das massas, reduz a concentração de H+ 
(alcalose respiratória). 
Diminuição da ventilação: 
Aumenta o CO2, também elevando a concentração 
de H+ no líquido extracelular (acidose 
respiratória). 
 
A expiração pulmonar de CO2 balanceia a formação 
metabólica de CO2 
O metabolismo celular é responsável pela 
constanteprodução de CO2 no nosso corpo. Esse 
CO2 se difunde pela membrana das células para o 
LEC (interstício e sangue). Quando no sangue, o 
CO2 é transportado para os pulmões e chega até os 
alvéolos. No momento da ventilação pulmonar, é 
expelido para a atmosfera. 
PCO2 no LEC = 40mmHg (cerca de 1,2 mol/L) 
 
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Mudanças metabólicas na produção de CO2 pelos 
tecidos e mudanças na ventilação pulmonar podem 
causar alterações na PCO2 no LEC. 
Maior metabolismo celular: 
↑ produção de CO2; 
↑ PCO2; 
↑ ventilação pulmonar. 
✓ Em um distúrbio respiratório, pode se dar a acidose 
respiratória diante do aumento da PCO2. 
Menor metabolismo celular: 
↓ produção de CO2; 
↓ PCO2; 
↓ ventilação pulmonar 
✓ Em um distúrbio respiratório, pode se dar a alcalose 
respiratória diante da diminuição da PCO2. 
 
O aumento da ventilação alveolar diminui a 
concentração de H+ do LEC e eleva o pH. 
Quando a produção metabólica de CO2 se mantêm 
constante, o único fator que pode alterar a PCO2 é 
a ventilação alveolar. Quanto maior a ventilação 
alveolar, menor a PCO2. Como discutido, quando a 
concentração de CO2 aumenta, a concentração de 
H2CO3 e a concentração de H
+ também aumentam, 
diminuindo, assim, o pH do líquido extracelular. 
 
O aumento da concentração de H+ estimula a 
ventilação alveolar. 
 
Sabemos que a ventilação alveolar, quando 
influencia na concentração da PCO2, afeta as 
concentrações de H+. Vale entender também que, a 
concentração de H+ também pode afetar a 
ventilação alveolar. A ventilação alveolar aumenta 
até 5 vezes que o normal quando a concentração do 
íon hidrogênio se encontra alta no nosso LEC. Ou 
seja, a medida que o pH diminui, a concentração de 
H+ aumenta e a ventilação alveolar é estimulada. 
Quando o pH aumenta, a concentração de H+ 
diminui e a ventilação alveolar é diminuída. 
 
Portanto, a compensação respiratória será 
muito mais estimulada pela diminuição de pH 
quando comparada ao seu aumento. 
 
Esse controle da concentração de H+ no sangue será 
dado por um feedback negativo. 
Como uma maior concentração do íon hidrogênio 
estimula a respiração, e já que o aumento da 
ventilação alveolar diminui a concentração desse 
íon, o sistema respiratório age como controlador da 
concentração de H+ por feedback negativo. 
 
 
 
 
Eficiência do controle respiratório da concentração de 
H+. 
O controle respiratório não retorna à concentração 
de H+ precisamente de volta ao normal, quando um 
transtorno fora do sistema respiratório altera o pH. 
Geralmente a eficiência é de 50% à 75% do ganho 
de feedback. Ou seja, se o pH cair de 7,4 para 7,0, 
o sistema respiratório pode retornar o pH a um 
valor em torno de 7,2 a 7,3. Essa resposta ocorre 
em 3 a 12 minutos. 
 
O Sistema Respiratório como um Tampão no equilíbrio 
ácido-base 
O sistema respiratório atua no equilíbrio ácido-
base, funcionando como um tampão que age em 
torno de minutos e evita que a concentração de H+ 
se altere muito, até que a resposta mais lenta dos 
rins (porém mais contundente), consiga eliminar a 
falha do equilíbrio. 
Em termos gerais, a capacidade total de 
tamponamento do sistema respiratório é 1 a 2 vezes 
maior que o poder de tamponamento de todos os 
outros tampões químicos do líquido extracelular 
combinados. Ou seja, 1 a 2 vezes mais ácido ou 
base podem ser normalmente tamponados por esse 
mecanismo do que pelos tampões químicos. 
 
Distúrbio acidobásico respiratório: 
Ocorre quando a função pulmonar está 
comprometida. 
Refere-se à PCO2. 
↑ PCO2: Acidose respiratória 
↓ PCO2: Alcalose respiratória 
 
 
 
Ex: Enfisema pulmonar, onde a eliminação de CO2 
é reduzida, provocando a acidose respiratória. 
 
 
 
 
 
 
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OBJETIVO 4 
Esquematizar como ocorre o controle do pH via 
sistema renal 
 
Os rins também são agentes importantes na 
regulação do equilíbrio ácido-base a partir da 
excreção de urina ácida ou urina básica com a: 
1. Secreção de H+ (secreção intensa no lúmen 
tubular) 
2. Reabsorção de HCO3- filtrado (filtrado 
continuamente nos glomérulos) 
3. Produção de novo HCO3- 
 
Se for secretado mais H+, haverá a perda de ácido 
do líquido extracelular e a urina excretada terá um 
caráter ácido. 
Se for filtrado mais HCO3
- do que H+ é secretado, 
haverá a excreção de uma urina básica (perda real). 
 
O mecanismo primário de remoção dos ácidos não 
voláteis produzidos pelo metabolismo celular 
diariamente (80mEq/L) é a excreção renal. 
Os rins precisam evitar a excreção de bicarbonato 
na urina, sendo uma tarefa mais importante que a 
secreção de ácidos não voláteis (derivados, 
sobretudo, do metabolismo das proteínas), pois o 
bicarbonato deve ser reabsorvido primordialmente, 
e não excretado. Isso porque ele é importante para 
o sistema primário de tamponamento do LEC. 
 
Alcalose metabólica 
- Diminuição da [H+] no LEC 
✓ Maior filtração de HCO3- 
✓ A secreção de H+ pelos túbulos não consegue 
superar a concentração de bicarbonato no 
filtrado 
✓ Menor excreção de H+ 
✓ Menor reabsorção de bicarbonato 
✓ Maior excreção de bicarbonato 
Causando o retorno do equilíbrio com o aumento da 
[H+] do LEC. 
 
Acidose metabólica 
- Aumento da [H+] no LEC 
✓ Menor filtração de HCO3- 
✓ Maior reabsorção de bicarbonato e produção de 
novo bicarbonato no LEC 
✓ Maior excreção de H+ 
Causando o retorno do equilíbrio com a redução da 
[H+] do LEC. 
 
 
 
Secreção de H+ e Reabsorção de HCO3- filtrado 
 
Ocorre praticamente em todas as partes do túbulo, 
pela ação das células epiteliais tubulares, exceto 
nas porções delgadas descendentes e ascendentes 
da alça de Henle. 
 
Vale lembrar que a secreção de H+ e a reabsorção 
de HCO3
- ocorre de modo conjugado. Sendo que 
para cada HCO3
- reabsorvido, um H+ precisa ser 
secretado. 
 
Secreção de H+ ativa 
As células epiteliais do túbulo proximal, do 
segmento espesso ascendente da alça Henle e do 
início do túbulo distal secretam H+ para o líquido 
tubular pelo contratransporte de sódio-hidrogênio. 
 
 
Essa secreção ativa de hidrogênio é acoplada ao 
transporte de Na+ para a célula, pela proteína 
trocadora de sódio-hidrogênio, e a energia para 
essa secreção de H+ contra se gradiente de 
concentração deriva do gradiente de concentração 
do sódio criado pelo movimento do sódio para a 
 
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célula pela bomba de sódio-potássio-ATPase na 
membrana basolateral. 
 
O HCO3- é reabsorvido 
O HCO3
- filtrado nos glomérulos, se une ao H+ que 
acabou de ser secretado para o lúmen tubular, 
formando o ácido carbônico (H2CO3) que se 
dissocia em CO2 e H2O. O CO2 se difunde para as 
células tubulares e lá se une com a H2O formando 
H2CO3, que se ioniza formando HCO3
- e H+. O 
HCO3
- é, então, reabsorvido em cotransporte com o 
sódio no túbulo proximal. Outra forma de 
reabsorção do HCO3
- é por troca Cl- - HCO3
- nos 
últimos segmentos do túbulo proximal, na porção 
espessa ascendente da alça de Henle e nos túbulos 
e ductos coletores. 
 
 
Assim, cada vez que um H+ é formado nas células 
epiteliais tubulares, um HCO3
- também é formado 
e liberado de volta ao sangue. 
 
Efeito real dessas reações: 
HCO3
- filtrado é diferente do HCO3
- reabsorvido; 
Na verdade, o HCO3
- que foi reabsorvido não 
resultou na secreção real do H+, pois o H+ 
secretado se uniu ao HCO3
- filtrado e não foi 
excretado. 
Mas isso é um mecanismo para facilitar a entrada 
do bicarbonato de maneira facilitada na célula que 
possui resistência elétrica. 
 
Células intercaladas e seu papel na secreção do íon 
hidrogênio 
Estão presentes na porção final do túbulo distal e 
túbulo e ducto coletor. 
Realizam secreção ativa de H+ através de transporte 
ativo primário, onde esse íon é transportado 
diretamente por proteínas específicas, a ATPase 
transportadora de hidrogênio e um transportador 
dehidrogênio-potássio-ATPase. 
 
 
 
Isso nos mostra que nessas células intercaladas, 
ocorre a secreção real de H+ e a reabsorção real de 
HCO3
-. Esse mecanismo é importante na formação 
de urina muito ácida. 
A concentração de H+ pode ser aumentada por até 
900 vezes pelos túbulos coletores. Esse mecanismo 
diminui o pH do líquido tubular para cerca de 4,5, 
que é o limite mínimo do pH que pode ser atingido 
nos rins normais e ao pH mínimo da urina. 
 
A produção de “NOVO” HCO3- 
 
Ocorre a combinação do excesso de hidrogênio 
com tampões fosfato e amônia. 
Ocorre quando a quantidade de H+ secretado é 
maior que a quantidade de HCO3
- filtrado, pois 
apenas pequena parte do H+ pode ser excretado na 
forma de íon visto que o pH mínimo da urina é 
cerca de 4,5. E para excretar os 80 mEq/L de ácidos 
não voláteis produzidos, como fazemos? Para isso, 
os rins lançam mão do tamponamento do excesso 
de H+ com os tampões intracelulares e tubular renal 
(fosfato e amônia). Existem outros sistemas 
tampões fracos, como o do urato e o do citrato, mas 
são menos importantes. 
 
Tamponamento do H+ pelo Fosfato 
Quando ocorre excesso de H+ no líquido tubular, 
ele se combina com outros tampões que não o 
HCO3-, resultando na geração de novo HCO3- que 
também pode entrar no sangue. Assim, quando 
ocorre excesso de H+ no líquido extracelular, os 
rins não só reabsorvem todo o HCO3- filtrado, 
como também geram HCO3-, ajudando assim a 
repor o HCO3- perdido do líquido extracelular na 
acidose. 
 
7 Maria Clara Cabral – 2º Semestre 
 
 
Portanto, sempre que um H+ secretado no lúmen 
tubular se combinar com tampão que não o HCO3
-
, o efeito líquido é a adição de novo HCO3- ao 
sangue. Esse processo demonstra um dos 
mecanismos pelos quais os rins são capazes de 
recompor as reservas de HCO3- do líquido 
extracelular 
 
Tamponamento do H+ pela Amônia 
é composto pela amônia (NH3) e pelo íon amônio 
(NH4+). O íon amônio é sintetizado a partir da 
glutamina, que se origina basicamente do 
metabolismo de aminoácidos no fígado. 
 
 
 
 
Assim, para cada molécula de glutamina 
metabolizada no túbulo proximal, dois NH4
+ são 
secretados na urina e dois HCO3
- são reabsorvidos 
no sangue pelos capilares peritubulares. O HCO3
- 
gerado nesse processo, constitui novo HCO3
-. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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COMPENSAÇÃO RESPIRATÓRIA PARA A ACIDOSE