Tutoria - Equilíbrio Ácido-Básico

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Equilíbrio Ácidobásico 1
Equilíbrio Ácidobásico
1- Entender o funcionamento do equilíbrio ácido-básico 
O equilíbrio ácido básico é uma das funções essenciais do corpo. O pH de uma 
solução é medido como sua concentração de H+. A concentração plasmática arterial é 
de 0,00004mEq/L; devido ao fato de ser tão baixa, é expressa em escala logarítmica;
O pH normal do corpo é 7,4, ligeiramente alcalino; a mudança de 1 unidade de pH 
muda 10x na concentração de H+;
O pH normal do plasma é 7,38 a 7,42; ele reflete o do intracelular; mas é difícil 
monitorar as condições intracelulares, então os valores usados são os do pH do LEC; 
os líquidos do corpo que são externos ao meio interno do corpo, como os do lúmen do 
TGI ou os túbulos renais podem ter um pH ue excede bastante; A secreção ácida o 
estômago pode reduzir o pH gástrico para cerca de 1; o pH da urina varia entre 4,5 a 
8,5, dependendo da necessidade de excretar;
A concentração de H+ é bem regulada; Proteínas intracelulares, como enzimas, são 
sensíveis ao pH; mudanças na concentração de H+ alteram a estrutura terciária de pt 
através da interação com ligações de hidrogênio dessas moléculas; 
Um pH anormal pode afetar significativamente a atividade do SN; se o pH é muito baixo 
(acidose), os neurônios tornam-se menos excitáveis e ocorre a depressão do SNC, os 
pacientes se tornam confusos e desorientados, podendo resultar em coma ou morte 
(se as atividades respiratórias pararem de funcionar);
se o pH é muito baixo (alcalose) os neurônios tornam-se hiperexcitáveis, disparando 
potenciais mesmo em frente a pequenos sinais; isso causa falta de sensibilidade ou 
formigamento, depois abalos musculares; podendo parar músculos respiratórios;
Distúrbios do equilíbrio ácido-base estão associados a distúrbios no equilíbrio de K+; 
isso ocorre parcialmente devido ao transporte renal que deslocam íons K e H em um 
antiporte; Na acidose, os rins excretam H e reabsorvem K; na alcalose, reabsorvem H e 
excretam K;
Fontes de ácidos e bases:
O corpo é desafiado pela maior ingestão e produção de ácidos do que de bases; a 
manutenção do balanço de massas requer que a ingestão e a produção de ácidos seja 
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igual a excreção;
Ganho de ácidos:
São produtos do metabolismo e alimentos (ácidos orgânicos) que se ionizam e 
contribuem para liberação de H+; Exemplos desses ácidos são os aa, ácidos graxos, 
intermediários do ciclo de krebs e o lactato (metabolismo anaeróbio); essa produção 
metabólica gera uma quantidade significativa de H+;
Diversas condições anaeróbicas graves, como choque circulatório, produzem tanto 
lactato que o corpo não consegue fazer a homeostase; e gera a acidose láctica; No 
diabetes mellito, o metabolismo anormal de gorduras e aa produz ácidos fortes, 
chamados cetoácidos; geram um estado de cetoacidose;
A maior fonte diária de ácidos é a produção de CO2 na respiração aeróbica; O CO2 
não é um ácido, mas combina-se com água para formar ácido carbônico, que é um 
ácido muito fraco e logo se dissossia em H+ e no íon bicarbonato, HCO3-; (esse íon 
bicarbonato, logo o C vai trocar com Cl e ser um transportador de CO2)
Essa reação ocorre em todas as células e no plasma em uma taxa lenta; mas em 
algumas células do organismo ocorre muito rapidamente, devido a presença de uma 
enzima, a anidrase carbônica; ela catalisa a conversão de CO2 e H2O a H+ e HCO3-;
Ganho de bases:
A fisiologia ácido-base se concentra no ácido por boas razões: (1) nossa dieta e 
metabolismo tem poucas fontes significativas de bases (frutas e vegenais contém 
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ânions que são metabolizados a HCO3-, mas é superada de longe); (2) desequilíbrios 
ácidobásicos decorrentes pelo excesso de ácido são muito mais comuns do que do 
excesso de bases;
2- Explicar o controle da regulação dos sistemas tampões no equilíbrio ácido básico 
Para o corpo enfrentar mudanças no pH minuto a minuto utilizam 3 mecanismos: 
tampões, ventilação e regulação renal de H+ e HCO3-; na ordem dita de preferência;
O tampão é uma molécula que atenua, mas não previne, alterações do pH através de 
sua combinação com H+ ou da liberação desse íon; Devido à produção de ácidos ser o 
maior desafio para manutenção da homeostasia, a maioria dos tampões fisiológicos 
combinam-se com o H+;
Os tampões são encontrados dentro da célula e no plasma; tampões intracelulares 
incluem as proteínas celulares, íons fosfato (HPO2-) e a hemoglobina; 
A Hb nos eritrócitos tampona o H+ produzido pela reação CO2 e HO2; cada íon H+ 
tamponado pela Hb deixa um íon bicarbonato no interior do eritrócito; esse 
bicarbonato pode deixar o eritrócito em troca por um íon Cl- plasmático, o desvio de 
cloreto;
Grandes qtds. plasmáticas de HCO3- produzido a partir do metabolismo do CO2 
representam o sistema tampão mais importante do líquido extracelular; A concentração 
de bicarbonato é 600 mil vezes maior que a de H+; embora eles sejam produzidos em 
uma reação 1:1 a partir da reação, o tamponamento de H+ pela hb é a principal razão 
pela qual não aparece na mesma proporção; o bicarbonato plasmático está, então, 
disponível para o tamponamento do H+ oriundo de fontes não respiratórias;
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De acordo com a Lei de Massas, qualquer alteração na quantidade de CO2, H+ ou 
HCO3- alter aa reação (a água não entra pois está sempre em excesso);
Por exemplo, se existe aumento de CO2, a equação desloca-se para a direita, criando 
uma molécula adicional de H e bicarbonato; a adição de H+ torna a solução mais ácida;
Não importa que uma molécula de bicarbonato também tenha sido produzida, o HCO3- 
atua como um tampão apenas quando se liga ao H+ e forma ácido carbônico;, quando 
a reação está em equilíbrio, eles não se combinam; essa reação está em equilíbrio;
Agora, suponha que o H+ é adicionado ao plasma a partir de uma fonte metabólica 
(ex.: ácido lático); a adição de H+ quebra o equilíbrio da reação; desloca a equação 
para o lado esquerdo (é o contrário do lado que a molécula está); agora, o bicarbonato 
plasmático pode atuar como um tampão e ligar a alguns os íons H+ adicionados; a 
reação é deslocada para a esquerda, convertendo H+ e tampão bicarbonato a CO2 e 
H2O;
quando essa equação retorna ao equilíbrio. a cocnentração de H+ ainda está elevada; 
a de bicarbonato reduzida por foi usada como tampão e o CO2 e H2O aumentam;
Uma mudança na alteração de HCO3- não é anormal; por que ele é muito concentrado 
(lembrar da relação jogador de futebol e espectadores); 
A relação entre o pH, concentração de HCO3- em mM e a concentração de CO2 
dissolvido é expressa matematicamente pela equação de Henderson-Hasselbalch:
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O segundo requisito para a lei de ação das massas é que, quando a reação se 
desloca para a esquerda e aumenta o CO2, aumenta a ventilação para ser 
eliminado;
3- Descrever o controle do pH através do mecanismo respiratório 
O aumento da ventilação é uma compensação respiratória para a acidose; a 
ventilação e o equilíbrio ácido-básico estão intimamente relacionados e é expresso pela 
mesma equação;
Mudanças na ventilação podem corrigir alterações, mas também podem causá-las; 
qualquer mudança no Pco2 afeta o conteúdo de H+ e HCO3- no sangue;
Hipoventilação:
Se a pessoa hipoventila, o Pco2 aumenta e a equação desloca-se para a direita, 
aumentando os níveis de H+ e causando acidose;
Hiperventilação:
Se a pessoa hiperventila, eliminando co2 e reduzindo a Pco2, a equação deloca-se 
para a esquerda, reduzindo a concentração de H+, o que aumenta o pH;
Reflexos ventilatórios:
O corpo utiliza ventilação como um mecanismo homeostático para o ajuste do pH 
apenas se um estímulo associado ao pH desencadeie uma resposta reflexa; dois 
estímulos podem fazer: H+ e CO2;
A ventilação é afetada diretamente pelos níveis de H+; principalmente devido à 
ativação de quimiorreceptores no corpo carotídeo; Um aumento plasmático de H+ 
estimula os quimiorreceptores, que sinaliza para os centros bulbares de controle 
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respiratório aumentarem a ventilação; O aumento da ventilação permite os pulmões 
excretarem mais Pco2 e convertem H+ em CO2+H2O;
os quimiorreceptores não podem responder diretamente a mudanças no pH, uma vez 
que o H+ não atravessa a barreira hematoencefálica; mas acontece de forma indireta 
citada;
4- Descrever o equilíbrio ácido básico através dos mecanismos renais
Os rins alteram o pH de 2 maneiras: (1) diretamente, pela excreção ou reabsorção 
de H+; (2) indiretamente, através da alteração da taxa, na qual o tampão HCO3- é 
reabsorvido e excretado;
Acidose: rins secretam H+ utilizando transporte ativo direto e indireto; a amônia 
derivada de aa e íons fosfatos (HPO2-) atuam como tampões renais, convertendo 
grande quantidade de H+ em NH4+ e H2PO4; esses tampões permitem uma maior 
excreção de H+; íons fosfato estão presentes no filtrado e se combinam com o H+ 
secretado no lúmen do néfron;
HPO2- + H = H2PO4-;
mesmo com esses tampões, a urina pode se tornar muito ácida; enquanto o H+ está 
sendo excretado, os rins sintetizam novos bicarbonatos a partir de CO2 e H2O; o 
bicarbonato é reabsorvido para o sangue para atuar como um tampão e aumentar pH;
Alcalose: rins excretam HCO3- e reabsorvem H+;
A compensação renal é a mais lenta, seus efeitos só podem ser vistos depois de 24 a 
48h; mas controla de modo muito eficaz;
Mecanismos para manejo renal do H+ e HCO3-:
1- Trocador apical de Na+ H+ (NHE):
é um transporte ativo indireto (secundário) que leva o Na para a célula epitelial em 
troca de um H+ que vai para o lúmen contra o seu gradiente;
2- Simporte basolateral Na+ HCO3-:
movimenta Na+ e HCO3_ para fora da célula epitelial e dentro do líquido intersticial; 
usa a energia criada pela difusão de HCO3- a favor do seu gradiente de concentração 
para movimentar Na+ contra seu gradiente, da célula para o LEC:
3- H+ ATPase, bomba de prótons:
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Usa energia do ATP para acidificar urina, transportando H+ contra seu gradiente para o 
lúmen do néfron;
4- H+K+ ATPase:
transfere o H+ para a urina em troca da reabsorção de K+; contribui p/ desequilíbrio do 
potássio;
5- Trocador Na+ NH4+: 
Tranporta nh4+ da célula para o lúmen tubular em troca de Na;
Além disso, também é utilizado a bomba de sódio e potássio e o desvio de cloreto;
O túbulo proximal secreta H+ e reabsorve HCO3-:
A qtd de bicarbonato filtrada pelos rins ao longo de cada dia é equivalente a 0,45kg de 
bicarbonato de sódio (NaHCO3); a maior parte desse HCO3- deve ser reabsorvida para 
manutenção da capacidade de tamponamento; o túbulo proximal reabsorve maior parte 
de HCO3-; por mecanismos indiretos pois não há nenhum transportador apical de 
membrana;
Há 2 vias pela qual o bicarbonato é reabsorvido no túbulo proximal:
1º via:
Converte HCO3- filtrado em CO2 e depois volta para HCO3- que é reabsorvido;
1. O H+ é secretado pela célula dotúbulo proximal pela troca de um Na+; ação de 
NHE;
2. O h+ secretado combina com HCO3- filtrado para formar CO2 no lúmen tubular; 
ajuda da anidase carbônica;
3. O CO2 recém-formado se difunde do lúmen para a célula tubular;
4. No citoplasma, o CO2 reage com água para formar ácido carbônico, que se 
dissossia em H+ e HCO3-;
5. O h+ formado no 4 pode ser secretado novamente no lúmen, substituindo o H+ que 
se combinou com bicarbonato no 2; ele pode reagir com outro bicarbonato filtrado 
ou pode ser tamponado por um íon fosfato e ser excretado;
6. O bicarbonato formado no passo 3 é transportado para fora da célula através da 
superfície basolateral da célula do túbulo proximal pelo simporte HCO3- Na+;
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O resultado desse processo é reabsorção de Na e HCO3 e secreção de H;
2º via:
está relacionada com o metabolismo do aminoácido glutamina;
A glutamina é metabolizada nas células do túbulo proxiamal a alfa-cetoglutarato e dois 
grupos amino (-nh2); os grupos amino formam amônia (NH3) e a amônia tampona o H+ 
para formar íon amônio (NH4+); o NH4+ é transportado para o lúmen em troca de um 
íon Na+; o alfacetoglutarato é metabolizado a bicarbonato que é transportado para o 
sangue em conjunto com Na;
o resultado dessa ação é a secreção de H+ e a reabsorção tampão na forma de 
bicarbonato de sódio;
Néfron distal controla a excreção de ácido:
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O néfron distal desempenha papel significativo na regulação fina do equilíbrio 
ácidobásico; 
Células especializadas, chamadas células intercaladas (células I), presentes entre as 
células principais são as maiores responsáveis pelo equilíbrio;
As células I são caracterizadas pela alta concentração de anidrase carbônica no 
citoplasma; ela permite a rápida conversão de CO2 e água em H+ e HCO3-;
Os íons H+ são bombeados para fora das células intercaladas tanto pela bomba de 
prótons como pela H K ATPase; o bicarbonato deixa a célula através do trocador 
HCO3-Cl-;
Existe 2 tipos de células intercaladas; as A para acidose (secretam H+ e reabsorvem 
bicarbonato); e as B para alcalose;
O néfron distal utiliza bomba de prótons e H K ATPase apicais; ao invés do trocador 
Na+H+ encontrado no túbulo proximal;
Durante a alcalose, o H+ é reabsorvido e o tampão HCO3- é excretado na urina;
O H+K+ATPase ajuda a gerar distúrbios paralelos no equilíbrio ácidobásico e equilíbrio 
do K+;
A acidose está ligada a hipercalemia e a alcalose a hipocalemia;
Acidose metabólica: é a acidose causada por diminuição primária da 
concentração de bicarbonato.
Alcalose metabólica: é a alcalose causada por aumento primário da 
concentração de bicarbonato. 
Acidose respiratória: é a acidose causada por aumento da Pco2. 
Alcalose respiratória: é a alcalose causada por diminuição da Pco2.
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