Metabolismo energético transferencia da energia

Prévia do material em texto

Metabolismo energético & 
transferência de energia 
Fisiologia do Exercício 
Prof. Marco Angelo, MSc. 
Cref1: 5903-G. 
 
metabolismo celular? 
• “Metabolismo celular” é o conjunto de todas 
reações químicas que ocorrem nas células. 
2 
Divisão do metabolismo 
• Existe pouca quantidade de ATP nas células 
disponíveis para promover a contração 
muscular por apenas 1-3s. 
• É necessário a sua ressíntese; 
• Vias de ressíntese do ATP: 
1ª VIA via dos fosfagênios ou anaeróbica alática. 
2ª VIA  via glicolítica ou anaeróbica lática. 
3ª VIA  via oxidativa ou via aeróbica. 
3 
Energia para contração muscular 
A única molécula 
capaz de liberar 
energia para 
contração 
muscular é a 
adenosina 
trifosfato ou ATP. 
ADP + Pi + nH+P <=> ATP + nH
+
N 
Ligação energética 
Libera 7,3 KCAL 
4 
ATP 
• ATP ou Trifosfato de adenosina (adenosina 
trifosfato), é um nucleotídeo responsável pelo 
armazenamento de energia em suas ligações 
químicas. É constituída por adenosina (é um 
nucleosídeo, formado pela união de uma adenina 
e uma ribose), uma base nitrogenada, associada 
a três radicais fosfato conectados em cadeia, 
sendo a energia é armazenada nas ligações entre 
os fosfatos. 
• A adenosina monofosfato cíclico (AMPc), 
colabora em vias de sinalização intracelular. 
5 
ÁCIDOS NUCLÉICOS 
BASES NITROGENADAS 
 Adenina - Timina - Uracilo - Guanina - Citosina - Purina 
- Pirimidina 
NUCLEOSÍDEOS 
Adenosina - Uridina - Guanosina - Citidina - 
Desoxiadenosina - Timidina - Desoxiguanosina - 
Desoxicitidina - Inosina 
NUCLEOTÍDEOS 
AMP - UMP - GMP - CMP - ADP - UDP - GDP - CDP - ATP 
- UTP - GTP - CTP - AMPc - GMPc 
 
DESOXINUCLEOTÍDEOS 
dAMP - dTMP - dUMP - dGMP - dCMP - dADP - dTDP - 
dUDP - dGDP - dCDP - dATP - dTTP - dUTP - dGTP - dCTP 
 
ÁCIDOS NUCLEICOS 
DNA - RNA - PNA - RNAm - miRNA - RNAr - RNAt - 
DNAmt - Oligonucleotídeo 
6 
ATP 
• Duas formas de produção: 
1. A nível de substrato 
 
 
 
2. A nível da cadeia respiratória de transporte de 
elétrons. 
Os substratos ricos em energia com ΔGº’ mais negativo que - 7,3 Kcal/mol 
transferem sua energia por hidrólise ao ATP mediante o acoplamento com a 
reação de síntese de ATP (ADP + Pi ® ATP + H2O, de Δ Gº’= + 7,3 Kcal/mol). 
Na fosforilação oxidativa a reação de síntese de ATP é acoplada à da 
oxidação do NADH+ (e FADH2) pelo O2, de Δ Gº’= - 52,7 Kcal/mol, que 
ocorre a nível da cadeia respiratória. 
7 
As células obtêm energia livre em uma forma química pelo catabolismo de moléculas dos nutrientes e emprega 
esta energia para sintetizar ATP a partir de ADP e Pi. O ATP transfere, então, parte da sue energia química para 
os processos endergônicos, como a síntese de intermediários metabólicos e de macromoléculas a partir de 
precursores menores, para o transporte de substâncias através de membranas e contra gradientes de 
concentração e para a realização de trabalho mecânico. Esta transferência de energia pelo ATP envolve, em 
geral, a participação do ATP na reação que recebe a energia, resultando na conversão do ATP em ADP e Pi. 
Desta forma, o ATP funciona como transportador de energia dos processos liberadores dela para as atividades 
celulares básicas que requerem energia. O ATP é uma molécula constituída por uma adenina (purina), uma 
ribose e três grupos fosfatos. Em pH 7,0 o ATP ocorre como um ânion multicarregado devido ao fato de seus 
grupos fosfatos estarem quase completamente ionizados neste pH. Sua energia livre padrão de hidrólise é de –
7,3 kcal/mol. O ATP possui alta energia livre padrão principalmente devido a três aspectos. O primeiro é o grau 
de ionização do ATP e de seus produtos de hidrólise. Em pH 7,0 o ATP está quase totalmente ionizado, na forma 
iônica ATP4-. Pela hidrólise ele libera três produtos: ADP3-, HPO2-4 e H+. Nas condições padrão, ATP4-, ADP3-, 
HPO2-4 estarão presentes em concentrações iguais a 1M. Entretanto, em pH 7,0 a concentração do íon H+ é de 
apenas 10-7M. Isto significa que pela lei da ação das massas o equilíbrio da hidrólise do ATP é deslocado 
fortemente no sentido de formação dos produtos, pois a [H+] em pH 7,0 é muito baixa comparada com as 
concentrações padrão dos outros componentes da reação. A Segunda razão para o alto valor da energia livre 
padrão do ATP é que em pH 7,0 a molécula do mesmo possui quatro cargas negativas muito próximas, e estas 
repelem-se fortemente. Quando a ligação do grupo fosfato terminal é hidrolisada, a grande repulsão 
eletrostática que existia no ATP é amenizada. A terceira razão para o valor alto e negativo da energia livre 
padrão do ATP é o fato que cada um dos produtos, ADP3- e HPO2-4, são híbridos ressonantes, formas 
especialmente estáveis nas quais certos elétrons estão em uma configuração que possui uma quantidade de 
energia muito menor que aquela que possuíam em suas posições originais na molécula de ATP. Assim, quando 
o ATP é hidrolisado, os elétrons nos produtos podem cair para níveis energéticos menores que aqueles do ATP 
não hidrolisado. Isto condiciona que ADP3- e HPO2-4, livres um do outro, contenham uma quantidade de 
energia livre menor que aquela que possuíam quando ainda unidos, formando ATP4-. As células musculares 
(esqueléticas e cardíacas), possuem uma forma eficaz de regenerar parte do ATP consumido durante o esforço 
físico. O processo utilizado por essas células é a estocagem de fosfocreatina, que regenera rapidamente o ATP a 
partir do ADP, pela reação da creatina quinase. Contudo, durante a recuperação do esforço, a mesma enzima é 
usada para ressintetizar a fosfocreatina a partir da creatina à expensa do ATP. 
8 
METABOLISMO ANAERÓBICO 
 
Vias de ressíntese do ATP 
9 
1ª Via Metabólica 
CREATINA 
 
CREATINA 
FOSFORILADA 
Fórmula molecular: C4H9N3O2 
FOSFORILAÇÃO 
É a adição de um grupo fosfato (PO4) 
a uma proteína ou outra molécula. 
Enzima creatina 
quinase (CPK). 
10 
1ª Via Metabólica 
H2O 
Em pH 7,0 
ADP + Pi 
ENERGIA 
7,3Kcal/
mol 
ENZIMA 
ATPase 
11 
12 
METABOLISMO ANAERÓBICO LÁTICO 
2ª VIA METABÓLICA 
GLICOSE + 2 ADP + 2 PI + 2 NAD+ ---> 2 PIRUVATO + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O 
 
Vias de ressíntese do ATP Glicolítica 
13 
A GLICÓLISE OU GLUCÓLISE 
É a seqüência metabólica, na qual as reações 
enzimáticas oxidam a glicose produzindo 
duas moléculas de Ácido Pirúvico e dois 
equivalentes reduzidos de NAD+, e 
produzirão duas moléculas de ATP 
 
15 
16 
17 
1ª ETAPA 
• A glicose entra nas 
células por difusão 
facilitada. 
• A glicose é fosforilada 
com o gasto energético 
de uma molécula de ATP 
para gerar a glicose-6-
fosfato, a fim de não 
poder sair da célula. E 
depois se isomeriza para 
formar frutose-6-fosfato. 
 
HEXOCINASE 
18 
2ª ETAPA 
• Para poder ser utilizada na 
produção de energia, a 
glucose-6-fosfato é primeiro 
isomerizada a frutose-6-
fosfato. 
Fosfoglicose 
isomerase 
19 
3ª ETAPA 
• A frutose-6-fosfato é 
fosforilada a frutose-1,6-
bisfosfato numa reação 
catalizada pela 
fosfofrutocinase 
• Há o gasto de outra molécula 
de ATP. São gastas duas 
moléculas de ATP. 
• Esta é uma reação irreversível 
na qual intervém a glicose e o 
ATP, além de ser 
indispensável o cátion Mg2+ e 
consta de cinco reações 
bioquímicas 
fosfofrutocinase 
20 
4ª ETAPA 
• A frutose-1,6-bisfosfato é 
clivada em duas moléculas 
de três carbonos cada 
(triose). 
• A aldolase é a enzima 
catalizadora da reação 
aldolase 
21 
6ª ETAPA 
• A reação de oxidação do gliceraldeído-3-fosfato pelo NAD+ (E0=-320 mV) é 
espontânea; 
• A produção de ATP a partir de ADP e Pi se realiza se existir uma diferença 
de potencial de cerca de 180 mV; 
• A produçãode ATP é feita em dois passos. No primeiro, dá-se a oxidação 
do gliceraldeído-3-fosfato e a fosforilação do ácido produzido. 
• O grupo fosfato do carbono 1 do 1,3-bisfosfoglicerato é transferido para 
ADP, produzindo ATP. 
 
 
22 
Etapa seguintes 
• O 3-fosfoglicerato é 
isomerizado a 2-
fosfoglicerato, que 
depois de desidratado 
(i.e. perder H2O) dá 
origem a um 
fosfoenol. 
• Devido ao seu 
elevado potencial de 
transferência de 
fosfato o 
fosfoenolpiruvato 
pode transferir um 
fosfato ao ADP 
 
23 
Etapa final 
• O NAD+ tem de ser 
regenerado, caso contrário 
a glicólise para, uma vez 
que é substrato de uma 
das reações. Em condições 
aeróbicas, o NADH 
transfere os seus elétrons 
para a cadeia 
transportadora de 
elétrons . Na ausência de 
O2 o NADH transfere os 
seus elétrons para o 
próprio piruvato, dando 
origem ao lactato (ac. 
Lático). 11 
CH3-CO-COOH 
24 
Final 
• O piruvato pode ser oxidado a acetil-CoA, isso na 
presença de oxigênio, e no ciclo do ácido cítrico vai 
gerar CO2 e água; 
• O NADH formado vai ser oxidado (NAD) através da 
oxidação mitocondrial na cadeia de transporte de 
elétrons. 
 
25 
Reação 11  lactato 
LACTATO DESIDROGENASE 
(LDH) catalisa a redução do 
 piruvato com o NADH, 
obtendo-se lactato e NAD+ . 
Piruvato + NADH + H+ —LDH—> Lactato +NAD+ 
26 
Ácido Lático ou Lactato? 
• É um composto orgânico de função mista ácido carboxílico - álcool que 
apresenta fórmula molecular C3H6O3 e estrutural CH3 - CH (OH) - COOH. 
• O lactato é o sal deste ácido. 
• Um sal é um composto iônico, ou seja, formado por cátions e ânions 
• Os ácidos carboxílicos são ácidos orgânicos caracterizados pela presença 
do grupo carboxila, representados como COOH. 
• Grupo carboxila é um grupamento orgânico (−COOH), presente em ácidos 
carboxílicos, derivado da união do grupamento carbonila (presente em 
aldeídos e cetonas) com o grupamento hidroxila (presente nas funções 
álcool e fenol). O caráter ácido destes compostos se dá justamente pela 
liberação do H+ que pode ser visto na extremidade da carboxíla. Quanto 
mais fácil for a liberação desse H+, mais ácido será o caráter do composto. 
• Pela nomenclatura IUPAC* é conhecido como ácido 2-hidroxi-propanóico 
ou ácido α-hidroxi-propanóico. 
 
 
*União Internacional de Química Pura e Aplicada (International Union of Pure and Applied Chemistry, 
IUPAC 
anion acetato, CH³ 
carboxíla piruvato 
27 
28 
METABOLISMO AERÓBICO 
 
Vias de ressíntese do ATP 
29 
Metabolismo aeróbico 
ciclo do ácido cítrico 
cadeia de transporte de elétrons 
Sua função é oxidar a acetil-CoA (acetil 
coenzima A), que se obtém da degradação 
de carboidratos, ácidos graxos e 
aminoácidos a duas moléculas de CO2. 
 
3ª Via Metabólica 
Fosforilação oxidativa 
Aeróbica 
 
3ª Via Metabólica 
 A terceira via metabólica na verdade é a 
segunda grande etapa da glicólise, em que parte 
do ácido pirúvico é oxidado no ciclo do ácido 
cítrico o de Krebs. 
 Ainda, o NADH transfere o H+ em um 
processo paralelo, a cadeia de transporte de 
elétrons. 
 A função é oxidar a acetil-CoA (acetilcoenzima 
A), que se obtém da degradação de carboidratos, 
ácidos graxos e aminoácidos a duas moléculas de 
CO2. 
 
32 
33 
Substratos metabolizados no ciclo 
• Glicose 
 
• Ácidos Graxos 
 
• Proteínas 
 
34 
Ciclo de Krebs 
35 
36 
Ciclo de Krebs 
• Descoberto por Hans Adolf Krebs (1937); 
• Também é chamado de ciclo tricarboxílico ou do ácido 
cítrico: 
– O ácido cítrico é um ácido orgânico tricarboxílico. 
– É um ácido orgânico fraco. 
– Sua formula química é C6H8O7. 
• O ciclo é executado na mitocôndria; 
• Utiliza o oxigênio da respiração celular; 
• Oxida o acetil-CoA (acetil coenzima A) 
– Obtidos da degradação de carboidratos, ácidos graxos e 
aminoácidos. 
37 
38 
Ciclo de Krebs - Função 
• Transferir H+ e “e-” ao NAD+ e FAD na cadeia 
de transporte de elétrons (NADH and FADH2). 
• Duas (2) moléc. De ATP são produzidas a nível 
de substrato (fosforilação). 
• Reciclar moléculas para converter 
oxaloacetato continuamente para processar a 
acetil-CoA. 
39 
Ciclo de Krebs 
1. O piruvato sintetizado durante a glicólise é transformado em acetil CoA 
(coenzima A) por ação da enzima piruvato desidrogenase. 
2. O acetil CoA vai reagir com o oxaloacetato que é um produto do ciclo 
anterior formando-se citrato. 
3. O citrato vai dar origem a um composto de cinco carbonos, o alfa-
cetoglutarato com libertação de NADH, e de CO2. 
4. O alfa-cetoglutarato vai dar origem a outros compostos de quatro 
carbonos com formação de GTP, FADH2 e NADH e oxaloacetato. Após o 
ciclo de krebs ocorre outro processo denominado fosforilação oxidativa. 
40 
Ciclo de Krebs 
5. O ciclo como um todo é regulado por: 
– Disponibilidade de substrato; 
– inibição por acúmulo de produto; 
– inibição alostérica das "primeiras" enzimas da via pelos 
"últimos”intermediários. 
6. Em condições normais a velocidade da glicólise e do Ciclo do 
Ácido Cítrico estão integradas de forma que a quantidade de 
glicose metabolizada a piruvato é apenas a necessária para suprir 
o Ciclo. 
41 
Oxaloacetato 
NADH + H+ NAD+ 
Acetil-CoA 
+ H2O 
 CoA 
Citrato 
H2O 
Malato 
Acetil-CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + H2O => 2CO2 + 3NADH + 3H+ + FADH
2 + GTP + CoA 
42 
Ciclo de Krebs 
• 1º O acetil-CoA é adicionado ao OXALOACETATO (reação de adição 
aldólica); 
• 2º O citrato é isomerizado a isocitrato (Descarboxilação a a-
cetoglutarato); 
• 3º A hidrólise do succinil-CoA (ligações éster) produz ATP de 
forma direta; 
• A etapa final do ciclo de Krebs consiste em regenerar o 
oxaloacetato a partir do succinato. 
 
 43 
Passo Substrato Enzima Tipo da reação 
Reagentes/ 
Coenzimas 
Produtos/ 
Coenzimas 
1 Oxaloacetato Citrato sintase Condensação 
Acetil CoA + 
H2O 
CoA-SH 
2 Citrato Aconitase 
Desidratação/Hidra
tação 
H2O H2O 
3 Isocitrato 
Isocitrato 
desidrogenase 
Oxidação NAD+ NADH + H+ 
4 Oxalosuccinato 
Isocitrato 
desidrogenase 
Decarboxilação H+ CO2 
5 α-Cetoglutarato 
α-Cetoglutarato 
desidrogenase 
Decarboxilação 
oxidativa 
NAD+ + 
CoA-SH 
NADH + H+ 
+ CO2 
6 Succinil-CoA Succinil-CoA sintetase 
Fosforilação ao 
nível do substrato 
GDP + Pi 
GTP + 
CoA-SH 
7 Succinato 
Succinato 
desidrogenase 
Oxidação FAD FADH2 
8 Fumarato Fumarase Adição (H2O) H2O 
9 L-Malato 
Malato 
desidrogenase 
Oxidação NAD+ NADH + H+ 
Cadeia de transporte de elétróns 
45 
CTE? 
• Os 12 pares de elétrons envolvidos na oxidação da glicose são para as 
coenzimas NAD+ (Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo) e FAD (Flavina 
adenina Dinucleotídeo) para formar 10 NADH+2 e FADH2; 
• Os elétrons passam, então, para uma cadeia transportadora de 
elétrons, onde, através da reoxidação do NADH e FADH2, participam de 
redução-oxidação de cerca de 10 centros redox até reduzir O2 em H2O; 
• A energia livre estocada no gradiente de pH resultante leva à síntese 
de ATP a partir de ADP e Pi através da Fosforilação Oxidativa; 
• A reoxidação de cada NADH resulta na síntese de 3 ATPs; 
• A reoxidação de FADH2 produz 2ATPs; 
• Resultando em um total de 38 ATPs para cada glicose completamente 
oxidada a CO2 e H2O; 
• O doador de elétrons é, invariavelmente, uma coenzima reduzida, e o 
receptor final de elétrons, o oxigênio. 
46 
Os transportadores de elétrons estão 
agrupados em 4 complexos 
• Estão organizados na membrana interna da mitocôndria; 
• Estão agrupados em quatro complexos respiratórios;COMPLEXO RECEPTOR/DOADOR 
I 
NADH-CoQ 
redutase 
NADH desidrogenase 
Proteínas ferro-enxofre 
II 
succinato-CoQ 
redutase 
Succinato desidrogenase 
Proteínas ferro-enxofre 
Citocromo b 
III 
CoQ-citocromo c 
redutase 
Citocromos b e c1 
Proteínas ferro-enxofre 
IV 
citocromo c 
oxidase 
Citocromos a e a1 
Átomos de cobre 
47 
48 
49 
50 
Origens e síntese do Acetil-CoA 
51 
Características anfibólicas do ciclo de 
Krebs 
52 
Reações Anapleróticas 
Para que um ciclo decorra normalmente é 
necessário que as concentrações dos vários 
intermediários se mantenham mais ou menos 
constantes, e como tal torna-se necessário repor 
um dos intermediários de cada vez que este sai do 
ciclo para originar outro composto. Para que isso 
seja possível ocorrem as chamadas reações 
anapleróticas, que permitem uma renovação 
eficiente dos intermediários em caso de 
necessidade. Estas reações permitem regenerar as 
concentrações de malato e oxaloacetato a partir do 
piruvato e do fosfoenolpiruvato. 
53 
Formas de 
regulação do 
ciclo de Krebs 
54 
 Produção de íons H+ na mitoc. 
55 
Pares Redox (NAD+/NADH, FAD/FADH2): 
Oxidação de um composto é acompanhada da 
redução de outro. 
Complexo I e II transfererem e- para a 
Ubiquinona (Coenzima Q) móvel. 
Complexo I bombeia 4 H+ 
Ubiquinona transfere para o Complexo III que recebe 1 e- 
apenas. Contem citocromo (heme proteína) b e c1 
Cit b serve para a reciclagem de e- junto com a Q ligada. 
Complexo III bombeia 2 H+ 
Cit c móvel transfere e- para o complexo IV que possui 2 grupos heme (a 
e a3) e 2 cobres (CuA e Cu B). Formam-se 2 H2O pelo fluxo de 4e
- e 4 H+ 
pela redução de 1 O2. 
Complexo IV bombeia 4 H+ 
Complexo V 
FO bomba de protons 
F1: ATP sintase 
3 unidades b ligam se a 
ATP, ADP e Pi. 
Cada uma tem uma 
conformação especifica 
num dado momento 
Forma T: Atividade catalitica 
Forma L: liga substratos fracamente (s/ at catalitica) 
Forma O: Aberta. Pouca afinidade por substratos 
Passagem de protons mudanca T-O L-T O-L 
(Portão prótons) 
(Liga F0-F1) 
Regula ATPase 
O 
ADP + 
Pi 
ATP 
ATP 
ADP + 
Pi 
ATP 
ATP 
Como ATP atravessa membrana mitocondrial 
 
Existe uma ATP-ADP translocase muito abundante na membrana mitocondrial (14% da 
proteina da membrana) 
 
Funciona em sistema de antiporte: passa ADPc para a mitocondria e leva ATPm para o 
citosol 
citosol 
Matriz 
ADP cit 
ADP 
Eversao 
ADP 
ADP m 
ATPm 
ATP 
Eversao 
ATP 
ATPc 
+++++++++++ 
- - - - - - - - 
61 
Metabolismo Intensidade x tempo 
62 
PH 
Bioquímica e Metabolismo 
63 
Ácidos x Bases (Bronsted-Lowry) 
• O metabolismo celular produz ácidos que são lançados, 
continuamente, nos líquidos intracelular e extracelular 
e tendem a modificar a concentração dos íons 
hidrogênio. 
• A manutenção da concentração dos íons hidrogênio 
dentro da faixa ótima para o metabolismo celular pH 
(7,4), depende: 
• As alterações do equilíbrio entre os ácidos e as bases 
no interior das células, no meio líquido que as cerca 
(líquido intersticial) e no sangue (líquido intravascular). 
 
64 
pH 
• Determina a quantidade 
do hidrogênio livre nas 
soluções. 
• A água é a substância 
padrão usada como 
referência, para expressar 
o grau de acidez ou de 
alcalinidade das demais 
substâncias. 
– A água se dissocia em 
pequena quantidade em 
íons hidrogênio (H+) e 
hidroxila (OH-). 
65 
pH 
• Para cada 1 molécula de água dissociada em H+ e OH-, há 
10.000.000 de moléculas não dissociadas. A concentração 
do H+ na água, portanto, é de 1/10.000.000 ou seja 
0,0000001. 
• Para facilitar a comparação dessas pequenas quantidades 
de íons, foi adotada a fração exponencial. Assim: 
– Pela fração exponencial o valor de 0,0000001 é expresso como 
10-7. 
– É utilizada frações exponenciais positivas. 
• Foi criada a denominação pH, que representa o logarítmo negativo, ou 
seja, o inverso do logarítmo, da atividade do íon hidrogênio. 
• Os valores da atividade do hidrogênio nas soluções são expressos com 
números positivos. 
66 
Ph 
• A água tem partes 
iguais do cátion (H+) e 
do ânion (OH-). 
– Concentração de (H+) é 
de 10-7 
– Concentração de (OH-) 
também é de 10-7 
 
• Um exemplo disso é o 
H2SO4 (ácido sulfúrico) 
que em meio aquoso, 
libera íons H+ 
Um ácido forte, em 
solução, libera uma 
quantidade de íons 
hidrogênio (H+) 
H2SO4(l) 2H
+(aq) + SO4
2-(aq) ou 
H2SO4 + 2 H2O 2 H3O
+(aq) + SO4
2-(aq) 
67 
pH 
• Segundo a definição protônica, uma reação ácido-base 
envolve a competição de um próton (H+) entre duas 
bases. 
 
 
 
 
• Um ácido (ácido 1) ao reagir com uma base (base 2), 
sempre irá originar uma base fraca (base 1) e um ácido 
fraco (ácido 2). Formando-se pares de ácido e base 
conjugados. 
 
 
H2SO4 + 2 H2O  2 H3O
+(aq) + SO4
2-(aq) 
 (ácido 1) (base 1) (ácido 2) (base 2) 
ácido 1  base 1 
base 2  ácido 2 
68 
Mecanismos reguladores do pH 
pH: 
 Intracelular  6,9 nas células 
musculares e pode cair a 6,4 após 
um exercício extenuante. 
 Sangue arterial  7,4 e 7,45 
 Sangue venoso  7,35 e 7,40 
69 
Mecanismos reguladores do pH 
• O mecanismo respiratório: 
– Ação rápida, 
– Elimina ou retém o dióxido de carbono do sangue. 
• moderador o teor de ácido carbônico. 
70 
Mecanismos reguladores do pH 
• Os pulmões: 
– Controlam as trocas de dióxido de carbono e oxigênio 
entre o sangue e a atmosfera externa. 
• Os eritrócitos: 
– Transportam os gases entre os pulmões e tecidos de 
nosso corpo. 
• Os rins: 
– controlam a concentração de bicarbonato: 
• Possui ação de tampão, excretando os íons hidrogênio e 
regulam a produção de eritrócitos através da secreção da 
eritropoetina, um hormônio que estimula a síntese de 
eritrócitos. 
 
71 
O equilíbrio ácido-base em nosso organismo. 
• O metabolismo gera CO2, que se dissolve em 
H2O ,formando o ácido carbônico H2CO3 que, 
dissocia-se formando o íon hidrogênio H+. 
– a concentração de íons hidrogênio no plasma 
permanece na faixa nanomolar (36-43 nmol.L-1; 
pH 7,37 - 7,44). 
 
72 
Tampões fisiológicos 
Tampões ácidos bases conjugadas 
Principal ação de 
tamponamento 
hemoglobina HHb Hb- eritrócitos 
proteínas HProt Prot- intracelular 
tampão fosfato H2PO4
- HPO4
2- intracelular 
bicarbonato CO2 H2CO3 HCO3
- extracelular 
73 
Tampão Bicarbonato 
• O dióxido de carbono produzido nos tecidos se difunde 
através das membranas celulares e dissolve-se no plasma 
sanguíneo. 
– O coeficiente de solubilidade do CO2 em água é de 0,23 quando a 
pCO2 é medida em kPa (ou 0,03 se medida em mmHg). Assim, com 
uma pCO2 de 5,3kPa, a concentração de CO2, dissolvido (dCO2) é: 
dCO2 (mmol/L) = 5,3kPa x 0,23 = 1,2 mmol/L 
• Concentração de bicarbonato no plasma 24mmol/L 
– pK do tampão bicarbonato é de 6,1. Sendo, assim: 
 
 
74 
Tampão Bicarbonato 
• Adiciona um ácido ou uma base no plasma. 
• Quando o ácido é adicionado, o bicarbonato reage e 
o CO2 é liberado: 
• O ácido carbônico é muito instável e, se dissocia em 
dióxido de carbono e água: 
 
 
H2O + CO2 
75 
Os distúrbios ácido-base metabólicos e 
respiratórios 
• Mecanismo de compensações 
Os distúrbios de equilíbrio ácido-base podem ter 
sua origem: 
– Metabólica 
– Respiratória 
– Mista. 
concentração de íons H+ 
acidose 
alcalose 
Origem metabólica 
ou respiratória 
76 
Os distúrbios 
• Acidose metabólica 
• Alcalose metabólica• Acidose respiratória aguda e crônica 
• Alcalos.e respiratória aguda e crônica 
77 
Gasometria arterial - referência 
pH  7,35 a 7,45 
pO2  80 a 100mmHg 
pCO2  35 a 45mmHg 
HCO3  22 a 26mmol/l 
BE  -3 a +3 
78 
Gasometria arterial 
pH 
7,35-7,45 
acidose alcalose 
 
PaCO2 
35-45 mm Hg 
alcalose acidose 
 
HCO3
- 
22-26 mEq/L 
acidose alcalose 
Componente 
respiratório 
 
Componente 
metabólico 
 
79 
Respostas compensatórias 
Acidose metabólica a diminuição do HCO3
- 
acarreta diminuição da PaCO2 
Alcalose metabólica o aumento do HCO3
- 
acarreta aumento da PaCO2 
 Acidose respiratória o aumento da PaCO2 
acarreta aumento do HCO3
- 
Alcalose respiratória a diminuição da PaCO2 
acarreta diminuição do HCO3
- 
80