TAMPÕES BIOLÓGICOS

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TAMPÕES BIOLÓGICOS 
Gustavo Lopes - Med Uninove Osasco 
 
 
SISTEMA TAMPÃO 
Conceito = sistema constituído por um ácido fraco e 
sua base conjugada. 
Função = impedir grandes variações de pH quando há 
adição de outros ácidos ou álcalis. 
 
A estrutura de muitas moléculas presentes na 
composição celular e, por conseguinte, a grande 
maioria dos processos bioquímicos são extremamente 
sensíveis a variações do pH. 
Nos seres humanos, o pH plasmático deve ser 
mantido em 7.4 (pequenos decréscimos podem gerar 
grandes consequências). 
 
Importância do pH: 
→ Possui interferência na atividade de enzimas 
e catalisadores de todas as reações químicas celulares; 
→ A sua manutenção é conseguida pelos seres vivos 
graças aos sistemas-tampão. 
 
pH sanguíneo = 7,35 a 7,45. Nesta faixa o 
funcionamento das proteínas e outras 
macromoléculas do organismo é perfeita. Por isso, é 
necessário sempre se manter assim para evitar 
distúrbios. Em decorrência disso o organismo possui 
sistemas tampões que permitem a manutenção da 
homeostasia (processo de regulação para manter o 
equilíbrio constante). 
 
ÁCIDOS E BASES DE BRONSTED 
 
Bronsted definiu ácidos como substâncias capazes de 
doar prótons e bases como 
substâncias capazes de recebê-los. 
 
ÁCIDOS 
Fontes de ácidos: liberados/eliminados no metabolismo 
energético 
 
Ácido forte 
- Ácido Sulfúrico(protonado) --díassocia-->Sulfato 
SO4-2 
 
Ácido fraco 
- Ácido carbônico(protonado) --dissocia-
>Bicarbonato(R-COO-) (desprotonado): CO2 do Ciclo 
de Krebs 
- Ácido láctico(protonado) --dissocia->Lactato 
(R-COO-)(desprotonado): Glicose Anaeróbica 
- Ácido Pirúvico(protonado) --dissocia->Pirúvico 
(R-COO-)(desprotonado): Glicose (ácidos graxos) 
- Dihidrogênio fosfato(protonado) -dissocia-> 
Monohidrogeno fosfato (HPO4-2 (desprotonado)): 
fosfatos orgânicos da dieta 
- Íon Amônio NH4+(protonado)--dissocia-> 
Amônia(NH3)(desprotonado): 
Compostos nitrogenados da dieta 
 
 
 
 
A entrada de H+ no plasma sanguíneo ocorre através de: 
ácidos graxos, aminoácidos, CO2, ácido láctico e 
cetoácidos. 
 
 
 
 
 
MANUTENÇÃO DE pH 
A manutenção do equilíbrio ácido-base depende de: 
- Controle da entrada, produção e eliminação de pH 
- Atividade adequada dos sistemas de tamponamento 
- Controle respiratório dos níveis de pCO2 
- Eliminação renal de H+ e reabsorção de HCO3 
O corpo não pode ficar muito tempo em situação de 
acidose ou alcalose, podendo haver a desnaturação de 
proteínas ou alteração de sua estrutura 
 
TAMPÕES BIOLÓGICOS 
Os tampões Biológicos são aqueles encontrados nos seres 
vivos; na espécie humana, por exemplo há tampões 
capazes de manter o pH do sangue muito próximo de 7,4. 
 
Tampões 
 
 
 
 
Sistema tampão 
 
 
 
 
 
TAMPÃO FOSFATO 
Representa um sistema tampão intracelular muito 
eficiente, mantendo o pH do liquido intracelular (LIC) em 
6,8-7,0 o qual é ideal para reações bioquímicas. Além disso, 
também é tampão do líquido tubular renal (tem alta 
concentração de fosfato nos túbulos, aumentando o poder 
de tamponamento e o pH é próximo do pKa do sistema 
fosfato. Pode também participar no controle de pH 
plasmático. 
• O ânion fosfato inorgânico (H2PO4-) se dissocia para 
gerar H+ e a base conjugada (HPO42-), com pKa 7,2 
• Quando há uma acidose no plasma, o HPO42- se liga ao 
H+ formando H2PO4-. Para manter o equilíbrio tecidual, K+ 
sai da célula, aumentando a [K+] no plasma sanguíneo. Isso 
ocorre de maneira oposta quando ocorre alcalose. 
 
 
TAMPÃO PROTEÍNA 
Atua no citoplasma de todas aas células. O citoplasma das 
células contém uma alta concentração de proteínas que 
possuem aminoácidos com grupos funcionais que são 
ácidos ou bases fracas (histidina e cisteina) 
Aminoácidos que agem como tampão, sendo as cadeias 
laterais que ionizam, ou, também, grupo amina do primeiro 
aminoácido => desprotona e protona => tem que ser capaz 
de receber e doar prótons => proteínas atuam como 
tampão, pois aminoácidos são anfóteros 
 • Nas hemácias, a hemoglobina é um tampão importante 
 • Um dos tampões mais abundantes no corpo 
• O aminoácido histidina é um ácido fraco. 
T. Fosfato: controla o pH Intracelular 
T. Proteínas: controla o pH intracelular 
T. Bicarbonato: manutenção do pH do sangue 
Hemoglobina: pH do sangue e dos pulmões 
Grupos Fosfatos 
 
Plasma: bicarbonato e hemoglobina 
Intracelular: fosfato e proteínas 
Fluido extracelular: fosfato e bicarbonato 
 
 
 
 
TAMPÃO HEMOGLOBINA 
• Principal tampão dos glóbulos vermelhos, tendo sua ação 
tamponante ligada a presença de grupos de ácidos fracos 
(COOH-) e bases fracas (NH2-). Em meio ácido: a 
hemoglobina libera O2, significando diminuição da 
afinidade da hemoglobina pelo oxigênio. 
• Fisiologicamente útil aos tecidos, onde um ambiente 
levemente ácido serve para liberar O2 mais facilmente da 
hemoglobina. Em meio alcalino: maior saturação da 
hemoglobina. Isso ajuda a aumentar o carregamento de 
O2 nos capilares pulmonares. 
 
TAMPÃO BICARBONATO 
- O tampão bicarbonato é principal tampão biológico 
extracelular, responsável por manter o pH sanguíneo nas 
faixas ótimas. 
- Para o sistema tampão bicarbonato, o pka é 6,1. Usando 
a equação de Henderson-Hasselbalch: 
 
- O pH sanguíneo: razão entre HCO3- plasmático (base) e o 
CO2 (ácido) 
- Controle fisiológico da composição de ácido e base no 
sangue: 
➢ Rins (regulam [H+] e [HCO3-]) 
➢ Pulmões (regulam CO2) 
 
- A enzima anidrase carbônica auxilia na reação, sendo 
abundante nos alvéolos pulmonares, onde o CO2 é 
liberado, e nas células epiteliais dos túbulos renais, onde o 
CO2 reage com H2O, formando H2CO3 
 
CONTROLE FISIOLÓGICO DA COMPOSIÇÃO ÁCIDO-
BASE NO LIQUIDO EXTRACELULAR 
Componente respiratório do equilíbrio ácido-base: 
Pulmão (controle da pCO2) 
Componente metabólico do equilíbrio ácido-base: Rins e 
eritrócitos (controle da concentração de bicarbonato no 
plasma) 
 
Rins: regulam quantidade HCO3-. Quando há alterações 
na concentração de bicarbonato, caracteriza um distúrbio 
metabólico. 
• Os rins controlam o equilíbrio ácido-base ao 
excretar urina ácida ou básica 
• Para isso, são utilizados três mecanismos: 
secreção de H+, reabsorção de HCO3- filtrado 
e produção de novo HCO3 nos túbulos. 
• O H+ é secretado para dentro dos túbulos 
renais, onde reage com o bicarbonato (antes 
de ser reabsorvido pelos capilares), formando 
água e dióxido de carbono. 
• O dióxido de carbono se difunde nas células e 
reage com água novamente, formando H+ e 
bicarbonato para ser reabsorvido. 
• Ao mesmo tempo, a glutamina é metabolizada, 
formando mais bicarbonato 
• Quando tem redução de H+ (alcalose), os rins 
excretam menos H+, portanto, não conseguem 
reabsorver todo o bicarbonato, aumentando, 
então, a concentração de bicarbonato nos rins. 
 
 
Então, é excretada uma urina básica. Dessa 
forma, a remoção do bicarbonato eleva a 
concentração de H+ (sendo o mesmo que 
acrescentar H+). Assim, tendo uma ação 
compensatória metabólica. 
• Na acidose, os rins excretam H+ e não 
excretam bicarbonato e o reabsorve todo. 
• Rins, a filtração glomerular, faz a filtração do 
sangue => reabsorção e secreção de CO2 e 
bicarbonato 
 
 
 
Pulmões: regulam a quantidade de CO2. Quando há 
alterações na concentração de dióxido de carbono, 
caracteriza um distúrbio respiratório. 
• Ao aumentar a intensidade respiratória, os 
pulmões removem o dióxido de carbono do 
plasma, elevando a pCO2. A maior parte do 
CO2 é convertida em bicarbonato. 
• O aumento da ventilação elimina o Co2 do 
líquido extracelular, reduzindo a concentração 
de H+ pela ação de massas. O oposto também 
ocorre, ou seja, a menor ventilação aumenta o 
Co2, elevando a quantidade de H+ no líquido 
extracelular 
• Expiração: o dióxido de carbono se difunde das 
células para os líquidos intersticiais e para o 
sangue,que o transporta para os pulmões, 
que, por sua vez, se difunde nos alvéolos, 
sendo transferido para atmosfera pela 
ventilação pulmonar. Assim, a ventilação é 
capaz de alterar a pCO2 no líquido extracelular. 
• Quanto maior a ventilação, menor a pCO2, pois 
quanto menor o pH, maior a ventilação 
alveolar. Quando o pH aumenta, a quantidade 
de oxigênio também diminui, pois a menos H+, 
estimulando a ventilação. 
• Comprometimento pulmonar pode gerar 
acidose respiratória, pois diminui a capacidade 
de eliminar CO2. 
 
 - Aumento da concentração de H+ = o componente 
bicarbonato do tampão pega o H+ formando ácido 
carbônico, o qual é subsequentemente convertido em CO2 
e H2O na reação catalisada pela anidrase carbônica. 
 
Obs.: a concentração de bicarbonato diminui e pCO2 
aumenta. Entretanto, uma vez que o CO2 é eliminado pelos 
pulmões, a proporção bicarbonato/pCO2 é posteriormente 
trazida de volta ao normal. 
- Diminuição da concentração de H+ = o componente ácido 
carbônico do tampão se dissociará para suprir H+ 
 
Obs.: a taxa de ventilação diminuirá, retendo CO2 para 
aumentar a pCO2, corroborando com a normalizando-o a 
proporção bicarbonato/ pCO2 
Os componentes respiratório e metabólico do equilíbrio 
ácido-base são intimamente ligados: um tende a 
compensar as alterações do outro. 
Acidose respiratória: caracterizas pela diminuição de pH e 
aumento de pCO2. Ocorre devido a uma hipoventilação 
pulmonar (redução da ventilação pulmonar) que leva ao 
acumulo de CO2. 
Causas: Edema pulmonar, pneumotórax, pneumonias, 
afogamento, asma.... 
 
 
Alcalose respiratória: caracterizada pela diminuição do pH 
e aumento da pCO2. Ocorre devido a uma hiperventilação 
(aumento na ventilação pulmonar). 
 
 
Causas: lesões do SNC (tumores), síndrome do pânico, 
LSD... 
 
Acidose metabólica: caracterizada por uma queda de pH e 
na concentração de HCO3- (principal base no sangue). 
Causas: Insuficiência renal (incapacidade de eliminar H+), 
ingestão de ácido (diabetes mellitus), perda de excessivas 
bases – HCO3 (diarreias), hipertermia, doenças infecciosas, 
anorexia. 
Obs.: resposta compensatória deve hiperventilação a fim 
de reduzir o CO2 
Alcalose metabólica: é caracterizada por uma elevação de 
pH e na concentração de bicarbonato. 
Causas: Ocorre devido a ingestão de álcalis, perda de 
ácidos pelo organismo (vômitos)... 
Obs.: resposta compensatória deve hipoventilação a fim de 
reter o CO2 
Distúrbios mistos: Apresentam ambos os componentes 
como causa (respiratório e metabólico) 
Respiratório: alteração da pCO2 
Metabólico: alteração de HCO3