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Equilíbrio Ácido-Básico Profa. M.Sc. Francianny Retroz Equilíbrio Ácido-Básico: à regulação da concentração do íon-hidrogênio nos líquidos corporais. O íon hidrogênio (H+) é o íon mais importante nos sistemas biológicos A [H+] nas células e líquidos biológicos influencia a velocidade das reações químicas, a forma e função das enzimas assim como de outras proteínas celulares e a integridade das células 80mM de íons hidrogênio são ingeridos ou produzidos pelo metabolismo por dia. Íon Hidrogênio (H+) CH3-COOH + H2O CH3-COO - + H3O + (ácido) (base) O íon acetato é a base conjugada do ácido acético O ácido acético é o ácido conjugado do íon acetato O íon hidrônio é o ácido conjugado da água A água é a base conjugada do íon hidrônio Ácidos aumentam a [H+] de uma solução aquosa e bases a diminuem Ácidos e Bases A [H+] de uma solução é quantificada em unidades de pH O pH é definido como o logarítmo negativo da [H+] pH = -log [H+] A escala de pH varia de 1 até 14, uma vez que qualquer [H+] está compreendida na faixa de 100 a 10-14. Potencial Hidrogeniônico (pH) • Equação de Henderson-Hasselbach pH = pK+ log HCO3 H2CO3 pH = 6,1 + log 24 = 7,40 1,2 DETERMINANTES DO pH SANGUÍNEO Homeostasia é a constância do meio interno 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, consequentemente o pH sanguíneo, 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 Ph X Homeostasia Dieta Normal: adição de 15 a 20 moles de ácido por dia: Entre 50 a 100 mmoles/dia são provenientes dos ácidos não voláteis (não tem como origem o CO2). Exemplo: aa contendo enxofre (metionina e cisteína): ácido sulfúrico; aa catiônico (lisina, arginina e histidina): ácido hidroclorídrico; Fosfoproteínas e ác. nucléicos : ácido fosfórico; Oxidação incompleta de carboidratos, gorduras e ác. nucléicos: ácidos orgânicos. Suas concentração são reguladas principalmente pelos rins. Produção de Ácidos pelo corpo Dieta Normal: adição de 15 a 20 moles de ácido por dia: O restante (14,9 a 19,9 moles) é derivado do CO2 CO2 + H2O H2CO3 Chamado de ácido volátil. • A quantidade de CO2 presente no corpo é representada pela sua pressão parcial (PCO2). • Suas concentração são reguladas principalmente pelos pulmões. Produção de Ácidos pelo corpo Pequenas variações do pH plasmático alteram: Atividade enzimática; Permeabilidade de membrana; Concentrações de íons nos fluidos intra e extra celular; Entre outros. A Manutenção do pH Tampão » qualquer substância que pode, reversivelmente, se ligar aos íons hidrogênio. » Soluções formadas por um ácido fraco e sua base conjugada ou por uma base fraca e seu ácido conjugado Tampão + H+ H+Tampão TampãoH+ + OH- H2O + Tampão Os Sistemas Tampões Um tampão resiste ás variações no pH porque ele contém tanto espécies ácidas para neutralizar os íons OH- quanto espécies básicas para neutralizar os íons H+. As espécies ácidas e básicas que constituem o tampão não devem consumir umas às outras pela reação de neutralização. Exigência preenchida por um par ÁCIDO-BASE CONJUGADO CH3COOH / CH3COO - NH4 + / NH3 ou Composição e Ações das Soluções Tampões Os Sistemas Tampões 1. TAMPÃO BICARBONATO/ÁCIDO CARBÔNICO – Processa o CO2 CO2 + H2O H2CO3 HCO3 - + H+ 2. TAMPÃO FOSFATO: 5% do tamponamento não HCO3 HPO4 2- + H+ H2PO4 - + OH HPO4 2- + H2O Os Sistemas Tampões: regulação do pH sanguíneo 3. TAMPÃO HEMOGLOBINA : Hb capta H+ livre CO2 + HbO2 CO2Hb + O2 4. TAMPÃO PROTEÍNAS PLASMÁTICAS 95% DO TAMPÂO NÃO BICARBONATO – Grupamentos imidazol da histidina (albumina) reagem com H+ Os Sistemas Tampões: regulação do pH sanguíneo Os Sistemas Tampões: regulação do pH sanguíneo REGULAÇÃO RESPIRATÓRIA O PRINCIPAL MECANISMO DE REGULAÇÃO RESPIRATÓRIA DO pH É A RETENÇÃO DO CO2 NA ALCALOSE E ELIMINAÇÃO DO CO2 NA ACIDOSE. ESSE CONTROLE SE DÁ SOBRETUDO PELA VENTILAÇÃO PULMONAR ( HIPER) = ELIMINAÇÃO DE CO2 E (HIPO)= RETENÇÃO DE CO2. A VENTILAÇÃO É CONTROLADA PELOS ESTÍMULOS DA pCO2 e pO2 no ar alveolar e pelo pH. ESSES MECANISMOS RESPIRATÓRIOS TAMBÉM SÃO SENSÍVEIS AO BICARBONATO. Os Sistemas Tampões: regulação do pH sanguíneo REGULAÇÃO RENAL O CONTROLE RENAL DO pH SANGUÍNEO SE DÁ: 1. REABSORÇÃO DO BICARBONATO 2. EXCREÇÃO DE ÁCIDOS – NA FORMA DE ÍONS H+. NA FORMA DE H2PO4 - NA FORMA DE AMÔNIA Os Sistemas Tampões: regulação do pH sanguíneo Desequilíbrio Ácido-Básico Desequilíbrio Ácido-Básico Desequilíbrio Ácido-Básico • Acidose:ocorre quando o pH do sangue está abaixo da normalidade (< 7,35). • Respiratória:alterações primárias na PCO2. • Metabólica:alterações primárias na [HCO3 -]. • Alcalose: ocorre quando o pH do sangue está acima da normalidade (> 7,45). • Respiratória:alterações primárias na PCO2. • Metabólica:alterações primárias na [HCO3 -]. Desequilíbrio Ácido-Básico Desequilíbrio Ácido-Básico Quando ela surge? • Quando existe um excesso de H+ não derivado do CO2; • Quando há perda de HCO3 - para o meio externo (perda urinária ou gastrintestinal). Desequilíbrio Ácido-Básico Desequilíbrio Ácido-Básico Compensação: • Tamponamento do H+ no LEC e no LIC. • Respiratória: ↓ pH estimula centros respiratórios, ↑ frequência resp. (hiperventilação - eliminação de CO2) que minimiza a ↓ pH. • Renal: ↑ excreção de ácido resultante; ↑ reabsorção de HCO3- filtrado; ↑ excreção de NH4+. Desequilíbrio Ácido-Básico Quando ela surge? • Quando há uma aumento da reabsorção renal de base; • Quando há perda de H+ para o meio externo. Desequilíbrio Ácido-Básico Desequilíbrio Ácido-Básico Compensação: • Tamponamento do H+ no LEC e no LIC. • Respiratória: ↑ pH inibe os centros respiratórios, ↓ frequência resp. (hipoventilação - elevando a PCO2 sanguínea) que minimiza o ↑ pH. • Renal: ↑ excreção de HCO3 - por redução da sua reabsorção ao longo do néfron; ↓ excreção de ácidos; ↓ da excreção de NH3 - Desequilíbrio Ácido-Básico Causas mais comuns: • Danos no tecido pulmonar (tuberculose); • Impedimento de troca gasosa alveolar (edema); • Paralisia dos músculos respiratórios; • Insuficiência respiratória induzida (overdose de narcóticos); • Reduzida mobilidade da caixa torácica. Desequilíbrio Ácido-Básico Compensação: • Tamponamento • Renal: ↑ da reabsorção de HCO3 - pelo néfron ↑ da excreção de ácidos tituláveis ↑ da excreção de NH4 + Desequilíbrio Ácido-Básico Desequilíbrio Ácido-Básico Desequilíbrio Ácido-Básico Compensação: • Tamponamento • Renal: ↓ reabsorção de HCO3 - pelo néfron ↓ excreção de ácidos↓ da excreção de NH4 +
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