_MEDMIND RESUMOS - Gasometria e sistema tampão

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BCM - BIOQUÍMICA MÓDULO 1
SISTEMA TAMPÃO E GASOMETRIA
RESUMO GERAL
Os sistemas tampões são soluções que, pelo próprio, tendem a tamponar meio, evitando 
grande variações do pH do meio. 
Grandes variações do pH fisiológico podem gerar danos severos ao organismo, sendo 
necessário um controle fino do organismo. 
Existem diversos tampões fisiológicos que variam na sua eficiência e velocidade de 
resposta, mas todos buscam evitar que o pH do organismo fique muito ácido ou muito 
básico , regulando a concentração de H+ do meio.
A Gasometria é um procedimento medico no qual se analisa pressão de oxigênio, de 
dióxido de carbono e o pH no sangue do individuo, permitindo que haja monitoramento e 
seu controle de maneira exógena. 
DEFINIÇÃO
Um sistema tampão é uma solução aquosa de um ácido fraco ou de uma base fraca. Sua 
função primordial é impedir que os valores de pH sofram grandes variações no meio em 
que se encontram, mantendo a variação de pH relativamente baixa. A faixa tamponante 
máxima de um sistema é tipicamente pH ± 1 em relação ao seu pKa, e seu valor exato 
depende da molécula em questão. A condição mais eficiente para a atuação de uma 
substância como tamponante ocorre quando o pH do meio é igual ao seu pKa. O controle do 
pH é de importância vital, pois alterações extremas, como acidose (pH baixo) ou alcalose 
(pH alto), podem levar a alterações funcionais e desnaturação de proteínas corporais, 
impactando severamente o metabolismo e a homeostase do organismo
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CONCEITOS
Entende-se como ÁCIDO E BASE:
Teoria de Arrhenius Define ácido como uma substância que libera íons H+ em solução 
aquosa e base como aquela que libera íons OH- em solução 
aquosa
Teoria de Brønsted-
Lowry
Caracteriza ácido como uma substância capaz de doar um próton
(H+) e base como uma substância capaz de receber um próton
(H+). Esta teoria enfatiza a existência de um par conjugado
Teoria de Lewis Abrange uma definição mais ampla, onde ácido é um aceptor de 
par de elétrons e base é um doador de par de elétrons
⟶ Para fins didáticos, usa-se a definição de que ácido será aquele que DOARÁ um próton e 
base aquela que RECEBERÁ um próton.
⟶ No nosso organismo, possuímos substancias que tem caráter ANFÓTERO, ou seja, a 
depender do pH do meio, ela pode se comportar como base fraca ou ácido fraco
pKa: Representa a constante de dissociação de um ácido fraco, indicando sua força. 
Quanto maior o pKa, maior a afinidade da molécula em reter prótons, mantendo-se em 
sua forma de ácido conjugado (ou seja, de se manter como base)
O pKa será abordado com mais detalhes em “aminoácidos”, uma vez 
que são nossa principal substância anfótera do corpo!!
pH: É uma medida logarítmica da concentração de íons hidrogênio (H+) em uma solução, 
indicando sua acidez ou basicidade.
No organismo humano, o valor de pH varia 7,35 -7,45
Caso esteja MAIOR que 7,45, falamos de ACIDOSE
Caso esteja MENOR que 7,35, falamos de ALCALOSE
Gasometria Arterial: Trata-se de um procedimento diagnóstico realizado por meio de 
punção arterial (geralmente radial, braquial ou femoral) para a medição direta da 
concentração do íon hidrogênio (pH), da pressão de oxigênio (pO2) e da pressão de 
dióxido de carbono (pCO2) no sangue. Sua principal função é avaliar o estado de 
oxigenação, ventilação e as condições ácido-básicas de um indivíduo
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EQUAÇÃO IMPORTANTE
Em se tratando do equilíbrio ácido-base fisiológico, uma equação deve-se sobressair a todo 
o momento:
 Equação de Henderson-Hasselbalch
H2O + CO2 H2CO3 HCO3
- + H+ (pKa=6,35)
Por meio dela, podemos inferir que o controle do pH se relaciona diretamente com a 
concentração de CO2, HCO3
- e H+ no meio, uma vez que tal reação se comporte de forma 
dinâmica ( ou seja, qualquer variação de concentração de algum componente, seu equilíbrio 
será deslocado para a direta ou a esquerda, dando preferência a formação de um lado da 
reação)
OBSERVAÇÃO: a conversão para ácido carboxílico (H2CO3) requer a ação da 
anidrase carbônica, uma enzima capaz de catalisar a união ou a 
decomposição em água e em dióxido de carbono.
TAMPÕES FISIOLÓGICOS
Para controlar o pH sanguíneo, deixando-o na faixa ideal 7,35-7,45 e evitando variações 
bruscas, o corpo de vale de três tampões:
 Tampão Bicarbonato (HCO3-/H2CO3)
É o principal sistema tampão do sangue.
Atua instantaneamente, em segundos.
Consiste em uma mistura de ácido carbônico (H2CO3), que é um ácido fraco, e seu ânion 
bicarbonato (HCO3-), sua base conjugada. Atua em equilíbrio com o dióxido de carbono 
(CO2) dissolvido com base na reação de Henderson-Hasselbalch.
Quando há um excesso de H+ no plasma, o HCO3- (base) se liga ao H+, formando H2CO3, 
que se decompõe em CO2 e H2O, reduzindo a concentração de H+.Quando a 
concentração de H+ diminui (aumentando o pH), o H2CO3 (ácido) se dissocia, liberando 
H+ para o meio e, assim, impedindo que o pH se eleve excessivamente.
 Consegue tamponar eficientemente o pH do sangue em uma faixa de 
aproximadamente 5,35 a 7,35.
É considerado um tampão aberto porque seus componentes (CO2 e HCO3
-) podem ser 
controlados e ajustados pelos sistemas respiratório (através da eliminação de CO2) e 
renal (através da secreção de H+ e reabsorção de HCO3-)
A reação ocorre dentro de células!
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 Tampão Fosfato (H2PO4
-/HPO4
2-)
É um tampão importante no citosol e no líquido intersticial.
É composto pelo par conjugado di-hidrogenofosfato (H2PO4
-) e monohidrogenofosfato 
(HPO4
2-). A reação de equilíbrio é: H2PO4
- ⇄ HPO4
2- + H+.
Consegue tamponar em uma faixa de pH de 5,8 a 7,8.
Tampão Proteico (Proteínas e Aminoácidos)
 Atuam como tampões no citosol, no líquido intersticial e no sangue.
As proteínas e os aminoácidos possuem grupos ionizáveis que lhes permitem 
funcionar como ácidos e bases fracas. Eles são capazes de protonar-se (aceitar 
H+) e desprotonar-se (liberar H+), removendo ou repondo H+ do meio, 
respectivamente.
O tamponamento é realizado principalmente por proteínas ricas em resíduos de 
Histidina (His). A Hemoglobina(HB) é um exemplo crucial, especialmente no 
sangue, atuando no tamponamento uma vez que pode se unir a molécula de H+.
Semelhante ao tampão bicarbonato, a hemoglobina atua de forma instantânea, 
em segundos
A capacidade dos aminoácidos (AA) servirem como tampões será 
abordado quando falarmos de pKa. 
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MECANISMOS DE CONTROLE
Para que os tampões fisiológicos possam atuar com máxima eficiência, o controle 
respiratório e renal precisam participar da regulação do pH
Controle Respiratório
 O sistema respiratório regula o pH ajustando a pressão parcial de dióxido de carbono 
(pCO2) no sangue. O CO2, ao reagir com a água, forma ácido carbônico (H2CO3), que se 
dissocia em íons bicarbonato (HCO3
-) e H+. Portanto, a eliminação de CO2 pelo pulmão 
reduz a concentração de H+ no sangue (elevando o pH), enquanto a retenção de CO2 
aumenta a concentração de H+ (diminuindo o pH).
Hiperventilação: Ao aumentar as incursões respiratórias, aumenta-se a eliminação de 
CO2, o que diminui a pCO2, reduz a concentração de H+ e aumenta o pH, levando à 
alcalose respiratória.
Hipoventilação: Ao diminuir as incursões respiratórias, diminui-se a eliminação de CO2, o 
que aumenta a pCO2, aumenta a concentração de H+ e reduz o pH, causando acidose 
respiratória.
É um mecanismo de controle mais rápido, atuando em minutos (3 a 12 minutos)
Possui uma eficiência de 50% a 75%. Ele é capaz de trazer o pH de volta a uma faixa 
mais segura, mas pode não restaurá-lo completamente ao valor normal. Por exemplo, se 
o pH diminuirde 7,4 para 7,0, o controle respiratório pode fazê-lo retornar para 7,2-7,3
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Controle Renal
Os rins são cruciais para a regulação do pH a longo prazo, principalmente através da 
secreção de íons H+ e da reabsorção de bicarbonato (HCO3
-) no sangue. Isso ocorre 
nas células epiteliais dos túbulos renais, onde CO2 e H2O formam H2CO3, que se 
dissocia em HCO3
- e H+. O H+ é então secretado para o filtrado glomerular, enquanto o 
HCO3
- é reabsorvido para o sangue.
Em situações de acidez (pH baixo), o rim secreta mais H+ (tornando a urina ácida) e 
reabsorve mais HCO3
-, aumentando a base no sangue e elevando o pH.
Em situações de alcalinidade (pH alto), o rim secreta menos H+ e reabsorve menos 
HCO3
- do filtrado glomerular (podendo excretar HCO3
- e tornar a urina mais básica), 
diminuindo a base no sangue e reduzindo o pH.
É um mecanismo de controle mais lento, atuando em horas ou dias.
 É o mecanismo mais eficiente (100%) e capaz de retornar o pH ao seu valor fisiológico 
normal, mantendo-o por mais tempo. Por exemplo, se o pH diminuir de 7,4 para 7,0, o 
controle renal pode fazê-lo retornar para 7,4.
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DISTÚRBIOS ÁCIDO-BASE
A manutenção do pH sanguíneo é vital para a homeostase do organismo, sendo que 
alterações (acidose ou alcalose) podem causar desnaturação de proteínas e alterar o 
metabolismo. Os valores de referência para o pH do sangue arterial são de 7,35 – 7,45. 
Valores de pH menores que 6,8 ou maiores que 7,8 são geralmente incompatíveis com a 
vida.
Alcalose
Caracterizada por um pH acima de 7,45. Implica uma redução da 
concentração de íons hidrogênio (H+) no sangue.
Acidose
Caracterizada por um pH abaixo de 7,35. Implica um aumento da 
concentração de íons hidrogênio (H+) no sangue.
Os valores de referência para os diversos parâmetros são:
pH = 7,35 – 7,45
pCO2 = 35 – 45 mmHg
pO2 = 80 – 100 mmHg
[HCO3
-] = 22 – 26 mEq/L (concentração de bicarbonato)
 EB = (-2) – (+2) mEq/L (concentração de base no sangue)
PROCESSOS RESPIRATÓRIOS
São causados por alterações na ventilação pulmonar, que afetam os níveis de dióxido 
de carbono (CO2) no sangue.
A)Acidose Respiratória:
Hipoventilação ou dificuldade de troca gasosa.
Aumento da pCO2 (> 45 mmHg), aumento da concentração de H+ e redução do pH 
(7,45). Isso acontece porque a eliminação excessiva de CO2 desloca o equilíbrio da 
reação para consumir H+, diminuindo sua concentração.
Síndrome do pânico (ansiedade), hiperventilação mecânica, ou uso de drogas 
estimulantes ("bala", LSD) são causas comuns de Alcalose Respiratória.
PROCESSOS METABÓLICOS - Renais
São causados por alterações primárias na concentração de bicarbonato (HCO3
-) no 
sangue.
A)Acidose Metabólica:
Hipoventilação ou dificuldade de troca gasosa.
Redução na concentração de íons HCO3- ( 26 mEq/L), redução da concentração de H+ e aumento do pH 
(>7,45).
Causas Comuns: Administração de diuréticos, que aumentam a secreção de H+ e 
causam excesso de HCO3
- no sangue, vômito excessivo (perda de ácido clorídrico do 
conteúdo gástrico), diminuindo a concentração de H+ no sangue, excesso de 
aldosterona (secretada pelas suprarrenais), que leva ao aumento da reabsorção de Na+ e 
secreção de H+, diminuindo a concentração de H+ no sangue, Ingestão excessiva de 
substâncias alcalinas (ex: bicarbonato de sódio para gastrite).
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PROCESSOS COMPENSATÓRIOS
Os processos compensatórios são mecanismos fisiológicos que atuam para restaurar o 
pH sanguíneo a valores próximos da normalidade quando ocorre um distúrbio ácido-
básico primário. Eles buscam contrabalancear a alteração inicial, mas geralmente não 
revertem completamente o pH ao valor exato pré-distúrbio, exceto no caso da 
compensação renal.
Os dois marcadores ([HCO3
-] e pCO2) estão alterados, mas um é a causa primária do 
distúrbio e o outro é a resposta compensatória em direções opostas (mas no mesmo 
sentido) para tentar normalizar o pH. Por exemplo, na acidose metabólica compensada, 
o HCO3
- está baixo (causa) e o pCO2 está baixo (compensação respiratória).
A) Compensação Respiratória:
Na acidose metabólica: O sistema respiratório compensa por hiperventilação, 
eliminando mais CO2. Isso diminui a pCO2 no sangue, reduzindo a concentração de H+ e 
ajudando a aumentar o pH sanguíneo em direção ao normal. A hemoglobina também 
retira mais H+ dos tecidos, aumentando o pH.
Na alcalose metabólica: A compensação ocorre por hipoventilação, retendo mais CO2. 
Isso aumenta a pCO2 no sangue, elevando a concentração de H+ e ajudando a diminuir o 
pH sanguíneo. A hemoglobina retira menos H+ dos tecidos, diminuindo o pH.
B) Compensação Renal (Metabólica):
Na acidose respiratória: O rim compensa secretando mais H+ (o que acidifica a urina) e 
reabsorvendo mais HCO3
- (a base conjugada) de volta para o sangue, ajudando a elevar 
o pH sanguíneo.
Na alcalose respiratória: O rim compensa secretando menos H+ e reabsorvendo 
menos HCO3
- do filtrado glomerular, podendo até aumentar a excreção de HCO3
- pelos 
rins (resultando em urina mais básica).
PROCESSOS MISTOS
Ocorrem quando tanto o componente respiratório quanto o metabólico estão 
alterados e contribuem na mesma direção (mas em sentidos opostos) para causar o 
distúrbio (ambos levando à acidose ou ambos à alcalose).
Ambos os marcadores ([HCO3
-] e pCO2) estão alterados e contribuem para causar o 
desequilíbrio do pH (ambos acidificando ou ambos alcalinizando). Por exemplo, uma 
acidose mista pode ocorrer com pCO2 elevada (acidose respiratória) e HCO3
- baixo 
(acidose metabólica) simultaneamente.
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Acidose Mista: Ambos os marcadores (pCO2 e HCO3
-) estão alterados de acordo para 
causar acidose. Exemplo: Acidose respiratória (pneumonia) e Acidose metabólica 
(choque séptico) simultaneamente.
Alcalose Mista: Ambos os marcadores (pCO2 e HCO3
-) estão alterados de acordo para 
causar alcalose. Exemplo: Alcalose respiratória (crise de pânico) e Alcalose metabólica 
(vômito excessivo) simultaneamente.
Para identificar qual distúrbio se trata, sempre olhe o comando do 
exercício!!
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Acidose Mista: Ambos os marcadores (pCO2 e HCO3
-) estão alterados de acordo para 
causar acidose. Exemplo: Acidose respiratória (pneumonia) e Acidose metabólica 
(choque séptico) simultaneamente.
Alcalose Mista: Ambos os marcadores(pCO2 e HCO3
-) estão alterados de acordo para 
causar alcalose. Exemplo: Alcalose respiratória (crise de pânico) e Alcalose metabólica 
(vômito excessivo) simultaneamente.
Para identificar qual distúrbio se trata, sempre olhe o comando do 
exercício!!
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