APG 29 Equilíbrio Ácido Base

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INTRODUÇÃO 
pH do sangue arterial sistêmico entre 7,35 e 7,45 
1.Sistemas tampão. Os tampões agem rapidamente 
para ligar temporariamente o H+, removendo o excesso 
altamente reativo de H+ da solução. Assim, os tampões 
aumentam o pH dos líquidos corporais, porém não 
removem o H+ do sangue. 
2.Expiração de dióxido de carbono. Aumentando a 
frequência e a profundidade respiratórias, mais dióxido 
de carbono pode ser exalado. Em alguns minutos isso 
reduz os níveis de ácido carbônico no sangue, o que 
eleva o pH sanguíneo (reduz os níveis sanguíneos de 
H+). 
3.Excreção renal de H+. O mecanismo mais lento, 
porém o único modo de eliminar outros ácidos além do 
ácido carbônico, é por sua excreção pela urina. 
Ações dos sistemas tampão 
um ácido fraco e o sal daquele ácido, que funciona 
como uma base fraca. 
Os tampões evitam modificações rápidas e drásticas no 
pH dos líquidos corporais por converterem ácidos e 
bases fortes em ácidos e bases fracos em frações de 
segundo. 
Os ácidos fortes diminuem o pH mais acentuadamente 
do que os ácidos fracos porque os ácidos fortes liberam 
H+ mais rapidamente e, desse modo, fornecem mais 
íons hidrogênio livres. Uma base forte eleva o pH mais 
acentuadamente do que as fracas. 
Sistema tampão proteico 
Tampão mais abundante no LIC e no plasma sanguíneo. 
Por exemplo, a proteína hemoglobina é um tampão 
especialmente bom dentro dos eritrócitos e a albumina 
é a principal proteína de tamponamento no plasma 
sanguíneo. 
As proteínas são compostas por aminoácidos, 
moléculas orgânicas que contêm pelo menos um grupo 
carboxila (–COOH) e pelo menos um grupo amino (–
NH2); esses grupos são os componentes funcionais do 
sistema tampão proteico. 
O grupo carboxílico livre em uma extremidade de uma 
proteína age como um ácido liberando H+ quando o pH 
se eleva; ele se dissocia: 
 
O H+ é então capaz de reagir com qualquer OH– em 
excesso na solução, formando água. 
O grupo amino livre na outra extremidade da proteína 
pode agir como uma base por se combinar com o H+ 
quando o pH diminui: 
 
Desse modo, as proteínas podem tamponar tanto 
ácidos quanto bases. Além do terminal carboxílico e do 
grupo amino, cadeias laterais que podem tamponar H+ 
estão presentes em 7 dos 20 aminoácidos. 
A proteína hemoglobina é um tampão importante de 
H+ nas hemácias. 
Conforme o sangue flui através dos capilares 
sistêmicos, o dióxido de carbono (CO2) passa das 
células teciduais para as hemácias, onde ele se 
combina com a água (H2O), formando ácido carbônico 
(H2CO3). 
Uma vez formado, o H2CO3 se dissocia em H+ e HCO3. 
Ao mesmo tempo que o CO2 entra nas hemácias, a 
oxiemoglobina (Hb–O2) doa seu oxigênio para as 
células teciduais. 
A hemoglobina reduzida (desoxiemoglobina) capta a 
maior parte do H+. Por esse motivo, a hemoglobina 
reduzida é em geral escrita como Hb–H. 
 
Sistema tampão ácido carbônico-bicarbonato 
Se baseia no íon bicarbonato (HCO3–), que pode agir 
como uma base fraca, e no ácido carbônico (H2CO3), 
que pode agir como um ácido fraco. 
O HCO3– é um ânion importante tanto no LEC quanto 
no LIC 
Como os rins também sintetizam HCO3– novo e 
reabsorvem o HCO3– filtrado, esse tampão importante 
não é perdido na urina. Se houver um excesso de H+, o 
HCO3– pode agir como uma base fraca e remover o 
excesso de H+ 
 
Em seguida, o H2CO3 se dissocia em água e dióxido de 
carbono e o CO2 é exalado pelos pulmões. 
Ao contrário, se houver falta de H+, o H2CO3 pode agir 
como um ácido fraco e fornecer H+ 
 
No pH 7,4, a concentração de HCO3– é de cerca de 24 
mEq/litro e a concentração de H2CO3 é de cerca de 1,2 
mmol/litro, sendo assim, os íons bicarbonato superam 
numericamente as moléculas de ácido carbônico na 
proporção de 20 para 1. 
Como CO2 e H2O se combinam para formar H2CO3, 
esse sistema tampão não consegue proteger contra 
mudanças no pH causadas por problemas respiratórios 
em que há excesso ou falta de CO2. 
Sistema tampão do fosfato 
Age por intermédio de um mecanismo semelhante do 
sistema tampão ácido carbônico-bicarbonato. 
Os componentes do sistema tampão do fosfato são os 
íons fosfato de di-hidrogênio (H2 PO4–) e fosfato de 
mono-hidrogênio (HPO42–). 
Os fosfatos são os principais ânions no líquido 
intracelular e menos importantes nos líquidos 
extracelulares 
O íon fosfato de di-hidrogênio age como um ácido fraco 
e é capaz de tamponar bases fortes como OH– 
 
O íon fosfato de mono-hidrogênio consegue tamponar 
o H+ liberado por um ácido forte como o ácido 
clorídrico (HCl), atuando como uma base fraca: 
 
Como a concentração de fosfatos é maior no líquido 
intracelular, o sistema tampão de fosfato é um 
regulador importante do pH no citosol. 
Ele também age em um grau menor nos líquidos 
extracelulares e tampona ácidos na urina. 
O H2 PO4– é formado quando excesso de H+ no líquido 
dos túbulos renais se combina com HPO42– 
O H+ que se torna parte do H2PO4– passa para a urina. 
Essa reação é um modo pelo qual os rins ajudam a 
manter o pH sanguíneo pela excreção de H+ na urina. 
Expiração de dióxido de carbono 
O aumento da concentração de dióxido de carbono 
(CO2) nos líquidos corporais eleva a concentração de 
H+ e, desse modo, diminui o pH 
Como H2CO3 pode ser eliminado na forma de CO2, ele 
é chamado de ácido volátil. Por outro lado, a 
diminuição da concentração de CO2 nos líquidos 
corporais eleva o pH 
 
Mudanças na frequência e na intensidade respiratórias 
podem alterar o pH dos líquidos corporais em poucos 
minutos. 
Com o aumento da ventilação, mais CO2 é exalado. 
Quando os níveis de CO2 diminuem, a reação é 
deslocada para a esquerda a concentração de H+ cai e 
o pH sanguíneo aumenta. 
Se a ventilação for mais lenta do que o normal, menos 
dióxido de carbono é exalado. Quando os níveis de CO2 
aumentam, a reação é deslocada para a direita a 
concentração de H+ aumenta e o pH sanguíneo 
diminui. 
O pH dos líquidos corporais e a frequência e a 
intensidade respiratórias interagem através de uma 
alça de feedback negativo 
Quando a acidez sanguínea aumenta, a diminuição do 
pH (aumento da concentração de H+) é detectada por 
quimiorreceptores centrais no bulbo e por 
quimiorreceptores periféricos nos glomos para-
aórticos e caróticos e ambos estimulam o grupo 
respiratório dorsal no bulbo. 
Como resultado, o diafragma e outros músculos 
respiratórios se contraem com mais força e de modo 
mais frequente, de modo que mais CO2 é exalado. 
Conforme menos H2CO3 se forma e há menos H+, o pH 
sanguíneo aumenta. Quando a resposta normaliza o pH 
sanguíneo (concentração de H+), ocorre um retorno ao 
equilíbrio acidobásico. 
A mesma alça de feedback negativo atua se o nível 
sanguíneo de CO2 aumentar. A ventilação aumenta, o 
que remove mais CO2, reduzindo a concentração de H+ 
e elevando o pH sanguíneo. 
Ao contrário, se o pH do sangue se elevar, o centro 
respiratório é inibido e a frequência e a intensidade 
respiratórias diminuem. 
A diminuição da concentração sanguínea de CO2 
apresenta o mesmo efeito. Quando a respiração 
diminui, o CO2 se acumula no sangue de modo que a 
concentração de H+ aumenta. 
 
Excreção renal de H+ 
As reações metabólicas produzem ácidos não voláteis 
O único modo de eliminar essa enorme carga ácida é 
pela excreção de H+ na urina. 
As células tanto dos túbulos contorcidos proximais 
(TCP) quanto nos ductos coletores dos rins secretam 
íons hidrogênio no líquido tubular. 
Nos TCP, contratransportadores Na+-H+ secretam H+ 
conforme reabsorvem Na+ 
Entretanto, ainda mais importante para a regulação do 
pH dos líquidos corporais são as células intercaladas do 
ducto coletor. 
As membranas apicais de algumas células intercaladas 
possuem bombas de próton (H+ ATPases) que secretam 
H+ no líquido tubular 
As células intercaladas podem secretar H+ contra um 
gradiente de concentração de modo que a urina podeser até mil vezes (3 unidades de pH) mais ácida do que 
o sangue. 
O HCO3– produzido pela dissociação do H2CO3 dentro 
das células intercaladas atravessa a membrana 
basolateral por intermédio de contratransportadores 
Cl–-HCO3– e, então, se difunde para os capilares 
peritubulares 
O HCO3– que entra no sangue desse modo é novo (não 
filtrado). Por esse motivo, o sangue que deixa o rim na 
veia renal pode ter uma concentração de HCO3– mais 
alta do que o sangue que entra no rim pela artéria 
renal. 
Um segundo tipo de células intercaladas possui 
bombas de prótons em sua membrana basolateral e 
contratransportadores Cl–-HCO3– em sua membrana 
apical. 
Essas células intercaladas secretam HCO3– e 
reabsorvem H+. Assim, os dois tipos de células 
intercaladas ajudam a manter o pH dos líquidos 
corporais de dois modos – por excretar o excesso de H+ 
quando o pH dos líquidos corporais é muito baixo e por 
excretar o excesso de HCO3– quando o pH é muito alto. 
Parte do H+ secretado no líquido tubular do ducto 
coletor é tamponada, mas não por HCO3–, cuja maioria 
foi filtrada e reabsorvida. 
Outros dois tampões se combinam com o H+ no ducto 
coletor. O tampão mais abundante no líquido tubular 
do ducto coletor é o HPO42– (íon mono-hidrogeno 
fosfato). Além disso, existe uma pequena quantidade 
de NH3 (amônia). 
O H+ se combina com o HPO42– formando H2PO4– 
(íon di-hidrogeno fosfato) e com o NH3, formando 
NH4+ (íon amônio). Como esses íons não conseguem 
se difundir de volta para as células tubulares, eles são 
excretados na urina. 
 
Alterações do equilíbrio ácidobásico 
A acidose pH sanguíneo se encontra abaixo de 7,35; a 
alcalose pH sanguíneo se encontra acima de 7,45. 
O principal efeito fisiológico da acidose é a depressão 
do SNC causada pela depressão da transmissão 
sináptica. 
Um efeito importante da alcalose é a excitabilidade 
excessiva tanto do SNC quanto dos nervos periféricos. 
Se um indivíduo apresentar alterações no pH sanguíneo 
por causas metabólicas, a hiperventilação ou a 
hipoventilação podem ajudar a retornar o pH para a 
faixa da normalidade; esse tipo de compensação, 
chamada de compensação respiratória 
Entretanto, se um indivíduo apresentar alteração do pH 
sanguíneo por causas respiratórias, então a 
compensação renal – modificações na secreção de H+ 
e na reabsorção de HCO3– pelos túbulos renais – pode 
ajudar a reverter a mudança. 
Tanto a acidose respiratória quanto a alcalose 
respiratória resultam da alteração na pressão parcial de 
CO2 (PCO2) no sangue arterial sistêmico (a faixa de 
normalidade é de 35 a 45 mmHg). 
Ao contrário, tanto a acidose metabólica quanto a 
alcalose metabólica são distúrbios resultantes de 
modificações na concentração de HCO3– (a faixa de 
normalidade é de 22 a 26 mEq/litro) 
Acidose respiratória 
A característica da acidose respiratória é uma PCO2 
anormalmente alta no sangue arterial sistêmico – 
acima de 45 mmHg. 
A expiração inadequada de CO2 faz com que o pH 
sanguíneo diminua. Qualquer condição que diminua o 
movimento de CO2 do sangue para os alvéolos 
pulmonares e, então, para a atmosfera causa o 
acúmulo de CO2, de H2CO3 e de H+. 
Essas condições incluem enfisema, edema pulmonar, 
lesão ao centro respiratório no bulbo, obstrução das 
vias respiratórias ou distúrbios nos músculos 
envolvidos com a respiração. Se o problema 
respiratório não for muito grave, os rins podem ajudar 
a elevar o pH sanguíneo de volta à faixa de normalidade 
pelo aumento da excreção de H+ e da reabsorção de 
HCO3– (compensação renal). 
O objetivo aumentar a exalação de CO2 
Alcalose respiratória 
Na alcalose respiratória, a PCO2 do sangue arterial 
sistêmico alcança níveis menores de 35 mmHg. A causa 
na queda da PCO2 e o aumento resultante no pH é a 
hiperventilação, que ocorre em condições que 
estimulam o grupo respiratório dorsal no tronco 
encefálico. 
Essas condições incluem deficiência de oxigênio por 
causa de grandes altitudes ou de doença pulmonar, 
acidentes vasculares cerebrais ou ansiedade grave. 
Novamente, a compensação renal pode levar o pH de 
volta para a faixa de normalidade se os rins forem 
capazes de diminuir a excreção de H+ e a reabsorção de 
HCO3–. 
O objetivo aumentar os níveis de CO2 no sangue. 
Indivíduo inale e exale em um saco de papel por um 
período curto; como resultado, o indivíduo inalará uma 
concentração de CO2 acima do normal. 
Acidose metabólica 
Na acidose metabólica, os níveis de HCO3– no sangue 
arterial sistêmico diminuem para valores abaixo de 22 
mEq/litro. Tal tipo de declínio nesse importante 
sistema tampão faz com que o pH do sangue diminua. 
Três situações podem diminuir os níveis sanguíneos de 
HCO3–: (1) perda real de HCO3–, como pode ocorrer na 
diarreia grave ou na disfunção renal; (2) acúmulo de um 
ácido diferente do ácido carbônico, como pode ocorrer 
na cetose ou (3) falha na excreção de H+ proveniente 
do metabolismo das proteínas da dieta pelos rins. Se o 
problema não for muito grave, a hiperventilação pode 
devolver o pH sanguíneo à faixa da normalidade 
(compensação respiratória). 
Alcalose metabólica 
Na alcalose metabólica, a concentração de HCO3– no 
sangue arterial sistêmico se encontra acima de 26 
mEq/litro. Uma perda não respiratória de ácido ou uma 
ingestão excessiva de fármacos alcalinos faz com que o 
pH sanguíneo aumente até níveis acima de 7,45. 
Excesso de vômito do conteúdo gástrico, que resulta 
em uma perda substancial de ácido clorídrico, 
provavelmente é a causa mais frequente de alcalose 
metabólica. Outras causas incluem aspiração gástrica, 
o uso de determinados diuréticos, distúrbios 
endócrinos, ingestão excessiva de fármacos alcalinos 
(antiácidos) e desidratação grave. 
A compensação respiratória por intermédio da 
hipoventilação pode retornar o pH sanguíneo à faixa da 
normalidade.