pH_tamponamento

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pH e tamponamento
Questões para discussão e fixação
1. Por que é importante manter a concentração de íons de hidrogênio 
constante em nosso corpo?
2. O que é um tampão? Qual sãos os principais tampões que agem no nosso 
organismo?
3. Por que o ácido carbônico é considerado um ácido volátil?
4. Descreva a equação geral do tampão bicarbonato. De onde vem o CO2
que entra nesta equação?
5. Como funciona o mecanismo químico de controle do pH?
6. Como funciona o mecanismo respiratório de controle do pH?
7. Como funciona o mecanismo renal de controle do pH?
8. O que é acidose metabólica? Que situações podem levar a este distúrbio?
9. O que é alcalose metabólica? Que situações podem levar a este distúrbio?
10. O que é acidose respiratória? Que situações podem levar a este distúrbio?
11. O que é alcalose respiratória? Que situações podem levar a este distúrbio?
• A unidade de medida da concentração dos íons de 
hidrogênio é o pH
•O íon hidrogênio (H+) é o íon mais importante nos 
sistemas biológicos
• O metabolismo intracelular exige uma faixa estreita da 
concentração do íon hidrogênio, para que os processos 
enzimáticos e bioquímicos possam ocorrer normalmente
• As alterações na concentração de ácidos e bases
interferem nas reações químicas que ocorrem nas 
soluções do organismo
Íons hidrogênio 
Brønsted-Lowry
ácidos: substâncias que liberam prótons
bases: substâncias que captam prótons
CH3COOH ⇋ H+ + CH3COO-
ácido fraco próton base forte
Ácido e Base
• O controle dos fluidos do organismo compreende a 
manutenção de concentrações adequadas de água, 
eletrólitos e íons hidrogênio
• A manutenção da quantidade ideal de íons hidrogênio nos 
líquidos intracelular e extracelular depende de um equilíbrio 
entre os ácidos e as bases do organismo
• Quando a concentração dos íons hidrogênio [H+] se eleva
ou se reduz, se coloca em risco:
• função de órgãos e sistemas
• alterações na permeabilidade das membranas
• funções enzimáticas
• conformação das proteínas
• lesão de biomoléculas
Íons hidrogênio 
• pH é o log negativo da concentração de íons hidrogênio
pH= -log [H+]
• Baixos valores de pH correspondem a altas 
concentrações de H+ e altos valores de pH correspondem 
a baixas concentrações de H+
• Em uma solução aquosa neutra a 25 ºC a [H+] (e [OH-]) 
é 1,0 x 10-7 M ou pH=7,0
Potencial de íons hidrogênio: pH
• O aumento da concentração do H+ nos fluidos corporais
determina a acidez do corpo
• A diminuição da concentração do H+ nos fluidos
corporais determina a alcalinidade do corpo
• A [H+] de uma solução é quantificada em unidades de
pH que é inversamente proporcional à concentração de
H+
• A escala de pH varia de 1 até 14 em solução aquosa,
uma vez que qualquer [H+] está compreendida na faixa
de 100 a 10-14
Propriedades do pH
Líquido pH
Plasma 7,4
Líquido intersticial 7,4
Suco gástrico 1,5-3,0
Leite humano 7,4
Saliva 6,4-7,4
Urina 5,0-8,0
Valores de pH em alguns líquidos biológicos
Aumento da [H +]
7,4
Acidose
Alcalose
Queda do pH
Acúmulo de ácidos
Acúmulo de basesPerda de ácidos
Perda de bases
Diminuição da [H +]
Escala de pH
Aumento do pH
Aumento da [H +]
7,4
Acidose
Alcalose
Queda do pH
Acúmulo de ácidos
Acúmulo de basesPerda de ácidos
Perda de bases
Diminuição da [H +]
Escala de pH
Aumento do pH
O organismo dispõe de 3 importantes mecanismos 
reguladores do pH, que atuam em sincronia: 
químico: ação imediata – 1ª linha de ação
respiratório: ação rápida (gera ácido carbônico) – 2ª linha
renal: ação lenta (filtração) – 3ª linha de ação
Controle do pH sanguíneo 
• Tampões são soluções que evitam mudanças abruptas 
de pH, quando ácidos ou bases são adicionados a estas 
soluções
• Um tampão é composto por uma espécie doadora e 
outra aceptora de prótons
• A função do tampão é :
Recolher prótons (H+) do meio quando há excesso
Fornecer prótons (H+) ao meio quando há falta
Tamponamento 
• A maioria dos processos metabólicos leva à 
formação de ácidos. 
• Estes ácidos são:
- Voláteis: H2CO3 (resultante da combinação do
CO2 com água; muitas vezes, é representado
como CO2)
- Não voláteis: ác. lático, ác. pirúvico, ác. úrico,
ác. hidroxibutírico, ác. aceto-acético
Sistemas Tamponantes
Metabolismo
aeróbico da glicose
Metabolismo
anaeróbico da glicose
Ácido Carbônico Ácido Lático
Ácido Sulfúrico
Ácido Fosfórico
Corpos Cetônicos Ácidos
H+
Oxidação de Amino
Sulfurados
Oxidação incompleta de 
ácidos graxos
Hidrólise das fosfoproteínas e nucleoproteínas
Metabolismo
aeróbico da glicose
Metabolismo
anaeróbico da glicose
Ácido Carbônico
15000 mmols/dia
Ácido Lático
Ácido Sulfúrico
Ácido Fosfórico
Corpos Cetônicos Ácidos
H+
Oxidação de Aminoácidos
Sulfurados
Oxidação incompleta de 
ácidos graxos
Hidrólise das fosfoproteínas e nucleoproteínas
Como o H+ são gerados no metabolismo?
Sistemas químicos de tamponamento 
Composição do Sistema Percentual
Bicarbonato/Ácido Carbônico 64%
Hemoglobina/Oxihemoglobina 28%
Proteínas ácidas/Proteínas básicas 7%
Fosfato monoácido/Fosfato diácido 1%
• É o sistema químico mais importante do organismo para
tamponar os ácidos não-voláteis
• Sistema tampão ácido carbônico / íon bicarbonato
H2CO3⇋ H+ + HCO3-
doador aceptor
• O tampão bicarbonato leva o H+ até os túbulos renais
para ser excretado
Sistema Tampão Bicarbonato
• O sistema tampão bicarbonato é essencial à regulação do equilíbrio
ácido-base
• Quando uma espécie química doadora de íons hidrogênio (ácido)
entra no sangue, o bicarbonato do tampão reage com esse íon e a
cinética de conversão HCO3
− ↔ H2CO3 é deslocada no sentido da
produção de ácido carbônico
• Essa reação diminui a quantidade de bases e altera a relação entre
o bicarbonato e o ácido carbônico. O ácido carbônico produzido pela
reação do bicarbonato do tampão dissocia-se em CO2 e água; o CO2
é eliminado nos pulmões
• Quando uma espécie química aceptora de íons hidrogênio (base)
entra no sangue, o ácido carbônico doa íons hidrogênio para ela, o
que produz íon bicarbonato
Sistema Tampão Bicarbonato 
anidrases
carbônicas
• É o tampão mais abundante do organismo
• Inclui proteínas celulares e plasmáticas
• As proteínas captam ou liberam H+ conforme [H+] no meio
• São muito importantes na manutenção do pH intracelular
• Auxiliam na regulação do pH extracelular, principalmente
pela grande facilidade de difusão do CO2, através das
membranas celulares.
Sistema Tampão Proteína
◼ É um tampão muito importante nos líquidos tubulares
renais e nos compartimentos intracelulares
◼ No líquido extracelular é pouco encontrado
HPO4
2- + H+ ⇋ H2PO4
-
Sistema Tampão Fosfato
◼ A [CO2] extracelular é determinada pelo metabolismo e
pela ventilação pulmonar (alveolar)
Papel dos pulmões no equilíbrio ácido-básico: 
ventilação alveolar
PCO2 e pH
◼ A ventilação alveolar é controlada pelo SNC por centros 
respiratórios sensíveis a mudanças de CO2, O2 e pH 
extracelular (no bulbo)
O sistema respiratório fica mais ativo e a 
ventilação alveolar aumenta sempre que a [H+] se eleva
O aumento da ventilação alveolar diminui a [CO2] 
nos líquidos extracelulares e, assim, a [H+] tende a 
voltar ao normal
◼ A capacidade tamponante é de até 2 vezes maior que a 
de todos os tampões químicos combinados
Quando [CO2]  o pH  nos líquidos corporais
Quando [CO2]  o pH  nos líquidos corporais
Papel dos pulmões no equilíbrio ácido-básico: 
ventilação alveolar
• Os rins são responsáveis pela manutenção dos níveis 
plasmáticos de bicarbonato e pela excreção dos ácidos 
não-voláteis
• Os ácidos não-voláteis são:
1. Tamponados (“compensados”) pela ação do sistema
tampão bicarbonato
2. Excretados pelos rins
◼ O íon bicarbonato é reabsorvido para dar continuidade 
à sua ação tamponante
• Tampão fosfato intratubular: HPO4
-2 + H+ ⇋ H2PO4
-, este 
é excretado com Na+ através da urina
• Tampão amônia intratubular: NH3 + H
+ ⇋ NH4
+, este é 
excretado com Cl- ou outro ânionPapel dos Rins no Equilíbrio Ácido-Básico
Papel dos Rins no Equilíbrio Ácido-Básico
HCO3
- nos túbulos renais
Sangue
Boron, JASN September 2006, 17 (9) 2368-2382; DOI: https://doi.org/10.1681/ASN.2006060620 
Papel dos Rins no Equilíbrio Ácido-Básico
Perda de bicarbonato = 1 mEq/dia de um total de 4320 mEq/dia
Resumindo...
Papel do CO2 e do HCO3
- na 
determinação do pH
◼ Equação de Henderson-Hasselbach
Acidose: pH abaixo do normal (< 7,4)
Alcalose: pH acima do normal (pH > 7,45)
pH medido no sangue arterial
Distúrbios no equilíbrio acido-básico -
acidose e alcalose
• Acidose: pH abaixo do normal (< 7,4 no sangue arterial)
• Acidose respiratória: [CO2] no sangue; acúmulo de 
ácidos voláteis
• Acidose metabólica ou não-respiratória: [HCO3
-]; 
acúmulo de ácidos não-voláteis
• Alcalose: pH acima do normal (pH > 7,45)
• Alcalose respiratória: [CO2]; diminuição de ácidos 
voláteis
• Alcalose metabólica ou não-respiratória: [HCO3
-]; 
diminuição de ácidos não-voláteis 
Distúrbios no equilíbrio acido-básico -
acidose e alcalose
Principais causas de acidose e alcalose
Acidose respiratória Alcalose respiratória
lesão no centro respiratório bulbar ansiedade
doenças pulmonares (enfisema, 
bronquite crônica, pneumonia)
lesão nos centros respiratórios (tumor, 
encefalite)
sedativos (causam depressão do SNC) Intoxicação por salicilatos (estimulam 
diretamente os centros respiratórios)
grandes altitudes
febre
Acidose metabólica Alcalose metabólica
Diabetes mellitus (cetoacidose 
diabética)
Administração de diuréticos  secreção 
de H+
Acidose lática (deficiência de O2 ; 
metabolismo anaeróbio)
Diarreia (perda de bicarbonato) Vômitos (conteúdo gástrico, perda de 
HCl; Cl- e  HCO3
- no líquido 
extracelular)
Problemas renais
Distúrbios no equilíbrio ácido-básico
◼ Como saber se há acidose ou alcalose?
◼ Como saber se a acidose é respiratória ou 
metabólica?
◼ Como saber se a alcalose é respiratória ou 
metabólica?
Gasometria 
 Análise laboratorial que fornece parâmetros importantes
para avaliação do estado ácido-base do paciente, entre eles:
a) pH plasmático
b) pCO2 (calculada a partir do CO2 total)
c) bicarbonato plasmático
d) pO2 (pouca relevância)
e) saturação da hemoglobina
 Coletada do sangue arterial ou venoso
PCO2 e [HCO3-] nas perturbações do 
equilíbrio ácido-base 
PCO2 e [HCO3-] nas perturbações 
do equilíbrio ácido-base 
pH [HCO3
-] PCO2
7,2 30mM 53 mmHg
7,5 36mM 48 mmHg
7,5 24mM 30 mmHg
6,9 1,6mM 10 mmHg
7,4 14mM 24 mmHg
7,55 15mM 40 mmHg
Exercícios: Faça o diagnóstico do distúrbio em função dos 
resultados das gasometrias arteriais apresentadas abaixo
Considere os seguintes valores normais para exame de gasometria 
arterial
pH 7,35 a 7,45
PaO2 80 a 100 mm Hg
PaCO2 35 a 45 mm Hg
[HCO3] 22 a 28 mM/L
Um homem de 45 anos foi socorrido após um acidente de carro e 
encaminhado ao Serviço de Emergência do Hospital Municipal. O 
paciente estava inconsciente quanto foi admitido. Uma avaliação dos 
ferimentos revelou que ele apresentava várias costelas fraturadas que 
perfuraram os pulmões e causaram hemorragia. Uma amostra de sangue 
arterial foi coletada e submetida a um exame de gasometria arterial. 
Constatou-se que o pH do sangue era de 7,2. A PaCO2 detectada foi de 
55 mm Hg. A concentração de íon bicarbonato era de 21 mM/L.
Com base nesses resultados, qual o distúrbio ácido-básico apresentado 
pelo paciente? O que ocasionou esse distúrbio?
Questões para discussão e fixação
1. Por que é importante manter a concentração de íons de hidrogênio 
constante em nosso corpo?
2. O que é um tampão? Qual sãos os principais tampões que agem no nosso 
organismo?
3. Por que o ácido carbônico é considerado um ácido volátil?
4. Descreva a equação geral do tampão bicarbonato. De onde vem o CO2
que entra nesta equação?
5. Como funciona o mecanismo químico de controle do pH?
6. Como funciona o mecanismo respiratório de controle do pH?
7. Como funciona o mecanismo renal de controle do pH?
8. O que é acidose metabólica? Que situações podem levar a este distúrbio?
9. O que é alcalose metabólica? Que situações podem levar a este distúrbio?
10. O que é acidose respiratória? Que situações podem levar a este distúrbio?
11. O que é alcalose respiratória? Que situações podem levar a este distúrbio?