Equilíbrio Ácido-Base na Fisiologia

Prévia do material em texto

<p>Fisiologia do</p><p>Equilíbrio</p><p>Ácido-Base</p><p>SUMÁRIO</p><p>1. Introdução ao pH e Equilíbrio Ácido-Base ................................................................. 3</p><p>2. O que é pH e o que interfere nele? .............................................................................. 4</p><p>3. Sistemas de Compensação ......................................................................................... 6</p><p>3.1. Sistema Tampão ................................................................................................... 7</p><p>3.2. Sistema Respiratório ............................................................................................. 7</p><p>3.3. Sistema de Compensação Renal ......................................................................... 9</p><p>3.4. Fatores Regulatórios ........................................................................................... 10</p><p>4. Conclusão ................................................................................................................... 11</p><p>Referências ...................................................................................................................... 12</p><p>Fisiologia do Equilíbrio Ácido-Base   3</p><p>1. INTRODUÇÃO AO PH E EQUILÍBRIO</p><p>ÁCIDO-BASE</p><p>O equilíbrio ácido-base é um aspecto crucial da fisiologia humana, mantendo o pH</p><p>sanguíneo dentro de uma faixa estreita que é vital para o funcionamento normal do</p><p>organismo. Alterações nesse equilíbrio podem levar a condições patológicas sérias,</p><p>impactando a saúde geral.</p><p>Níveis de pH sanguíneo</p><p>Morte MorteNormalAcidose Alcalose</p><p>Figura 1. Níveis de pH.</p><p>Fonte: Sidenko Tatiana/Shutterstock.com</p><p>Fisiologia do Equilíbrio Ácido-Base   4</p><p>2. O QUE É PH E O QUE INTERFERE NELE?</p><p>O pH é uma medida que expressa a concentração de íons hidrogênio [H⁺] em</p><p>uma solução. Ele é definido como o logaritmo negativo da concentração de íons</p><p>de hidrogênio. Em termos simples, o pH indica o nível de acidez ou alcalinidade de</p><p>uma solução.</p><p>Gráfico de equilíbrio de pH</p><p>Potencial de hidrogênio</p><p>Carga</p><p>Bateria</p><p>Ácido</p><p>Ácido clorídrico no</p><p>estômago</p><p>Suco de tomate</p><p>Chuva ácida</p><p>O corpo humano não pode</p><p>sustentar a vida</p><p>Células cancerígenas</p><p>começam a se formar</p><p>Água potável</p><p>Café preto</p><p>Grande Lago Salgado</p><p>Leite de magnésia</p><p>Urina</p><p>Saliva</p><p>Solução de amônia</p><p>Água pura Água com sabão</p><p>Água do mar Água sanitária</p><p>Bicarbonato de sódio Limpador de ralo</p><p>Sintomas da doença</p><p>começam</p><p>pH sanguíneo ideal</p><p>para humanos</p><p>Toranja</p><p>Refrigerante de suco de laranja</p><p>Suco de limão</p><p>Ácido gástrico vinagre</p><p>Ácido Alcalino</p><p>Carga</p><p>Neutro</p><p>Sangue</p><p>saudável</p><p>Figura 2. Soluções e seus respectivos níveis de pH.</p><p>Fonte: Fouad A. Saad/Shutterstock.com</p><p>O pH adequado é essencial para o funcionamento de processos celulares, teci-</p><p>duais e orgânicos no corpo humano. No organismo, o pH normal do sangue arterial</p><p>fica entre 7,35 e 7,45. Se o pH cai abaixo de 7,35, teremos uma acidose, e se ultra-</p><p>passar 7,45, teremos uma alcalose. Essas variações de pH podem ser ocasionadas</p><p>por diversos fatores, como, por exemplo, a produção de dióxido de carbono (CO2)</p><p>pelo metabolismo celular. O CO2 pode se combinar com a água para formar ácido</p><p>Fisiologia do Equilíbrio Ácido-Base   5</p><p>carbônico, o que diminui o pH, levando à acidose. A ingestão de alimentos e medica-</p><p>mentos também pode afetar o pH corporal. Além disso, a excreção ou absorção de</p><p>hidrogênio ou bicarbonato (HCO3⁻) pelos rins e a eliminação de CO2 pelos pulmões</p><p>ajudam a manter o equilíbrio ácido-base no organismo.</p><p>A relação entre pH, pCO2 e o HCO3⁻ é fundamental na compreensão da regula-</p><p>ção ácido-base. A concentração de H⁺ é diretamente proporcional ao pCO2, o que</p><p>significa que níveis elevados de pCO2 resultam em diminuição do pH, indicando</p><p>acidose. Por outro lado, a concentração de H⁺ é inversamente proporcional ao</p><p>HCO3⁻, portanto, níveis elevados de HCO3⁻ resultam em aumento do pH, indicando</p><p>alcalose. Portanto, o HCO3⁻ é considerado uma referência de base na avaliação do</p><p>equilíbrio ácido-base.</p><p>↑ [H⁺] : ↑ pCO2 : ↓ HCO3 : ↓ pH ⇒ acidose</p><p>↓ [H⁺] : ↓ pCO2 : ↑ HCO3 : ↑ pH ⇒ alcalose</p><p>Os principais órgãos responsáveis pela regulação do pH no corpo humano são</p><p>os pulmões e os rins. Os pulmões desempenham um papel crucial na regulação</p><p>imediata do pH através da respiração, enquanto os rins assumem a responsabilidade</p><p>pela regulação a longo prazo e estão envolvidos no sistema tampão de bicarbonato,</p><p>que é uma parte vital do mecanismo de regulação do pH. Esse sistema consiste na</p><p>capacidade de certas substâncias, como o HCO3⁻, de neutralizar ácidos ou bases,</p><p>mantendo o pH dentro de um intervalo saudável. Essa capacidade é facilitada pela</p><p>enzima anidrase carbônica.</p><p>3 2 3 2 2 H HCO H CO H O CO+ −+ + </p><p>Lado metabólico Lado respiratório</p><p>O lado metabólico é controlado pelos rins e envolve reações que podem produzir</p><p>ácidos ou bases. Quando há excesso de H⁺ ou escassez de HCO3⁻, ocorre acidose</p><p>metabólica. Por outro lado, se há escassez de H⁺ ou excesso de HCO3⁻, ocorre</p><p>alcalose metabólica. Já o lado respiratório é controlado pelos pulmões e envolve</p><p>o CO2. Quando há uma retenção excessiva de CO2 devido à hipoventilação, ocorre</p><p>acidose respiratória. Em contrapartida, se há uma eliminação excessiva de CO2</p><p>devido à hiperventilação, ocorre alcalose respiratória.</p><p>Fisiologia do Equilíbrio Ácido-Base   6</p><p>3. SISTEMAS DE COMPENSAÇÃO</p><p>Os sistemas de compensação desempenham papéis vitais na manutenção do equi-</p><p>líbrio ácido-base no corpo humano. Existem três principais sistemas de compensação:</p><p>o sistema tampão, o ajuste do centro respiratório e a compensação renal.</p><p>Figura 3. Sistemas de compensação.</p><p>Fonte: Acervo Sanar.</p><p>Fisiologia do Equilíbrio Ácido-Base   7</p><p>3.1. Sistema Tampão</p><p>O sistema tampão é o mecanismo mais imediato de compensação. Ele atua tanto</p><p>no líquido extracelular (LEC) quanto no intracelular (LIC), neutralizando mudanças</p><p>repentinas no pH. Os sistemas tampão consistem em um par conjugado de uma</p><p>base fraca e seu ácido conjugado, que podem absorver ou liberar íons de H⁺ para</p><p>manter o pH dentro de uma faixa normal. Essa ação é instantânea e ocorre em</p><p>questão de segundos.</p><p>No LEC, o sistema tampão compensa aumentando ou diminuindo as concentra-</p><p>ções dos componentes para tamponar algum desequilíbrio. Quando há um aumento</p><p>na concentração de H⁺, o sistema tampão age rapidamente para tamponar esse</p><p>excesso. No lado metabólico, o excesso de H⁺ se conjuga com HCO3⁻, formando</p><p>ácido carbônico (H2CO3), que, por sua vez, se dissocia em CO2 e H2O. Da mesma</p><p>forma, se houver um excesso de HCO3⁻, o H⁺ se liga a ele. No lado respiratório,</p><p>quando há uma elevação na concentração de CO2, este se une ao H2O, formando</p><p>ácido carbônico.</p><p>Já no LIC, o sistema tampão age de maneira diferente, envolvendo o transporte</p><p>de potássio, que está presente dentro das células e é eliminado em resposta à con-</p><p>centração de H⁺ fora das células. Isto é, se a concentração de H⁺ estiver alta fora</p><p>da célula, o potássio sai para que o H⁺ em excesso entre, mantendo o equilíbrio.</p><p>Uma analogia útil para entender o sistema tampão é considerá-lo como um</p><p>“apagador de incêndios”, visto que esse sistema age rapidamente para neutralizar</p><p>desequilíbrios no pH. No entanto, assim como um apagador de incêndios pode fi-</p><p>car sem água a longo prazo, o sistema tampão pode saturar eventualmente, pois o</p><p>componente que está equilibrando é consumido. Portanto, o sistema tampão não</p><p>é capaz de manter o equilíbrio a longo prazo.</p><p>3.2. Sistema Respiratório</p><p>O sistema respiratório também desempenha um papel vital na regulação do equi-</p><p>líbrio ácido-base no corpo humano. Um importante mecanismo de compensação é</p><p>o ajuste do centro respiratório, que ocorre em minutos e envolve quimiorreceptores</p><p>localizados no tronco cerebral, corpos carotídeos e aórticos. Esses quimiorrecep-</p><p>tores desempenham um papel fundamental na regulação da ventilação pulmonar</p><p>através da detecção de mudanças na concentração de CO2 e no pH e do ajuste da</p><p>ventilação para compensar qualquer desequilíbrio. Se houver</p><p>excesso de CO2 ou</p><p>acidose, os quimiorreceptores sinalizam para aumentar a ventilação (hiperventila-</p><p>ção). Por outro lado, se houver alcalose ou diminuição da concentração de CO2, os</p><p>quimiorreceptores sinalizam para reduzir a ventilação (hipoventilação).</p><p>Fisiologia do Equilíbrio Ácido-Base   8</p><p>Portanto, o sistema respiratório pode compensar alterações no pH sanguíneo</p><p>ajustando a taxa e a profundidade da respiração. A hiperventilação, caracterizada por</p><p>taquipneia, permite a excreção de CO2, aumentando o pH quando o organismo está</p><p>acidótico, um fenômeno conhecido como respiração de Kussmaul. Por outro lado,</p><p>a hipoventilação retém CO2, diminuindo o pH quando o organismo está alcalótico.</p><p>Figura 4. Equilíbrio do pH a partir do ajuste do centro respiratório.</p><p>Fonte: Acervo Sanar.</p><p>Fisiologia do Equilíbrio Ácido-Base   9</p><p>3.3. Sistema de Compensação Renal</p><p>A compensação renal é um mecanismo fundamental na regulação do equilíbrio</p><p>ácido-base do corpo humano. Embora este processo seja mais lento em comparação</p><p>com a compensação respiratória, levando horas a dias para se manifestar completa-</p><p>mente, a compensação renal é altamente eficaz em restaurar o equilíbrio ácido-base a</p><p>longo prazo. Os rins têm a capacidade de excretar ou reter H⁺ e HCO3⁻ para ajustar o</p><p>pH do sangue. Durante a acidose, os rins excretam mais H⁺ e retêm HCO3⁻, enquanto</p><p>que, durante a alcalose, a excreção de H⁺ é reduzida e HCO3⁻ é excretado.</p><p>Os rins regulam o equilíbrio ácido-base principalmente através do controle das</p><p>concentrações de bicarbonato. Este íon é filtrado livremente pelos glomérulos e, em</p><p>seguida, é absorvido em diferentes segmentos do néfron. Cerca de 80% da absorção de</p><p>bicarbonato ocorre no túbulo contorcido proximal (TCP), seguido pela alça de Henle,</p><p>pelo túbulo contorcido distal e pelo túbulo coletor (10%, 6% e 4%, respectivamente).</p><p>No TCP e na alça de Henle, o bicarbonato é absorvido juntamente com o sódio</p><p>através de transportadores específicos. O hidrogênio é secretado pelas células tubu-</p><p>lares e se combina com o bicarbonato, formando ácido carbônico. O ácido carbônico</p><p>é então quebrado em CO2 e água pela enzima anidrase carbônica. O CO2 difunde-se</p><p>de volta para dentro da célula e é novamente convertido em ácido carbônico, que se</p><p>dissocia em H⁺ e HCO3⁻. O bicarbonato é então absorvido na membrana basal da</p><p>célula tubular, enquanto o H⁺ é secretado na luz tubular.</p><p>Figura 5. Regulação renal do equilíbrio ácido-base no TCP.</p><p>Fonte: Acervo Sanar.</p><p>Fisiologia do Equilíbrio Ácido-Base   10</p><p>No TCP, outro mecanismo envolvido na regulação ácido-base é o metabolismo</p><p>da glutamina, conhecido como amoniagênese, na qual a glutamina é convertida</p><p>em amônia (NH3) e ácido glutâmico. A amônia, uma base fraca, é capturada pela</p><p>célula tubular e rapidamente se combina com um íon hidrogênio H⁺ para formar</p><p>íons amônio (NH4⁺). Esses íons são então excretados na urina, ajudando a elimi-</p><p>nar o excesso de íons hidrogênio em uma situação de acidose. Por outro lado, o</p><p>ácido glutâmico resultante da metabolização da glutamina é convertido em ácido</p><p>alfa-cetoglutarato, também conhecido como 2-oxoglutarato. Esse ácido é um ânion</p><p>divalente que pode se dissociar com bicarbonato, que são então absorvidos pela</p><p>membrana basolateral das células tubulares e retornam à circulação sanguínea,</p><p>auxiliando na correção da acidose ao aumentar a concentração de bicarbonato no</p><p>plasma. Portanto, em situações de acidose, o mecanismo de amoniagênese no</p><p>TCP é estimulado.</p><p>No túbulo coletor, existem duas principais populações celulares envolvidas na</p><p>regulação ácido-base: as células principais e as células intercaladas. As células</p><p>principais são responsáveis pela absorção de sódio e excreção de potássio, en-</p><p>quanto as células intercaladas estão mais diretamente envolvidas na regulação do</p><p>pH. As células intercaladas α estão envolvidas principalmente na secreção de H⁺</p><p>na luz tubular, enquanto as células intercaladas β estão envolvidas na secreção de</p><p>HCO3⁻. Assim, em situações de acidose, as células intercaladas α secretam H⁺, que</p><p>se combina com fosfato para ser excretado na urina. Isso permite que o bicarbonato</p><p>seja absorvido independentemente do H⁺, ajudando a elevar o pH sanguíneo. Por</p><p>outro lado, em situações de alcalose, as células intercaladas β secretam HCO3⁻ na</p><p>luz tubular, auxiliando na excreção de bicarbonato e na redução do pH sanguíneo.</p><p>3.4. Fatores Regulatórios</p><p>Os fatores regulatórios desempenham um papel significativo na regulação do</p><p>equilíbrio ácido-base pelos rins. Entre esses fatores, destacam-se os hormônios, o</p><p>volume corporal e o balanço do potássio.</p><p>Os hormônios, como o cortisol e a endotelina, desempenham um papel impor-</p><p>tante na regulação ácido-base renal. Ambos estimulam o simporte Na-H-ATPase</p><p>no TCP e o transporte de Na-HCO3, que são estimuladores da secreção ácida. Isso</p><p>significa que esses hormônios promovem a eliminação de íons hidrogênio H⁺ pelos</p><p>rins, auxiliando na regulação do pH sanguíneo.</p><p>O volume corporal também influencia diretamente a regulação ácido-base renal.</p><p>Em situações de hipovolemia, o sistema renina-angiotensina-aldosterona é ativa-</p><p>do. A angiotensina II também estimula o simporte Na-H-ATPase e o transporte de</p><p>bicarbonato Na-HCO3 nos túbulos renais, resultando na reabsorção de Na⁺ e na</p><p>secreção de H⁺.</p><p>Fisiologia do Equilíbrio Ácido-Base   11</p><p>O balanço do potássio também desempenha um papel importante na regulação</p><p>ácido-base renal. Nas células beta intercaladas dos rins, a bomba K-H-ATPase é res-</p><p>ponsável pela secreção de K⁺ e pela reabsorção de H⁺. Em situações de hipercalemia,</p><p>onde há um aumento nos níveis de potássio no sangue, ocorre a secreção de K⁺ e</p><p>a retenção de H⁺, levando à acidose. Por outro lado, em situações de hipocalemia,</p><p>onde há uma redução nos níveis de potássio no sangue, ocorre a retenção de K⁺ e</p><p>a secreção de H⁺, contribuindo para a alcalose.</p><p>4. CONCLUSÃO</p><p>Entender o equilíbrio ácido-base é fundamental para diagnóstico e tratamento de di-</p><p>versas condições clínicas. A habilidade de identificar e corrigir desequilíbrios ácido-base</p><p>pode ser decisiva na prática médica, especialmente em situações críticas.</p><p>Fisiologia do Equilíbrio Ácido-Base   12</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>1. Costanzo LS. Physiology. 6th ed. Philadelphia: Elsevier; 2018.</p><p>2. Hall JE. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. 14th ed. Philadelphia:</p><p>Elsevier; 2020.</p><p>sanarflix.com.br</p><p>Copyright © SanarFlix. Todos os direitos reservados.</p><p>Sanar</p><p>Rua Alceu Amoroso Lima, 172, 3º andar, Salvador-BA, 41820-770</p><p>1.	Introdução ao pH e Equilíbrio Ácido-Base</p><p>2.	O que é pH e o que interfere nele?</p><p>3.	Sistemas de Compensação</p><p>3.1. Sistema Tampão</p><p>3.2. Sistema Respiratório</p><p>3.3. Sistema de Compensação Renal</p><p>3.4. Fatores Regulatórios</p><p>4.		Conclusão</p><p>Referências</p>