Importância e Medição do pH na Bioquímica

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<p>Fundamentos da</p><p>Bioquímica</p><p>Prof. Drª. Isabel Christina Mignoni Homem</p><p>• A água é fundamental para todos os seres vivos, pois</p><p>desempenha importantes funções nos sistemas biológicos:</p><p>✓Transporte de substâncias;</p><p>✓Participação em reações químicas;</p><p>✓Termorregulação;</p><p>✓Lubrificação;</p><p>✓Equilíbrio osmótico;</p><p>✓Equilíbrio ácido-base.</p><p>Á</p><p>G</p><p>U</p><p>A</p><p>• A água se ioniza de forma reversível, produzindo íon</p><p>hidrogênio (H+) e íon hidroxila (OH-).</p><p>p</p><p>H</p><p>• Uma maneira de medir a concentração de H+ e OH- na água ou em qualquer</p><p>solução aquosa é pela escala de pH.</p><p>• É por meio dela que é feita a classificação das soluções em ácidas, neutras ou</p><p>básicas (alcalinas).</p><p>p</p><p>H</p><p>H+</p><p>H+</p><p>H+</p><p>H+</p><p>OH-</p><p>OH-</p><p>OH-</p><p>OH-OH-</p><p>H+</p><p>OH-</p><p>ÁCIDA BÁSICA</p><p>• Valor do pH = 7 → a solução é neutra, ou seja, a concentração de íons</p><p>H+ é igual à concentração de íons OH-.</p><p>• Valor de pH menor que 7 → a solução é ácida, ou seja, a concentração</p><p>de H+ é maior que a concentração de OH-.</p><p>• Valor de pH acima de 7 → a solução é básica/alcalina, ou seja, a</p><p>concentração de OH- é maior do que a concentração de H+</p><p>p</p><p>H</p><p>✓ pH = Potencial hidrogeniônico ou potencial de hidrogênio.</p><p>✓ Escala numérica que varia de 0 a 14, à temperatura de 25 °C.</p><p>H+ OH-</p><p>• Vamos imaginar 2 soluções genericamente chamadas de A e B, a 25 °C</p><p>e com volumes iguais.</p><p>• A solução A tem pH igual a 3 e a solução B apresenta pH igual a 4.</p><p>• Qual a diferença na concentração de H+ entre essas duas soluções?</p><p>• As duas soluções, A e B, diferem no pH apenas uma unidade.</p><p>• Porém, como a escala é logarítmica, isso significa que a solução A</p><p>(pH = 3) tem dez vezes mais íons H+ quando comparada à solução B,</p><p>cujo pH = 4.</p><p>p</p><p>H</p><p>✓ A relação entre a concentração de íons Hidrogênio e o</p><p>valor pH é definido pela equação: pH= - log [H+]</p><p>✓Existem 2 principais métodos para medir o valor do pH:</p><p>p</p><p>H</p><p>QUALITATIVO</p><p>• Indicadores ácidos-bases →</p><p>substâncias que mudam de cor à com</p><p>a alteração no pH do meio.</p><p>• Indicadores mais utilizados:</p><p>✓ Fenolftaleína → se apresenta incolor</p><p>em meio ácido e rosa em meio básico.</p><p>✓ Papel de tornassol → adquire coloração</p><p>vermelha na presença de ácidos e azul</p><p>na presença de bases.</p><p>QUANTITATIVO</p><p>• Uso de um equipamento</p><p>denominado pHmetro.</p><p>• Um eletrodo de vidro</p><p>seletivamente sensível à</p><p>concentração de H+, mas</p><p>insensível a outros cátions,</p><p>mede a condutividade elétrica</p><p>da solução e a converte para a</p><p>escala dos valores de pH.</p><p>p</p><p>H</p><p>• O valor de pH afeta</p><p>diretamente a estrutura e</p><p>atividade de macromoléculas</p><p>biológicas importantes, além</p><p>de ser muito útil também no</p><p>diagnóstico médico de vários</p><p>processos patológicos (como</p><p>acidoses e alcaloses</p><p>metabólicas).</p><p>• A constância do pH é</p><p>alcançada devido à ação dos</p><p>tampões biológicos.</p><p>p</p><p>H</p><p>• É um sistema aquoso que tende a</p><p>resistir às alterações no pH mesmo</p><p>quando pequenas quantidades de uma</p><p>substância ácida (H+) ou básica (OH-)</p><p>são adicionadas.</p><p>• Geralmente, consiste em um ácido</p><p>fraco e sua base conjugada.</p><p>• Dois tampões biológicos são</p><p>especialmente importantes → sistema</p><p>fosfato e sistema bicarbonato.</p><p>S</p><p>is</p><p>t</p><p>e</p><p>m</p><p>a</p><p>T</p><p>a</p><p>m</p><p>p</p><p>ã</p><p>o</p><p>• O sistema de tamponamento fosfato, que atua no citoplasma de todas</p><p>as células, consiste no ácido H2PO4- e em sua base conjugada HPO4-2</p><p>• O sistema tampão fosfato é efetivo em pH próximo a 6,86.</p><p>• Tende a resistir às alterações de pH no intervalo entre 5,9 e 7,9.</p><p>• Por isso, é tão importante nos fluidos biológicos, já que a maioria dos</p><p>compartimentos citoplasmáticos apresentam pH no intervalo de 6,9 a</p><p>7,4.</p><p>T</p><p>a</p><p>m</p><p>p</p><p>ã</p><p>o</p><p>F</p><p>o</p><p>s</p><p>fa</p><p>t</p><p>o</p><p>• Outro sistema de tamponamento essencial nos organismos multicelulares</p><p>é o sistema bicarbonato, que atua evitando variações bruscas de pH no</p><p>plasma sanguíneo (pH 7,4).</p><p>• Esse sistema consiste em ácido carbônico (H2CO3) e sua base conjugada,</p><p>o íon bicarbonato (HCO3-).</p><p>T</p><p>a</p><p>m</p><p>p</p><p>ã</p><p>o</p><p>B</p><p>ic</p><p>a</p><p>rb</p><p>o</p><p>n</p><p>a</p><p>t</p><p>o</p><p>1. Acidose Metabólica</p><p>• Causas</p><p>✓ Insuficiência renal → Acidose tubular renal,</p><p>diabética, acidose láctica, Ingestão de</p><p>substâncias tóxicas.</p><p>✓ Perda de bases como o bicarbonato através</p><p>do trato gastrointestinal: diarreia.</p><p>• Acidose → pH abaixo de 7,35</p><p>• Acidose severa → pH abaixo de 6,85</p><p>(incompatível com a vida)</p><p>2. Alcaloses metabólicas</p><p>• Causas</p><p>✓ Uso de diuréticos.</p><p>✓ Perda de ácidos causada por</p><p>vômitos ou aspiração do</p><p>conteúdo do estômago.</p><p>✓ Glândulas suprarrenais</p><p>hiperativas.</p><p>A</p><p>lt</p><p>e</p><p>ra</p><p>ç</p><p>õ</p><p>e</p><p>s</p><p>m</p><p>e</p><p>t</p><p>a</p><p>b</p><p>ó</p><p>li</p><p>c</p><p>a</p><p>s</p><p>d</p><p>e</p><p>p</p><p>H</p><p>• Alcalose → pH é superior a 7,45</p><p>• Alcalose severa → pH superior a</p><p>7,95 (incompatível com a vida)</p><p>Comprometimento da função e</p><p>morte celular.</p><p>Slide 1: Fundamentos da Bioquímica</p><p>Slide 2</p><p>Slide 3</p><p>Slide 4</p><p>Slide 5</p><p>Slide 6</p><p>Slide 7</p><p>Slide 8</p><p>Slide 9</p><p>Slide 10</p><p>Slide 11</p><p>Slide 12</p><p>Slide 13</p><p>Slide 14</p><p>Slide 15</p>