Bioquímica - Ácido e Base

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Conceitos Básicos
• Concentração:
• Quantidade de uma substância dissolvida numa solução.
• A concentração dos gases é habitualmente referida em percentagem:
• A percentagem parcial de oxigénio do ar que respiramos é 21%, ou seja, para cada L de 
ar inspirado há 210 mL de O2.
(CARNEIRO et. al., 2013)
Conceitos Básicos
• Pressão parcial – de um gás, em mistura de gases, é a pressão que 
aquele gás exerceria se ocupasse o volume total da mistura.
• Se o gás é uma mistura, como é a caso do ar, a pressão parcial é a soma das 
pressões parciais de cada um dos seus componentes. Tendo em consideração 
a composição habitual do ar.
• Pressão atmosférica= pressão parcial do nitrogênio (=78,06%)+ Oxigênio (=20,98%) + 
dióxido de carbono (=00,04%)+ gazes inertes (=00,92%). 
• Gás em contato com um líquido;
• parte desse gás dissolve-se no líquido - importante em fisiologia humana.
(CARNEIRO et. al., 2013)
Conceitos Básicos
• O volume que se dissolve no líquido depende de duas forças:
• Pressão parcial - “empurra” o gás para dentro do líquido 
• Solubilidade - a facilidade com que as moléculas desse gás se misturam com 
o líquido.
• A 𝑐𝑜2 é 20 vezes mais solúvel no plasma do que o 𝑜2, ou seja, para a mesma 
pressão parcial, o 𝑐𝑜2 se dissolve no plasma vinte vezes mais do que o 𝑜2.
• Variáveis das pressões parciais do oxigênio:
• 𝑃𝑂2= pressão parcial de 𝑜2 na atmosfera
• 𝑃𝐴𝑂2= pressão parcial de 𝑜2 no alvéolo
• 𝑃𝑎𝑂2 = pressão parcial de 𝑜2 no sangue arterial 
(CARNEIRO et. al., 2013)
Ácidos 
• É toda a substância capaz de fornecer íons hidrogênios (𝐻+), quando está 
em solução.
• Doadores de prótons. 
• Um ácido forte fornece facilmente muitos 𝐻+;
• Um ácido fraco fornece poucos 𝐻+; 
• De entre os ácidos habituais no organismo destacam-se:
• Ácido clorídrico (HCl);
• Ácido láctico (𝐶3 𝐻6 𝑂3 );
• Ácido carbônico (𝐻2 𝐶𝑂3 );
• Cetoácidos (ácidos orgânicos);
• Ácido pirúvico (𝐶3 𝐻4 𝑂3 );
• Ácido úrico ( C5H4N4O3)
• Proteínas.
(CARNEIRO et. al., 2013)
Bases 
• É toda a substância que aceita íons hidrogênios quando está em 
solução.
• Aceptoras de prótons.
• As bases mais importantes no controle do equilíbrio ácido-base (Eq a-
b), são:
• Bicarbonato (HCO3-)
• Fosfato (𝑃𝑂4
3−)
• Proteínas
• Amônias ( NH3)
• As proteínas são compostos com propriedades particulares porque 
podem funcionar como doadoras e como aceitadoras de 𝐻+.
(CARNEIRO et. al., 2013)
pH
• A “acidez” de uma solução é uma propriedade que resulta do número
de hidrogênios nela dissolvidos. 
• No organismo a concentração de 𝐻+ é baixíssima, quando comparada 
com a concentração de outros íons essenciais à vida.
• [H+]= 0,0000 04 mmol/L
• Para representar uma concentração tão baixa usa-se uma variável 
matemática, que se designa por pH.
(CARNEIRO et. al., 2013)
pH
•A atividade metabólica normal do organismo liberta 
grande quantidade de hidrogênios intracelulares. Mas, 
o acumulo desses H+ nos tecidos provoca graves 
alterações de pH a curto prazo.
•As enzimas, essenciais à vida, só funcionam se o pH 
estiver numa estreita margem, sempre que o pH se 
desvia grandemente da margem fisiológica há riscos 
de vida.
• Quando a [H+] 
sobe o pH baixa; 
[OH-] é menor que 
a [H+].
• Quando a [H+] 
baixa o pH sobe; 
[OH-] é maior que 
a [H+].
• O pH normal varia 
entre 7,36 – 7,44.
Julgue os itens:
• 1 ( ) O metabolismo celular produz ácidos que mantem a 
concentração dos íons hidrogênio nos líquidos do organismo 
inalterado. 
• 2 ( ) Os ácidos são as substâncias que podem ofertar íons hidrogênio 
para uma solução. 
• 3 ( ) As bases são as substâncias que podem recolher íons hidrogênio 
em uma solução.
• 4 ( ) O potencial hidrogeniônico (pH) é uma escala numérica utilizada 
para classificar a acidez ou basicidade de uma solução aquosa.
Em relação ao pH julgue os itens.
• 1 ( ) Considerando que a equação de dissociação de um ácido é 
, , então 𝐻2 𝑆𝑂4 é um ácido pois dissocia-se liberando 
prótons como a seguir: 
2 ( ) Os ácidos fortes dissociam-se totalmente quando em soluções 
diluídas, por outro lado, os ácidos fracos ionizam-se muito pouco. 
Acidose e Alcalose
•Acidose e alcalose são termos que definem processos 
fisiopatológicos e identificam a origem da 
perturbação.
•As alterações do Eq a-b ocorrem primariamente 
dentro da célula, mas se não forem corrigidas e a 
perturbação persistir acabam por se repercutir no 
plasma provocando acidemia ou alcalemia. 
(CARNEIRO et. al., 2013)
Acidose e Alcalose
• Do ponto de vista fisiopatológico:
• Acidose metabólica=diminuição do HCO3-
• Alcalose metabólica= aumento do HCO3-
• Acidose respiratória= aumento do CO2
• Alcalose respiratória = diminuição do CO2
Pode existir acidose com pH normal e alcalose com pH normal;
❖por isso é necessário distinguir acidemia de acidose e alcalemia de alcalose;
❖pode existir ao mesmo tempo mais do que uma perturbação fisiopatológica a 
alterar o pH em sentidos opostos, exemplo, acidose respiratória (retenção de 
CO2) + alcalose metabólica (retenção de HCO3-). 
❖avaliar só para o pH não defini o estado do Eq a-b. 
(CARNEIRO et. al., 2013)
Tampões são misturas de ácidos fracos e suas 
bases conjugadas
• Tampões:
• São sistemas aquosos que tendem a resistir a mudanças de pH quando 
pequenas quantidades de ácido (H+) ou base (OH-) são adicionados.
• Consiste:
• ácido fraco – doador de prótons
• Base conjugada – aceptor de prótons.
(ILEHNINGER, NELSON, E COX, 2011)
Ácidos ou bases fracas tamponam células e 
tecidos contra as mudanças de pH
• Os fluidos intracelulares ou extracelulares de organismos 
multicelulares têm como característica um pH quase constante.
• A primeira linha de defesa dos organismos contra mudanças internas 
de pH é proporcionada por sistemas tampão.
• O citoplasma da grande maioria das células contém altas 
concentrações de proteínas e essas proteínas contêm muitos 
aminoácidos com grupos funcionais que são ácidos fracos ou bases 
fracas.
(ILEHNINGER, NELSON, E COX, 2011)
Julgue os itens. 
• 1 ( ) As alterações do equilíbrio ácido e base ocorrem primariamente 
dentro da célula, por essa razão independente de serem corrigidas o 
plasma sanguíneo continua inalterado. 
• 2 ( ) A primeira linha de defesa dos organismos contra mudanças 
internas de pH é proporcionada por sistemas tampão.
• 3 ( ) As proteínas presentes no plasma exercem efeito tamponante
muito discreto.
Tampões 
• Cerca de ¾ da capacidade de tamponamento intracelular é 
assegurada pelas proteínas e pelos fosfatos (existentes em grande 
concentração dentro das células).
• Hemoglobina:
• Facilidade para receber e doar H+. 
• O Restante ¼ da capacidade tampão do organismo é assegurando por 
proteínas séricas e pelo sistema bicarbonato – ácido carbônico. 
(CARNEIRO et. al., 2013)
Produção e eliminação de ácidos
• O organismo produz como subproduto dos mecanismos de produção de 
energia, cerca de 1 mmol/kg/dia de H+. A este valor soma-se a produção 
contínua de CO2. 
• Se estas substâncias não forem eliminadas ou neutralizadas ocorrerá lesão 
das células.
• Para compensar de imediato a produção desses “tóxicos”, o organismo 
socorre-se de tampões.
• Mas os tampões têm uma capacidade limitada e por isso organismo tem de 
se libertar dos excedentes.
• Essa função é desempenhada pelo pulmão que elimina o CO2 e pelo rim 
que elimina os H+. 
• O objetivo é atingir cerca de 40 nmol/L que é a concentração normal de 
H+.
(CARNEIRO et. al., 2013)
Tampões 
• Enquanto as proteínas plasmáticas se encarregam de levar o H+ ao 
rim para ser eliminado, o sistema bicarbonato – ácido carbônico 
mantém o equilibro gerindo a associação e a dissociação do H2CO3 
em H2O+CO2 numa relação representada pela fórmula:
(CARNEIRO et. al., 2013)
Tampões
• A capacidade de tamponamento das proteínas é limitada.
• No sistema do bicarbonato a reação não acaba no bicarbonato, 
prossegue até H2O + CO2.
• H2O dissolve-se no plasma enquanto o CO2 é eliminado com a respiração. 
• Esta reação tende para a direita ou para a esquerda, conforme a 
pressão do ambiente metabólico. 
• Quando as reações para a direita tendem a igualar as reações para a 
esquerda atinge-se um estado de equilíbrio que contribui para regular 
o pH.
(CARNEIRO et. al., 2013)
Tampões
• Importante: o sistema do bicarbonato/ácido carbônico nunca se 
satura porque há sempre a possibilidade de o desdobrar em CO2 e 
H2O que são continuamente eliminados ou incorporados no plasma.
• O nível de bicarbonato é influenciado quer pelo funcionamento do 
aparelho respiratório quer pelos rins (que têm a função de eliminar 
hidrogênios e regenerar HCO3-).
(CARNEIRO et. al., 2013)
Sistema-tampão
• O tampão constitui um equilíbrio químico, regido por uma constante 
de equilíbrio (Keq) e, por isto, nem todos os prótons adicionados 
associam-se à base conjugada. Se isto ocorresse, o número de 
prótons em solução seria o mesmo que antes da adição; a 
concentração de A seria menor e a concentração HA seria maior. 
Sistema-tampão
• Embora a maior parte dos prótons adicionados associem-se a A, uma 
pequena parte fica livre, em solução. O valor final da concentração de 
[H+} será, portanto, um pouco maior do que antes da adição; o de A 
será menor e o de HA, maior. Desta forma, o valor da constante de 
equilíbrio é mantido:
Sistema-tampão
• Quando se adiciona um álcali ao sistema-tampão, o resultado é 
análogo ao caso anterior. Os íons OH- , provenientes de um álcali 
como NAOH, associam-se com prótons do meio, formando H2O.
Julgue os itens.
• 1( ) As alterações do Eq a-b ocorrem primariamente fora da célula, 
mas se não forem corrigidas e a perturbação persistir acabam por se 
repercutir dentro da célula.
• 2 ( ) Os fluidos intracelulares ou extracelulares de organismos 
multicelulares têm como característica um pH quase constante.
• 3 ( ) A primeira linha de defesa dos organismos contra mudanças 
internas de pH é proporcionada por sistemas tampão.
• 4 ( ) O citoplasma da grande maioria das células contém altas 
concentrações de proteínas e essas proteínas contêm muitos 
aminoácidos com grupos funcionais que são ácidos fracos ou bases 
fracas.
Imagine como um sistema-tampão hipotético, formado pelo ácido HA e 
sua base conjugada A, reage quando acrescenta-se um ácido forte (adição 
de prótons), lembrando que o ácido forte dissocia-se completamente. 
• ( ) Então, ao adicionar H+ ao equilíbrio formado pelo ácido, base 
conjugada e prótons , o sistema-tampão reagirá por 
intermédio da base conjugada (A), que se associará aos prótons, 
transformando-se em ácido (HA).
• ( ) O simples fato de haver uma associação deixará livre um número 
de prótons menor do que se a base A não estivesse presente, pois, 
neste caso, todos os prótons adicionado ficariam livres. 
• ( ) Neste caso o pH irá diminuir. 
Plasma sanguíneo 
• É tamponado em parte pelo sistema tampão do bicarbonato:
• Ácido carbônico (H2CO3) – doador de prótons
• Bicarbonato (HCO3-) – aceptor de prótons.
K1 – primeira de várias constantes de equilíbrio no sistema de tamponamento 
do bicarbonato.
(ILEHNINGER, NELSON, E COX, 2011)
Plasma sanguíneo 
• Esse sistema é mais complexo que 
outros pares ácido-base 
conjugados:
• O pH de uma solução tampão de 
bicarbonato depende da 
concentração de H2CO3 os 
componentes doador e receptor de 
prótons. 
• A concentração de H2CO3 por sua 
vez depende da concentração de 
CO2 na fase gasosa, ou da pressão 
parcial de CO2 (pCO2).
• Portanto, o pH de um tampão de 
bicarbonato exposto a uma fase 
gasosa é determinado pela 
concentração de HCO3- na base 
aquosa e pala pCO2 na fase gasosa.
Ácido carbônico (H2CO3), é formado a 
partir de dióxido de carbono dissolvido 
(d) e água (H2O).
Reação reversível.
(ILEHNINGER, NELSON, E COX, 2011)
Tampão de bicarbonato 
• É um tampão fisiológico efetivo 
em pH próximo de 7,4;
• Pois o H2CO3 do plasma 
sanguíneo está em equilíbrio com 
uma grande capacidade de reserva 
de CO2 (g) no ar contido nos 
pulmões.
• Envolve três equilíbrios 
reversíveis.
• A taxa de respiração é 
controlada pelo tronco 
encefálico, no qual a detecção 
de aumento de pCO2 sanguíneo 
ou de diminuição do pH 
sanguíneo aciona uma 
respiração mais profunda e mais 
frequente. 
(ILEHNINGER, NELSON, E COX, 2011)
Ácido láctico (𝐶3 𝐻6 𝑂3 )
𝐻+ + 𝐻𝐶𝑂3
−
𝐻2𝐶𝑂3
𝐶𝑂2 (𝑑)
𝐻2O𝐻2O
𝐶𝑂2 (𝑔)
Fase aquosa 
– sangue 
nos 
capilares.
Fase gasosa – no espaço aéreo pulmonar 
https://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ve
d=0ahUKEwjrvqS27v_MAhXFE5AKHce8AwQQjB0IBg&url=http%3A%2F%2Fwww.infoescola.com%2F
sistema-respiratorio%2Fhematose-
pulmonar%2F&bvm=bv.123325700,d.Y2I&psig=AFQjCNGcQbBCym3Y7ejRv9nE8SOuFkZ57g&ust=14
64631154355749
(ILEHNINGER, NELSON, E COX, 2011)
A eliminação de CO2
• 5% do CO2 circula no plasma 
ligado às proteínas e uma 
quantidade idêntica dissolve-se 
no plasma e líquido intracelular.
• 90% do CO2 liga-se à água e 
forma HCO3- e H+.
• Nesta perspectiva o CO2 
comporta-se como um ácido 
porque promove a liberação de 
H+. Quanto mais CO2 existir mais 
H+ se liberta. 
(CARNEIRO et. al., 2013)
(ILEHNINGER, NELSON, E COX, 2011)
A eliminação de CO2
• Um indivíduo normal excreta diariamente pelos pulmões o 
equivalente à produção de cerca de 13 109 nmol de H+ e, por isso, se 
hipoventilar esses H+ podem ficar retidos, provocando acidose 
respiratória.
• Quando a capacidade dos sistemas tampão se esgota acumulam-se 
H+ que podem atingir valores tais que o pH desvia para baixo dos 
7,35, o que se designa acidemia. 
(CARNEIRO et. al., 2013)
A eliminação de H+
• Os cerca de 1 000 000 nmol de H+/kg produzidos por dia são 
neutralizados pelos tampões de tal forma que não devem existir mais 
de 40 nmol/L de H+ livres, no organismo.
• A maioria de H+ é tamponada pelo HCO3- e eliminada no rim, onde 
se regenera o HCO3-, que é então reposto em circulação.
• O rim é o principal regenerador de HCO3-,por ação da anídrase
carbónica que catalisa a formação de HCO3-, a partir do CO2 e H2O.
• O rim dispõe ainda de outros dois mecanismo que são a produção de 
NH4+ e os fosfatos que funcionam como aceitadores de H+, 
eliminados na urina como ácidos tituláveis. 
(CARNEIRO et. al., 2013)
A eliminação de H+
• A ligação entre o sistema respiratório e metabólico faz-se pela 
produção de H2CO3. 
• A velocidade dos dois ramos da reação é rápida quando reage no 
sentido da associação do HCO3- + H+ e muito mais lenta quando 
ocorre a dissociação em H2O e CO2.
• Essa reação é acelerada pela anídrase carbónica (localizada 
preferencialmente no eritrócito e rim).
• É esta ligação que permite que o sistema respiratório (eliminando 
CO2) compense o metabólico e vice-versa (eliminando H+).
(CARNEIRO et. al., 2013)
Interpretação dos equilíbrio a-b
• Sequência universal de avaliação:
• 1- avaliação dos dados clínicos e antecipação dos desvios 
esperados;
• 2- identificação e tratamento de situações de perigo 
iminente;
• 3- análise sistemática dos dados da gasometria e 
ionograma.
• Como está a oxigenação
• Como está o equilíbrio ácido-base
• Como estão íons.
(CARNEIRO et. al., 2013)
Avaliação dos dados clínicos e antecipação 
dos desvios esperados
• Avaliação dos dados clínicos e antecipação dos desvios esperados.
• Na avaliação dos dados clínicos é fundamental a informaçãoacerca da 
situação clínica atual, as comorbidades e os antecedentes relevantes, 
nomeadamente medicamentosos.
• O reconhecimento de manifestações clínicas próprias dos distúrbios 
ácido-base é importante:
• acidose respiratória
• Acidose metabólica
• Lactacidemia/acidose láctica
• Alcalose respiratória
• Alcalose metabólica
(CARNEIRO et. al., 2013)
Acidose Respiratória
• A hipercapnia provoca vasodilatação generalizada com aumento do 
débito cardíaco e por isso o doente tem frequentemente:
• Pele quente
• Taquicardia
• Disritmias de predomínio supraventricular
• Pulso amplo
• Sudação profusa
(CARNEIRO et. al., 2013)
Acidose Respiratória
(CARNEIRO et. al., 2013)
• Se o quadro persistir o rim disfuncional 
com retenção de água e sódio. Nos casos 
mais graves pode mesmo ocorrer falência 
cardíaca e hipotensão. 
• Encefalopatia hipercápnica ocorre quando 
o organismo não tem tempo para 
compensar a retenção de CO2 e 
caracteriza-se por:
• Cefaleias
• Irritabilidade que pode chegar à agressividade
• Confusão, incoerência de pensamento que 
pode chegar ao delírio, alucinações e sintomas 
psicóticos
• Ocasionalmente edema da papila, convulsões, 
mioclonias e trémul/asterixis/flapping
Acidose metabólica
• Tem como consequência imediata a hiperventilação, que pode 
aumentar o volume/minuto do ar ventilado 4 a 8 vezes na tentativa 
de eliminar a retenção de H+, a que se associam um conjunto de 
manifestações de estado hiperadrenérgico, designadamente;
• Pele fia e suada
• Estase capilar por vasodilatação arterial associada a venocosntrição
• Taquicardia e arritmias (especialmente se o pH for <7.0)
• Sobrecarga cardíaca direita, por vasoconstrição da circulação pulmonar 
• Alterações do nível de consciência
(CARNEIRO et. al., 2013)
Acidose metabólica
• O aumento do H+ leva frequentemente a um estado de hipercalemia
com:
• Hiperexitabilidade muscular
• Risco de disritmias
• Riscos de PCR
(CARNEIRO et. al., 2013)
Lactacidemia/acidose láctica
• O ácido láctico é um produto do metabolismo anaeróbio da glicose, o 
quer dizer que sempre que a oxigenação tecidular está prejudicada 
criam-se condições para que a glicólise decorra em anaerobiose com 
a consequente produção aumentada de ácido láctico.
• Na prática clínica corrente as duas causa mais frequentes de aumento 
do L-lactacto são:
• Hipoxemia (hipoperfusão celular=cheque)
• Exercício físico extremo (convulsões).
(CARNEIRO et. al., 2013)
Lactacidemia/acidose láctica
• Em condições normais o ácido láctico é imediatamente tamponado 
pelo HCO3-, produzindo lactado que é de seguida dissociado, no 
fígado, em CO2, glicose e H2O. 
• Assim se compreende que a produção excessiva de ácido láctico 
(situações de anaerobiose) ou a sua metabolização insuficiente 
(falência hepato-celular) podem ambas produzir uma acidose láctica, 
que por convenção se designa de tipo A no 1° caso e do tipo B no 2°
caso.
(CARNEIRO et. al., 2013)
Alcalose respiratória
• Pode provocar um espectro largo de manifestações neurológicas [em 
geral de carácter excitatório] em que se incluem:
• Parestesias
• Confusão
• Tonturas
• Sensação de aperto torácico
• Convulsão (raramente)
• Tetania
(CARNEIRO et. al., 2013)
Alcalose respiratória
• Se o doente está acordado a alcalose 
respiratória raramente se complica com 
consequências cardio-circulatórias porque 
o doente reage e cessa a hiperventilação, 
contudo, quando é provocada pela 
hiperventilação mecânica num doente 
sedado ou com patologia neurológica, 
provoca com frequência:
• Disritmias
• Aumento das resistências vasculares com 
redução do débito cardíaco
• Hipoperfusão periférica
(CARNEIRO et. al., 2013)
Alcalose metabólica
• Tem manifestações inespecíficas e múltiplas:
• Hipovolémia
• Hipoventilação
• Redução da contratibilidade muscular
• Disritmias
• Alterações da consciência e fraqueza muscular
• Pelo que o diagnóstico assenta essencialmente nos dados laboratoriais.
(CARNEIRO et. al., 2013)
Alcalose metabólica
• A hipovolemia é na maior parte 
das vezes consequência da 
patologia que provocou a alcalose, 
mas a alcalose é causa suficiente 
de vasodilatação.
• As alterações do ritmo cardíaco e 
da contratibilidade muscular estão 
muitas vezes associadas ás 
alterações do K+ e do Ca++, 
frequentemente secundárias às 
patologias causais.
(CARNEIRO et. al., 2013)
Alcalose metabólica
• No exame inicial dos doentes chamamos a atenção para a importância de 
realizar uma correta avaliação da volemia e da hidratação.
• A avaliação do estado de volemia é fundamental para a caracterização e 
classificação dos desequilíbrios ácido-base.
• As doenças que estão na sua origem cursam frequentemente com 
alterações da homeostase da água e dos íons (ex. cetoacidose diabética), 
da volemia efetiva (sepses, insuficiência renal) e da osmolaridade 
plasmática.
• Por outro lado, o funcionamento do rim é absolutamente dependente da 
sua perfusão e aquele é essencial para as compensações desencadeadas 
pelo desvio primário.
• A avaliação do estado circulatório e do liquido extracelular [LEC} são passos 
essenciais na analise dos desvios iónicos e na sua correção.
(CARNEIRO et. al., 2013)
Alcalose metabólica
•A classificação do dente deve identificar:
• Sinais de desidratação/hiper-hidratação
• Refletem sobretudo o estado espaço intracelular
• O estado do líquido extracelular [LEC]
• Reflete a volemia total e o estado do terceiro espaço.
• A volemia efetiva
• Reflete o estado circulatório e a perfusão de órgãos.
(CARNEIRO et. al., 2013)
Bibliografia 
CARNEIRO, Antônio et al. Equilíbrio Ácido-Base e Hidroelectrolítico, 
Manual da Reanima. Ed. Reanimo, 1° ed. 2013. p. 5-32. 
ILEHNINGER, Albert L; NELSON, David L; COX, Michael M. Princípios de 
bioquímica de Lehninger. 5. ed. São Paulo: Artmed, 2011.