1 Bioquímica

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BIOQUÍMICA 1 
 
 
Instituto Militar de Engenharia
Departamento de Engenharia Química
Bioquímica Básica 
Prof.Murilo Coutinho
 
EQUILÍBRIO ÁCIDO - BASE
 
pH
 é o símbolo para a grandeza físico-química 
'potencial hidrogeniônico'. 
 Potencial hidrogeniônico:
 é um índice que indica o grau de acidez, 
neutralidade ou alcalinidade de um meio qualquer.
"p" - alemão potenz - poder de concentração, 
"H" - íon de hidrogênio (H+). 
 
VALOR
 é um número aproximado entre 0 e 14
 Solução:
ácida (pH<7) 
neutra (pH=7)
básica/alcalina (pH>7).
 
Substância pH
Ácido de bateria <1.0
Suco gástrico 2.0
Sumo de limão 2.4
Cola (refrigerante) 2.5
Vinagre 2.9
Sumo de laranja ou maçã 3.5
Cerveja 4.5
Café 5.0
Chá 5.5
Chuva ácida < 5.6
Saliva pacientes com 
câncer (cancro) 4.5-5.7
Leite 6.5
Água pura 7.0
Água pura 7.0
Saliva humana 6.5-7.4
Sangue 7.34 - 7.45
Água do mar 8.0
Sabonete de mão 9.0 - 10.0
Amônia caseira 11.5
Cloro 12.5
Hidróxido de sódio 
caseiro 13.5
 
MEDIDA DE pH
 O pH pode ser determinado:
 por adição de um indicador de pH na solução em análise. A cor 
do indicador varia constante o pH da solução. 
 usando um medidor de pH acoplado a um eletrodo de pH. O 
medidor de pH é um milivoltímetro com uma escala que 
converte o valor de tensão do eletrodo de pH em unidades de 
pH. Este tipo de eletrodo é chamado "íon seletivo" 
 Um indicador é usado para medir o pH de uma substância.
 Indicadores comuns são a fenolftaleína, o alaranjado de metila e o 
azul de bromofenol.
 
pH DO SANGUE
 Normalmente, o sangue é discretamente 
alcalino, com um pH situado na faixa de 
7,35 a 7,45. 
 O equilíbrio ácido-básico é controlado com 
precisão porque mesmo um pequeno 
desvio da faixa normal pode afetar 
gravemente muitos órgãos.
 
EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE
 é um delicado equilíbrio químico entre os ácidos e as 
bases existentes no organismo para a manutenção da 
quantidade ideal de íons hidrogênio nos líquidos 
intracelular e extracelular
 Quando a concentração dos íons hidrogênio se eleva ou 
se reduz, alteram-se a permeabilidade das membranas 
e as funções enzimáticas celulares; em conseqüência, 
deterioram-se as funções de diversos órgãos e 
sistemas.
 
DESEQUILÍBRIO
 Os pacientes com disfunção de órgãos frequentemente 
apresentam alterações no equilíbrio ácido-base.
 Nos pacientes graves, especialmente os que necessitam 
de terapia intensiva, aquelas alterações são mais 
manifestas e, não raro, assumem a primazia do quadro 
clínico.
 O diagnóstico e o tratamento dos desvios do equilíbrio 
ácido-base, geralmente, resultam em reversão do 
quadro geral do paciente e garantem a sua sobrevida.
 
ÁCIDOS
 Substâncias que cedem hidrogênio em uma solução
 Metabolismo celular produz ácidos - liberados continuamente 
na corrente sanguínea - precisam ser neutralizados
 Principal ácido do organismo:
 ácido carbônico:
 ácido instável
 se transforma facilmente em dióxido de carbono e água. 
 O dióxido de carbono é transportado pelo sangue e eliminado pelos 
pulmões, enquanto o excesso da água é eliminada pela urina.
 Demais ácidos do organismo são fixos- permanecem em 
estado líquido 
 os ácidos alimentares, o ácido lático e os ceto-ácidos; 
 
BASES
 Substâncias que captam o hidrogênio nas 
soluções
 Principal base do organismo:
 Bicarbonato
 produzido à partir do metabolismo celular pela combinação 
do dióxido de carbono com a água 
 Demais bases:
 Fosfatos
 numerosas proteínas
 hemoglobina. 
 
METABOLISMO
 Função normal das células do organismo depende de 
uma série de processos bioquímicos e enzimáticos do 
metabolismo celular. 
 Vários fatores devem ser mantidos dentro de estreitos 
limites, para preservar a função celular:
 Osmolaridade
 Eletrólitos
 Nutrientes
 Temperatura
 Oxigênio e dióxido de carbono 
 Íon hidrogênio
 
ÍON HIDROGÊNIO
 quantidade de hidrogênio livre existente dentro e 
fora das células é um dos fatores mais 
importantes para o metabolismo celular
 As variações da concentração do hidrogênio 
podem produzir grandes alterações na 
velocidade das reações químicas celulares
 A unidade de medida da concentração dos íons 
hidrogênio nos líquidos do organismo é 
denominada pH 
 
ACIDOSE E ALCALOSE
 Acidose:
 A redução do pH 
 Alcalose:
aumento do pH 
 Ambas são conseqüências de alterações 
da concentração do íon hidrogênio no 
organismo. 
 
 
VARIAÇÕES NO pH
 Produzem alterações significativas no funcionamento do 
organismo:
 Aumento da resistência vascular pulmonar; 
 Redução da resistência vascular sistêmica; 
 Alterações da atividade elétrica do miocárdio; 
 Alterações da contratilidade do miocárdio; 
 Alterações da atividade elétrica do sistema nervoso central; 
 Alterações da afinidade da hemoglobina pelo oxigênio; 
 Modificação da resposta a certos agentes químicos, endógenos 
e exógenos, como por exemplo, hormônios e drogas vasoativas. 
 
ACIDOSE E ALCALOSE
 Metabólicas:
 causadas por um desequilíbrio na produção 
e na excreção de ácidos ou bases pelos rins. 
 Respiratórias: 
causadas principalmente por distúrbios 
pulmonares ou respiratórios. 
 
CONSEQUÊNCIAS DA 
ALCALOSE OU ACIDOSE
 Os pacientes em acidose severa e 
prolongada:
 geralmente morrem em estado de coma; 
 Os pacientes em alcalose severa e 
prolongada
geralmente morrem por convulsões ou lesões 
neurológicas irreversíveis. 
 
 
EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE
 Três mecanismos para controlar o 
equilíbrio ácido-básico do sangue.
o excesso de ácido é excretado pelos rins, 
principalmente sob a forma de amônia - 
processo demora vários dias.
soluções tampão do sangue para se defender 
contra alterações súbitas da acidez. 
excreção do dióxido de carbono. 
 
SOLUÇÃO TAMPÃO
 Soluções "tampão" são soluções que atenuam 
a variação de pH dos meios biológicos quando 
expostos à um desequilíbrio em sua 
concentração de H+. 
 Os tampões são formados a partir de um 
ácido ou base fraco e o sal correspondente 
 
TAMPÃO BICARBONATO
 O tampão mais importante do sangue utiliza o 
bicarbonato (um composto básico) que se 
encontra em equilíbrio com o dióxido de carbono 
(um composto ácido). 
 À medida que mais ácido ingressa na corrente 
sangüínea, mais bicarbonato e menos dióxido 
de carbono são produzidos.
 
DIÓXIDO DE CARBONO
 O dióxido de carbono 
 subproduto importante do metabolismo do oxigênio 
 produzido constantemente pelas células.
 O sangue transporta o dióxido de carbono até 
os pulmões, onde ele é expirado. 
 Os centros de controle respiratório - localizados 
no cérebro - regulam a quantidade de dióxido de 
carbono que é expirado - controle da 
velocidade e profundidade da respiração. 
 
CONTROLE DO pH ATRAVÉS DA 
RESPIRAÇÃO
 respiração aumenta - a concentração sérica de 
dióxido de carbono diminui - sangue torna-se 
mais básico. 
 Respiração diminui - a concentração sérica de 
dióxido de carbono aumenta - sangue torna-se 
mais ácido. 
 Ajustes na velocidade e na profundidade da 
respiração - regulam o pH sangüíneo minuto a 
minuto. 
 
ACIDOSE METABÓLICA
 Acidez excessiva do sangue - concentração 
anormalmente baixa de bicarbonato no sangue. 
 Aumento do ácido supera o sistema tampão do pH do 
corpo -sangue torna-se ácido. 
 pH sangüíneo cai - a respiração torna-se mais profunda 
e rápida - livrar o sangue do excesso de ácido 
reduzindo a quantidade de dióxido de carbono.
 Os rins - excretando mais ácido na urina
 Noentanto, ambos os mecanismos podem ser 
superados quando o corpo continua a produzir ácido em 
demasia - acidose grave - coma. 
 
DIABETES E ACIDOSE 
METABÓLICA
 Diabetes mal controlado - corpo degrada 
as gorduras e produz ácidos – cetonas
 Corpo produz ácido em excesso nas fases 
avançadas do choque, quando ocorre 
formação de ácido lático através do 
metabolismo do açúcar. 
 
RINS E ACIDOSE METABÓLICA
 incapacidade dos rins de excretar uma 
quantidade suficiente de ácido. 
 Mesmo a produção de quantidades normais de 
ácido pode acarretar a acidose quando os rins 
não estão funcionando normalmente.
 Disfunção renal denominada acidose tubular 
renal e pode ocorrer nos indivíduos com 
insuficiência renal ou com alterações que 
afetam a capacidade dos rins de excretar ácido. 
 
CAUSAS DA ACIDOSE 
METABÓLICA
 Insuficiência renal 
 Acidose tubular renal (uma forma de malformação renal)
 Cetoacidose diabética 
 Acidose lática (acúmulo de ácido lático) 
 Substâncias tóxicas como o etileno glicol, o salicilato, o 
metanol, o paraldeído, a acetazolamida ou o cloreto de 
amônia 
 Perda de bases (p.ex., bicarbonato) através do trato 
gastrointestinal, (diarréia, ileostomia ou colostomia) 
 
ALCALOSE METABÓLICA
 sangue alcalino devido a uma concentração 
anormalmente alta de bicarbonato. 
 Ocorre quando o corpo perde ácido em excesso. 
 Exemplo:
 Perda de ácido gástrico durante os períodos de vômito 
prolongado ou quando é realizada a aspiração do suco gástrico 
com o auxílio de uma sonda gástrica (como é algumas vezes 
realizado em hospitais, sobretudo após cirurgias abdominais). 
 Em raros casos, a alcalose metabólica ocorre em um indivíduo 
que ingeriu uma quantidade excessiva de substâncias alcalinas 
(p.ex., bicarbonato de sódio). 
 Perda excessiva de sódio ou de potássio afeta a capacidade 
dos rins de controlar o equilíbrio ácido- básico do sangue. 
 
REGULAÇÃO RENAL DO pH
 Rins regulam a concentração de íon hidrogênio 
(H+), promovendo o aumento ou a diminuição 
da concentração dos íons bicarbonato (-HCO3), 
nos líquidos do organismo. 
 Essa variação dos íons bicarbonato ocorre em 
conseqüência de reações nos túbulos renais, às 
custas do mecanismo da secreção tubular.
 
REGULAÇÃO RENAL DO pH
 O dióxido de carbono do líquido 
extracelular penetra nas células tubulares 
- anidrase carbônica, dióxido de carbono 
combina com a água - forma ácido 
carbônico - dissocia em íons bicarbonato 
e hidrogênio
 
REGULAÇÃO RENAL DO pH
 H+ - secretado para a luz do túbulo renal - 
misturado ao filtrado glomerular.
 Túbulos renais - absorvem sódio do filtrado 
glomerular - combinam ao íon bicabonato - 
produzindo o bicarbonato de sódio - devolvido 
ao líquido extracelular. 
 A formação do bicarbonato depende da 
produção e secreção de H+ pelas células 
tubulares e mantém a reserva de bases do 
organismo 
 
REGULAÇÃO RENAL DO pH
 O excesso de íon hidrogênio no filtrado tubular é 
neutralizado pelos tampões do líquido tubular, 
principalmente o fosfato, a amônia, os uratos e citratos.
 O resultado final da excessiva secreção de íons 
hidrogênio nos túbulos renais:
 aumento da quantidade de bicarbonato de sódio no líquido 
extracelular - aumenta a quantidade de bicarbonato do sistema 
tampão bicarbonato/ácido carbônico - normalidade do pH.
 
REGULAÇÃO RENAL DO pH
 Quando a quantidade de bicarbonato no sangue 
está aumentada, a sua proporção, em relação 
ao ácido carbônico, é maior e o pH está acima 
do normal. Nestas circunstâncias, aumenta a 
filtração renal dos íon bicarbonato, em relação 
aos íons hidrogênio secretados.
 
REGULAÇÃO RENAL DO pH
 A concentração mais baixa de dióxido de carbono, 
diminui a secreção de íons hidrogênio. Maiores 
quantidades de íons bicarbonato que de íons hidrogênio 
passam a penetrar nos túbulos. Como os íons 
bicarbonato não podem ser reabsorvidos sem antes 
reagir com o hidrogênio, todo o íon bicarbonato em 
excesso passa à urina, carregando com ele íons sódio e 
outros íons positivos. Deste modo o íon bicarbonato é 
removido do líquido extracelular.
 
REGULAÇÃO RENAL DO pH
 A perda de bicarbonato diminui a sua 
quantidade no sistema tampão 
bicarbonato/ácido carbônico o que 
desloca o pH dos líquidos do organismo 
na direção ácida. A urina eliminada 
contém maior quantidade de bicarbonatos 
e se torna alcalina.
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