Regulação do pH e líquidos corporais

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Regulação do pH dos líquidos 
corporais
Regulação do pH dos líquidos 
corporais
• pH = - log[H+]
• LEC = 7,40 ± 0,02 (0,00004 mM)
• pH < 7,38 Acidose
• pH > 7,42 Alcalose
Ojetivo: Manutenção do pH sistêmico na faixa 
de normalidade.
pH arterial entre 7,35 e 7,45
[H+] ~ 40 nanomoles/L (10-9)
Como a relação entre pH e concentração é logarítmica, pequenas varições
de pH correspondem a variações importantes na concentração de H+
[H+] = 40 × 10-9 mol/LpH = 7.4 → →
[HCO ] = 24 × 10-3 mol/L3
-
[Na ] = 140 × 10-3 mol/L+
Regulação do pH dos líquidos 
corporais
• Produção endógena de H+
– CO2 (Ácido volátil)
• Oxidação de carboidratos, gorduras e aminoácidos
• Reação:
CO2 +H2O ⇔ H2CO3 ⇔ H+ + HCO3-
O metabolismo diário: 
produção de excesso de ácidos em relação a bases.
O ácido gerado de forma mais abundante é o ácido carbônico, 
proveniente da oxidação completa de ácidos orgânicos:
16.000 a 20.000 mmol de CO2/ dia
O CO2 não se acumula no organismo, 
é eliminado pelos pulmões
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
2
Alguns ácidos produzidos durante o metabolismo, não podem 
ser oxidados a CO2:
Ácidos orgânicos: 
- ácido úrico 
- ácidos glicurônico
- ácido oxálico
Ácidos inorgânicos:
- H2SO4, H3PO4, HCl
Regulação do pH dos líquidos 
corporais
• Produção endógena de H+
– Ácidos Fixos
• Sulfúrico: oxidação dos aminoácidos metionina e cisteína
• Fosfórico: metabolismo de fosfolipídeos, ácidos nucléicos, 
fosfoglicerídeos e fosfoproteínas
– Ácidos orgânicos: ácido lático, ácido aceto-acético e 
ácido beta-hidroxi-butírico
• Metabolismo de carboidratos e gorduras
A manutenção do pH na faixa de normalidade, requer a 
atuação de três mecanismos fisiológicos fundamentais:
- Tamponamento intra e extracelular, o que amortece as
variações no pH
- Ações compensatórias pulmonares, que determinam a taxa de
excreção de CO2
- Ações compensatórias renais, que controlam o conteúdo de 
HCO3- no organismo
Mecanismo de Tamponamento do pH:
Funcionam como tampões:
1) ácido fraco neutro e sua base conjugada:
HA H+ + A-
2) base neutra fraca e seu ácido fraco conjugado:
BH+ B + H+
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2 0 1 5 1 0 5 0
p H
Á C I D O A D I C I O N A D O m m o l
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p H
Á C I D O A D I C I O N A D O m m o l
Numa solução com vários tampões, todos os tampões 
contribuirão para o tamponamento de uma dada quantidade de 
ácidos ou bases adicionados à solução.
A contribuição de cada tampão dependerá da sua 
concentração e do seu pK em relação ao pH da solução 
Princípio iso-hídrico para os tampões
A investigação de apenas um dos muitos tampões do 
plasma permite a avaliação da normalidade e do distúrbio 
do equilíbrio ácido-base.
Tampões ácido-básicos do 
organismo
• Proteínas
– Apresentam grupos ionizáveis:
• carboxila C-terminal
• amina N-terminal
• carboxila de cadeia lateral
• amino de cadeia lateral → lisina
• imidazol → histidina
– pKa ≅ 7,4
– Hemoglobina: proteína do sangue com maior poder 
tamponante, principalmente qquando desoxigenada
Ácidos aspártico e 
glutâmico
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Titulação com ácido
Proteína
COO-
COO-
COO-
COO-
+H3N
+H3N
+H3N
+H3N
Proteína
COO-
COO-
COO-
COO-
+H3N
+H3N
+H3N
+H3N
+ 4 H+
+ 4 OH-
Proteína
COOH
COOH
COOH
COO-
+H3N
+H3N
+H3N
+H3N
+ 1 H+
Proteína
COO-
COO-
COO-
COO-
H2N
H2N
H2N
+H3N
+ 1 OH-
3 H2O
Titulação com base
Ação tamponante de uma proteína Tampões ácido-básicos do 
organismo
• Fosfato
– Reação:
H2PO4- ⇔ H+ + PO4=
– pKa ≅ 6,8
– Importante principalmente no LIC e líquido tubular 
renal
Tampões ácido-básicos do 
organismo
• Bicarbonato
– Reação:
H2CO3 ⇔ H+ + HCO3-
– Equação de Henderson-Hasselbalch
pH = pKa + log [HCO3-] / [H2CO3]
pH = pKa + log [HCO3-] / [CO2]
– pKa ≅ 6,1
Rim Pulmão
pH = 6,1 + log10 { [HCO3-] / 0,030,030,030,03 . PaCO2 }
a PaCO2 é mantida constante pela ventilação pulmonar
Esse tampão é, portanto, titulado a ácido constante
Capacidade 
tamponante:
2,6 slykes
Capacidade 
tamponante:
55,3 slykes
Slyke = capacidade 
tamponante (β)
= mmol/L/pH
β = d(ácido ou base)/
dpH
Regulação pulmonar do equilíbrio ácido-base:
Tanto a frequência ventilatória quanto a profundidade dos 
movimentos respiratórios são controlados de modo a manter a
PaCO2 em torno de 40 mmHg.
(PaCO2 é igual à PCO2 do ar alveolar )
• Regulação respiratória 
do pH
– PCO2 ∝∝∝∝ 1 / Va
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Regulação do pH dos líquidos 
corporais
• Regulação Renal do pH
– Reabsorção do HCO3- filtrado
– Geração de “novo” HCO3-
– Secreção de HCO3-
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PROXIMAL
DISTAL/COLETOR
pH intraluminal
Na+
K+
ATP
Na+
K+
CO2 H2O
H2CO3 HCO3-
CA
H+
Na+ Na+
H+
Reações
Metabólicas
Túbulo Proximal Espaço
peritubular
Luz
tubular
35 211149 155108 295 358 387 430 481
16 127 130 174 192 339315 500411406
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
H2N
COOHIntracelular
Extracelular
Estrutura molecular esquemática do trocador Na+-H+.
Sequência de 815 aa, e peso molecular de 90 KDa.
Na+
K+
ATP
Na+
K+
CO2 H2O
H2CO3 HCO3-
CA
H+H+
Reações
Metabólicas
Néfron Distal
(células intercaladas tipo α)
Espaço
peritubular
Luz
tubular
H+-ATPase
Esquema da 
estrutura molecular 
da H+-ATPase
encontrada no 
néfron distal
17
C
17
C
70
A
56
B
56
B
70 70
56
33
H+
V1
V0
Citoplasma
6
Na+
K+
ATP
Na+
K+
CO2 H2O
H2CO3 HCO3-
CA
H+
Na+ Na+
H+
Reações
Metabólicas
Reabsorção do HCO3- filtrado Espaço
peritubular
Luz
tubular
Na+
HCO3-
reabsorvido
HCO3-
H2CO3
CO2H2O
CA
CO2
A EXCREA EXCREA EXCREA EXCREÇÇÇÇÃO DE ÃO DE ÃO DE ÃO DE ÁÁÁÁCIDO CIDO CIDO CIDO 
REQUER A PRESENREQUER A PRESENREQUER A PRESENREQUER A PRESENÇÇÇÇA DE A DE A DE A DE 
TAMPÕES NO FLUIDO TAMPÕES NO FLUIDO TAMPÕES NO FLUIDO TAMPÕES NO FLUIDO 
TUBULARTUBULARTUBULARTUBULAR
ÁÁÁÁCIDO TITULCIDO TITULCIDO TITULCIDO TITULÁÁÁÁVEL:VEL:VEL:VEL:
ÁCIDO LIGADO A TAMPÕES FIXOS
H+ + HPO4-- H2PO4-
H+ + A- HA
H+ + URATO- ÁC. ÚRICO
H+ + CITRATO- ÁC. CÍTRICO
POR QUE 
“TITULÁVEL”?
ÁCIDO 
TITULÁVEL
POR QUE 
“TITULÁVEL”?
ÁCIDO TITULÁVEL ≅ 45% DO TOTAL 
(~20-45 mmol/dia)
Na+
K+
ATP
Na+
K+
CO2 H2O
H2CO3 HCO3-
CA
H+H+
Reações
Metabólicas
Formação do “novo” HCO3- Espaço
peritubular
Luz
tubular
HCO3-
“novo”
CO2
Cl-
HPO4=
H2PO4-(A.T.)
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A EXCREÇÃO DE ÁCIDO TITULÁVEL É INSUFICIENTE 
PARA ATENDER ÀS NECESSIDADES DIÁRIAS DO 
ORGANISMO. É NECESSÁRIA UMA SEGUNDA FORMA DE 
EXCRETAR ÁCIDO
A IMPORTÂNCIA DA EXCREA IMPORTÂNCIA DA EXCREA IMPORTÂNCIA DA EXCREA IMPORTÂNCIA DA EXCREÇÇÇÇÃO DE AMÔNIOÃO DE AMÔNIOÃO DE AMÔNIOÃO DE AMÔNIO
NH3 + H+
+
AMÔNIA AMÔNIO
NH4
Na+
K+
ATP
Na+
K+
CO2 H2O
H2CO3 HCO3-
CA
H+H+
Reações
Metabólicas
Formação do “novo” HCO3- Espaço
peritubular
Luz
tubularHCO3-
“novo”
CO2
Cl-
Glutamina
Ácido 
glutâmico
α-KGNH3
NH3
NH3
NH4+
Glutaminase
Desidrogenase
glutâmica
NH3
NH4
+
NH3
+ 
H+
NH3
+ 
H+
NH3
+ 
H+
NH4
+
NH4
+
+ 
H+
NH4
+
NH3
+ 
H+
NH4
+
“Trapping” de amônia em coletor:
quanto mais ácido o pH, maior a captação de NH3 na forma de 
NH4+ em coletor
Na+
K+
ATP
Na+
K+
CO2 H2O
H2CO3
HCO3-
CA
H+
Reações
Metabólicas
Secreção de HCO3-
(células intercaladas do tipo β) EspaçoperitubularLuztubular
CO2
Cl- H+
HCO3-