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EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO OBJETIVOS: 1. Identificar os principais sistemas tampões presentes no organismo e seus mecanismos de ação. 2. Aplicar a Equação de Henderson-Hasselbalch. 3. Explicar como que o pulmão e o rim atuam na manutenção do equilíbrio ácido-básico. 4. Explicar os tipos de distúrbios do equilíbrio ácido-básico. 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 Base é toda substância que em solução aquosa se dissocia liberando ânion oxidrila (OH-). Ex.: NaOH + H2O Na + + OH- Base é um receptor de prótons. Um ácido pode transferir um próton para uma base. Ex.: NH3 + H2O NH4 + + OH- 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 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. Exemplos de Tampões CH3-COOH/ CH3-COO - Acetato Bicarbonato H2CO3 /HCO - 3 Fosfato H2PO - 4 /HPO -2- 4 Amônia NH4OH/NH4 + Sistemas Primários Reguladores do pH Ácido – substância que libera H+. HA H+ + A- Base – substância que capta H+. BOH B+ + OH- Para se tamponar uma solução recorre-se a ácidos ou bases fracos. Porquê? Eficiência de um tampão 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 Eficiência de um tampão Pela equação de Handerson-Hasselbalch, pH = pKa + log ([A-]/[HA]) • 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. Link para estudar em casa o principio químico do sistema tampão https://www.youtube.com/watch?v=fkSKDiYSiAc Principais Sistemas Tampão O pH extracelular: Ácido carbónico/ bicarbonato O pH intracelular: Proteínas Hemoglobina fosfato Tampão bicarbonato • É o principal tampão responsável por manter o pH sanguíneo nas faixas ótimas. Porque? • H2CO3 HCO3 - + H+ • H2CO3 CO2 + H20 Ácido carbônico bicarbonato Anidrase carbonica Tampão bicarbonato • H2CO3 HCO3 - + H+ • H2CO3 CO2 + H20 CO2 + H20 H2CO3 HCO3 - + H+ Se Aumentar o H+ o bicarbonato capta H + transforma em H2CO3 e libera CO2 Se o pH ta muito alto, (NaOH) combina-se com HCO3 para formar H2O, os rins liberam NaHCO3 e diminuiui o pH Ac. carbonico bicarbonato Anidrase carbônica Equação de Henderson- Hasselbach pH = pKa + log [HCO3-] (0,03 x PCO2) pKa bicarbonato = 6.1 pH = 6.1 + log [HCO3-] (0,03 x PCO2) O tampão bicarbonato só tampona na faixa de 5.1 a 7,1 e o pH do sangue é 7.4 ??????? Os principais mecanismos reguladores do equilíbrio ácido-basico do organismo são – Os sistemas tampão bicarbonato, – A regulação respiratória – A regulação renal Esses mecanismos atuam em conjunto e, em circunstâncias normais mantém inalterada a concentração de íons hidrogênio dos líquidos orgânicos, assegurando as condições ideais para a função celular ⇓ pH Taquipnéia ( elimina CO2 ) ⇑ pH Bradipnéia ( retém CO2 ) HCO3 - + H+ CO2 + H2O H2CO3 pH Eliminação de CO2 HCO3- CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 Compensação Pulmonar Diminui a ventilação CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 HCO3 Aumenta a ventilação O pulmão aumenta ou diminui a eliminação de CO2 A redução do CO2 do sangue, elimina ácido e eleva o pH. O aumento CO2 do sangue, aumento ácido e diminui pH. É com base nessa relação que o sistema respiratório modifica o pH. Regulação Renal • Quando a concentração de íons hidrogênio se afasta do normal, os rins eliminam urina ácida ou alcalina, conforme as necessidades, contribuindo para a regulação da concentração dos íons hidrogênio dos líquidos orgânicos. • O mecanismo renal de regulação faz variar a concentração de íons bicarbonato (HCO3-) do sangue, mediante reações que se processam nos túbulos renais. • É o mecanismo definitivo de ajuste na maioria dos desequilíbrios ácido-básicos de origem metabólica. DISTÚRBIOS DO EQUILÍBRIO ACIDO-BASE DO SANGUE SISTEMAS TAMPÕES E V IT A M DISTÚRBIOS DO EQUILÍBRIO ÁCIDO - BASE Alcalose Metabólica Alcalose Respiratória Acidose Respiratória Acidose Metabólica Quando a alcalose ou acidose são obtidas por alteração da freqüência respiratória, diz-se que são de origem respiratória. = Acidose respiratória Alcalose respiratória Acidose respiratória Caracterizada por diminuição do pH e aumento da pCO2. Ocorre devido a uma hipoventilação pulmonar que leva ao acúmulo de CO2 Causas da hipoventilação: • obstruções no trato respiratório, • pneumonia, • enfisema, • transtornos neuromusculares, • doenças ou drogas que deprimem o SNC (centro respiratório) • inalação de CO2 em excesso Resposta compensatória: - Rim: aumento da retenção de HCO3- e excreção de íons H+ Alcaloserespiratória: Caracterizada por aumento do pH e diminuição da pCO2. Ocorre devido a uma hiperventilação pulmonar. Causas da hiperventilação: • febre, • ansiedade, • dor intensa ou estresse, • diminuição da pressão atmosférica (grandes altitudes). Resposta compensatória: - rim: diminuição da retenção de HCO3 e da excreção de íons H+ A acidose e alcalose podem ainda ocorrer por meios metabólicos. = Acidose metabólica Alcalose metabólica Acidose metabólica. Caracterizada por queda no pH e na concentração de HCO3-. Causas: aumento de íons H+ ou perda de bicarbonato. Aumento de H+: • acúmulo de ácido lático ou corpos cetônicos, • exercício exagerado, • jejum prolongado e diabetes. Perda de HCO3-: • falha renal na retenção de HCO3 • ou na excreção de H+, • ou perda de bicarbonato devido a uma diarréia severa. Efeito compensatório - pulmão: hiperventilação = diminui a pCO2 Exemplo de Acidose Metabólica Alterações para valores ácidos (i.e., abaixo de 7,35) são particularmente comuns, tendo em vista a variação na produção, pelo metabolismo, de ácidos como o láctico, o pirúvico, o acético, etc. Exemplo: Durante o exercício físico intenso o pH do sangue periférico pode ir a valores inferiores a 7,0 (pois forma-se ácido láctico). Resposta compensatória: HIPERVENTILAÇÃO = com a expiração de CO2 o pH do sangue volta ao normal. Alcalose metabólica É caracterizada pela elevação no pH e na concentração de HCO3- . Causas: • ingestão excessiva de álcalis (exemplo bicarbonato de sódio como antiácido) • ou perda de ácido pelo organismo, como ocorre no vômito prolongado. Resposta compensatória: - pulmão: reduz a taxa de ventilação = aumento da pCO2
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