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Equilíbrio ácido base
Ana Claudia Souza Rodrigues
Uniderp - 2010
Para aprender sobre o equilíbrio ácido-base é necessário lembrar alguns conceitos
Todos confortavelmente acomodados !?
 O H+ - íon mais importante nos sistemas biológicos
[H+] – influencia
- a velocidade das reações químicas.
 - a forma e função das enzimas e de proteínas celulares e a integridade das células
Íon hidrogênio
 [H+] - 0,4nM (0,4x10-7)
 80mM de íons hidrogênio são ingeridos ou produzidos pelo metabolismo por dia.
Ácidos
Conceito de Arrhenius: 
			Ácido é toda substância que em solução aquosa libera como cátion o íon hidrogênio (H+). 
 Ex.: HCl + H2O  H3O+ + Cl- 
Conceito de Brönsted e Lowry: 
			Ácido é um doador de prótons, um substância que pode transferir um próton para outra. 
Bases
Conceito de Arrhenius: 
			Base é toda substância que em solução aquosa se dissocia liberando ânion oxidrila (OH-). 
 Ex.: NaOH + H2O  Na+ + OH- 
Conceito de Brönsted e Lowry: 
			Base é um receptor de prótons. 
	Um ácido pode transferir um próton para uma base. 
 Ex.: NH3 + H2O  NH4+ + OH- 
Dissociação da água e seus produtos iônicos
H2O + H2O  OH - + H3O+
A água funciona tanto como ácido quanto como base
Lei da ação das massas:
K =
[ H3O+] [OH -] 
=
[ H3O+] [OH -] 
[H2O] [H2O]
[H2O]2
= 10-14
Na água pura a [H+] é igual a [OH-] que é igual a 10-7
Potencial hidrogeniônico (pH)
 A [H+] de uma solução é quantificada em unidades de pH
 pH = -log [H+]
 A escala de pH varia de 1 até 14.
				
	Homeostasia é a constância do meio interno 
pH x homeostasia
 equilíbrio entre a entrada ou produção de íons hidrogênio e a livre remoção desses íons do organismo.
 o organismo dispõe de mecanismos para manter a [H+] e, conseqüentemente o pH sangüineo, dentro da normalidade, ou seja manter a homeostasia .
pH do Sangue Arterial
7,4
7,0
7,8
Faixa de sobrevida
Acidose
Alcalose
pH normal
Aumento da [H+]
7,4
Acidose
Alcalose
Queda do pH
Acúmulo de ácidos
Acúmulo de bases
Perda de ácidos
Perda de bases
Diminuição da [H+]
Escala de pH
Aumento do pH
Alterações no pH
Fontes de H+ decorrentes dos processos metabólicos
Powers,S.K. e Howley, E.T., Fisiologia do Exercício, (2000), pg207 Fig11.3
Metabolismo
aeróbico da glicose
Metabolismo
anaeróbico da glicose
Ácido Carbônico
Ácido Lático
Ácido Sulfúrico
Ácido Fosfórico
Corpos Cetônicos Ácidos
H+
Oxidação de Amino ácidos
Sulfurados
Oxidação incompleta de 
ácidos graxos
Hidrólise das fosfoproteínas e nucleoproteínas
pH dos Líquidos Corporais
	 Concentração de H+ em mEq/l pH	
 Líquido Extracelular
 Sangue arterial 4.0 x 10-5 7.40
 Sangue venoso 4.5 x 10-5 7.35
 Líquido Intersticial 4.5 x 10-5 7.35
 Líquido Intracelular 1 x 10-3 a 4 x 10-5 6.0 a 7.4
 Urina 3 x 10-2 a 1 x 10-5 4.5 a 8.0
		
 HCl gástrico 160 0.80	
Medidas de pH
Eletrométrico
Colorimétrico
pHmetro
Potenciômetro mede [H+]
diferença de potencial elétrico
entre duas soluções
indicadores
Indicador-H
 H+
+
Indicador
(Cor A)
(Cor B)
Indicadores de pH
Indicadores de pH são substâncias (corantes) utilizadas para determinar o valor do pH 
Exemplos 
Metil-violeta
pH
0 2 4 6 8 10 12
A
Violeta
Tornassol
Amarelo
Azul
incolor
Vermelho Violeta
Fenolftaleína
Os Sistemas Tampões
	Tampão » qualquer substância que pode, reversivelmente, se ligar aos íons hidrogênio.
	
	 » Soluções formadas por um ácido fraco e sua base conjugada ou por um hidróxido fraco e seu ácido conjugado
 
Tampão + H+ H+Tampão
TampãoH+ + OH- H2O + Tampão
Sistema Tampão
Um tampão é uma mistura de um ácido fraco e do seu sal, capaz de captar e libertar H+.
Evita alterações na concentração de H+ e consequentemente alterações de pH, quando adicionadas pequenas quantidades de ácidos ou bases fortes.
Seminário Orientado de Bioquímica I 
FMUC 2007/2008
Poder Tamponante
pH do tampão 
Concentrações do sal e do ácido
Relação Sal/Ácido = 0,1
pH = pKa + log 0,1
pH = pKa -1
Relação Sal/Ácido = 10/1
pH = pKa + log 10
pH = pKa +1
Poder tamponante de um sistema tampão pode ser definido pela quantidade de ácido forte que é necessário adicionar para fazer variar o pH de uma unidade
Sistemas Primários Reguladores do pH
Exemplos de Tampões
CH3-COOH + CH3-COONa
Acetato
Bicarbonato
H2CO3 + NaHCO3
Fosfato
H2PO-4 + NaHPO4
Amônia
NH4OH + NH4Cl
	
	Ácido – substância que liberta H+.
	HA 	H+ + A-
	Base – substância que capta H+.
	BOH 	B+ + OH-
	
Para se tamponizar uma solução recorre-se a ácidos ou bases fracos.
Dissociação parcial - Ao ser atingido o equilíbrio químico ácido-base, qualquer alteração no sistema é contrariada até ser atingido novo estado de equilíbrio – Principio de Le Chatelier.
Porquê?
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Eficiência de um tampão
Pela equação de Handerson-Hasselbalch, 
pH = pKa + log ([A-]/[HA]) 
Quanto maior o número de moles que é necessário adicionar a um meio contendo um sistema tampão, de modo a alterar significativamente a concentração de H+, mais eficiente é o tampão.
 O pH depende das concentrações do ácido (HA) e da base (A-).
 O sistema tampão será mais eficiente quando [A-]=[HA], ou seja, quando o pH = pKa. 
O tampão se liga aos íons H+ e estabiliza o pH.
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Sistema Tampão das Proteínas (3/4 da capacidade tampão)
As proteínas intracelulares e plasmáticas podem funcionar como moléculas -tampões;
A existência de grupos funcionais, como os grupos carboxílicos e amínicos, nos aminoácidos que constituem as proteínas são responsáveis pela sua capacidade-tampão;
Os grupos funcionais podem funcionar como ácidos ou bases fracas, o que permite o controlo da concentração de H+ ;
A hemoglobina e as histonas associadas a ácidos nucleícos são moléculas intracelulares que podem funcionar como tampões.
Porquê??
 Cada célula é banhada por um meio para o seu funcionamento de tal modo que é necessário um controle da circulação e da composição dos fluídos do organismo.
Só uma variação muito limitada da concentração de ácidos ou de bases circulantes é compatível com a vida.
pH do sangue arterial normal é igual a 7,40 ± 0,05
Valores compatíveis com a vida - pH entre 7,8 e 6,8
A manutenção do pH é vital para as células
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Principais Sistemas Tampão
O pH extracelular:
 Ácido carbónico/
 bicarbonato
O pH intracelular:
Proteínas
Ácidos resultantes do metabolismo
 fosfato
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Sistema Hemoglobina
Realiza o transporte de gases respiratórios e efeito tampão;
O pH do sangue venoso é ligeiramente mais baixo do que o do sangue arterial;
O efeito tampão evita que a concentração de H+ varie de forma brusca, provocando variações de acidez .
Sangue arterial: 7,36 a 7,44
Sangue venoso: 7,44 a 7,46
			HbH H+ + Hb-
O CO2 (tec.)  H2CO3  H+ e HCO3-.
O bicarbonato é transportado aos pulmões e o H+ se liga a Hb. 
Tampão-Fosfato
As moléculas que contém fosfatos na sua estrutura, tal como o ADN, o ARNe o ATP, bem como os fosfatos podem funcionar como tampões;
O par HPO4 2- / H2PO4- é o principal tampão das células, onde se pretende que o pH seja aproximadamente 7;
Assume também grande importância a nível do sistema renal.
 Sistema tampão usado para controlar o pH no sangue.
SISTEMA TAMPÃO ÁCIDO CARBÔNICO-BICARBONATO
 H2CO3 / HCO3- : são um par ácido base conjugados.
 Equilíbrios importantes no sistema tampão ácido carbônico-bicarbonato:
CO2: um gás que fornece um mecanismo para o corpo se ajustar aos equilíbrios.
A remoção de CO2 por exalação desloca o equilíbrio para a direita, consumindo íons H+.
Quatro Alterações Principais do Equilíbrio Ácido-Base
Tipo
Alteração primária
Resposta secundária
Mecanismo de resposta secundária
ACIDOSE
METABÓLICA
[HCO3-]
pCO2
Hiperventilação
ALCALOSE
METABÓLICA
[HCO3-]
pCO2
Hipoventilação
ACIDOSE
RESPIRATÓRIA
pCO2
[HCO3-]
 transitório da excreção de ácido e  da reabsorção deHCO3-pelo rim
ALCALOSE
RESPIRATÓRIA
pCO2
[HCO3-]
 transitória da excreção de ácido e  reabsorção deHCO3-pelo rim
Sistema tampão ácido carbónico/bicarbonato
Quando no organismo aumenta, por exemplo:
PCO2
Ácido láctico
Ácidos gordos
Organismos cetónicos
O H+ liga-se ao HCO3- e forma H2CO3 e somente uma pequena porção permanece sob a forma de H+ livre.
Aumenta o pH
 Ácido fraco, que estabelece o seguinte equilíbrio:
Se, no organismo, for removida uma grande quantidade de H+, através da adição de uma base forte:
As moléculas de H2CO3 irão formar HCO3- e H+
Diminui o pH
 Ácido fraco, que estabelece o seguinte equilíbrio:
SANGUE COMO UMA SOLUÇÃO-TAMPÃO
 Os principais órgãos que regulam o pH do sistema tampão ácido carbônico-bicarbonato são pulmões e rins. Receptores no cérebro - sensíveis às concentrações de H+ e CO2 nos fluídos corpóreos. Quando a concentração de CO2 aumenta, os equilíbrios deslocam-se para a esquerda, o que leva à formação de mais H+. Os receptores disparam um reflexo para respirar mais rápido e mais profundamente, aumentando a velocidade de eliminação de CO2 dos pulmões e deslocando o equilíbrio de volta para a direita. Os rins absorvem ou liberam H+ e HCO3-; muito do excesso de ácido deixa o corpo na urina, que normalmente tem pH de 5,0 a 7,0.
Regulação respiratória do equilíbrio ácido-base
1. O CO2 reage com H2O para formar H2CO3. Este dissocia-se para formar H+ e HCO3-. 
2. A diminuição do pH do líquido extracelular estimula o centro respiratório e provoca o aumento da frequência respiratória.
3. O aumento da frequência e profundidade respiratória faz com que o CO2 seja expelido dos pulmões, reduzindo assim os seus níveis extracelulares. À medida que estes decrescem, a [H+] extracelular diminui e o pH aumenta.
Asfixia  Acidose
Hiperventilação  Alcalose (pH 7,4 – 7,7)
Equilíbrio Ácido-Base e Respiração
Normal
Normal
Acidose
Alcalose
Regulação renal do equilíbrio ácido-base
1. Quando o pH , o H+ combina-se com o HCO3-, para formar ácido carbónico que se converte em CO2 e H2O. O CO2 difunde-se para as células tubulares.
2. Nas células tubulares o CO2 combina-se com a H2O e forma H2CO3 que se dissocia em H+ e HCO3-.
3. Um mecanismo de contra-trasporte secreta H+ para o filtrado por troca com Na+. Em resultado o pH do filtrado diminui.
4. Através do co-trasporte, o HCO3- e o Na+ entram no líquido intersticial, de onde se difundem para os capilares.
5. Nos capilares o HCO3- combina-se com o H+ o que aumenta o pH sanguíneo.
Regulação renal do equilíbrio ácido-base
As células dos túbulos renais regulam diretamente o equilíbrio ácido-base, aumentando ou diminuindo a secreção de H+ e a reabsorção de HCO3-.
Regulação da concentração de H+ nos sistemas biológicos
Tipo de regulação
Função
Tempo
1. Tampões químicos
(Proteínas, HCO3-, HPO42-)
Combinam-se com o H+
(Pr (proteína) + H+PrH)
milisegundos
2. Respiração
Eliminação de CO2nos pulmões
(H++ HCO3-H2CO3CO2+ H2O)
minutos
3. Regulação renal
Secreção de H+
Reabsorção de HCO3-e HPO42-
horas
Seminário Orientado de Bioquímica I 
FMUC 2007/2008
FMUC 2007/2008 Bioquímica I
Equilíbrio Ácido - Base
EVITAM
SISTEMAS 
TAMPÕES
DISTÚRBIOS DO 
EQUILÍBRIO 
ÁCIDO - BASE
Acidose 
Respiratória
Acidose 
Metabólica
Alcalose 
Respiratória
Alcalose 
Metabólica
Distúrbios do Equilíbrio Ácido / Básico
Interpretação da Gasometria
 - Transporte de CO2 : - 5% - Plasma
				 - 20% - Hemácias
				- 75% - Bicarbonato
Sistemas de Tampões: 4 principais
 - Sistema – tampão ácido carbônico – bicarbonato
	( 45% da capacidade tampão total )
 - Sistema – tampão de fosfato
	( glóbulos vermelhos, células tubulares renais )
 - Sistema – tampão de proteínas 
	( células dos tecidos )
 - Sistema tampão de hemoglobina dos glob.vermelhos
Distúrbios do Equilíbrio Ácido / Básico
Margotto, PR ESCS/ SES/DF
 
ASSELBALCH a nossa linha básica de raciocínio –diagnóstico 
 pH = 6,1 RIM responsável pela concentração do HCO 3 – 
	 PULMÃO responsável pela concentração do CO2
	ENQUANTO
O pulmão manter			O RIM manter
a concentração do CO2		a concentração do HCO3-
O pH SERÁ 
MANTIDO
Distúrbios do Equilíbrio Ácido / Básico
 
 Regulação Respiratória: 
paCO2: espelha os acontecimento em nível alveolar
(reflexo da função respiratória)
Como as alterações primárias na [ HCO 3– ] podem ser regulados pelos mecanismos respiratórios 
Distúrbios do Equilíbrio Ácido / Básico
 Regulação Renal do pH 
Reabsorção do bicarbonato
INTERSTÍCIO	CÉLULA TUBULAR		LUZ TUBULAR 
CO2
A – C + H2O
		H +
H2CO3	 HCO3-
		NaHCO3
NaHCO3-
Na+ HCO3
H2CO3 
H2O CO2
Distúrbios do Equilíbrio Ácido / Básico
Interpretação da Gasometria
Mede a fração dissolvida não combinada de CO2
 Depende basicamente da ventilação pulmonar
 Normal : paCO2 : 35 – 45 mmHg ( média: 40 mmHg )
 RN < 1500 g : paCO2 até 55 – pH > 7,20
 
paCO2
Distúrbios do Equilíbrio Ácido / Básico
ACIDOSE :	 [ H + ] no sangue
Excesso de CO2 	 de bases / excesso de ácidos orgânicos
( acidose respiratória)		( acidose metabólica )
	ALCALOSE: [ H + ] no sangue
	CO2 			 bases / perdas de ácidos 		( alcalose metabólica ) 
Distúrbios do Equilíbrio Ácido / Básico
Interpretação da Gasometria
Margotto, PR ESCS/ SES/DF
Distúrbios Metabólicos: 
Ganho ou perda de ácidos ou bases
Distúrbios Respiratórios: 
Diminuição ou aumento da ventilação pulmonar 
Variáveis
Normal
AcidVent
AcidMet
AlcalVent
AlcalMet
pH
7,4




PCO2
40

40

40
EB
0
0
-
0
+
pH < 7,4 PCO2 = 40 mmHg BE < 0 Acidose M
pH < 7,4 PCO2 > 40 mmHg BE = 0 Acidose V
pH > 7,4 PCO2 = 40 mmHg BE > 0 Alcalose M
pH > 7,4 PCO2 < 40 mmHg BE = 0 Alcalose V
Distúrbios do Equilíbrio Ácido / Básico
Alcalose Metabólica
 Estenose hipertrofica do piloro 
 ( perda de líquido gástrico )
 Excesso de NaHO3
 Condições que expoliem K+ ( furosemide )
 Correção 
 Tratar a causa básica
 Condições renais p/excretar excesso de NaHCO3 
 ( aporte adequado de cloreto, Na +, K+ )
Distúrbios do Equilíbrio Ácido / Básico
Alcalose Respiratória
Encefalite, meningite, ventilação mecânica,
Alterações do SNC ( hiperventilação cerebral ) 
Correção 
 Se pH > 7,60 : VM para espaço morto e reter CO2
 Tratar a causa básica
FIM
Os sistemas químicos de tampões ácido-base dos líquidos corporais;
O centro respiratório, que regula a remoção de CO2 do líquido extracelular;
Os rins, que agem reabsorvendo o bicarbonato filtrado ou eliminando o H+ pelo sistema tampão fosfato ou na forma de NH4+.