Equilibrio Ácido-base

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Equilíbrio Ácido- Básico 
O organismo produz diariamente 80 mEq (50 a 100 mmoles/dia) de ácidos não voláteis (não excretáveis pelos pulmões), principalmente a partir do metabolismo das proteínas. E cerca de 15 a 20 moles/dia de ácidos voláteis.
O mecanismo primário para a remoção desses ácidos não voláteis é a excreção renal. Entretanto o controle preciso das concentrações de íons H+ no Líquido extracelular (LEC) envolve mais que a simples eliminação desses íons pelos rins, como mecanismos de tamponamento ácido-básico envolvendo o sangue, as células e os pulmões, que são essenciais à manutenção das concentrações normais dos íons H+, tanto no Líquido intracelular (LIC) quanto no LEC.
A concentração de íons H+ nos líquidos corporais é normalmente mantida em nível baixo, em comparação aos outros íons.
[H+] 40 x 10-9Eq/l ou 40 nEq/l O íon Hidrogênio é um próton livre liberado a partir do átomo de Hidrogênio, as moléculas que contém átomos de Hidrogênio são capazes de liberar íons Hidrogênio e são denominadas ácidos. Ex: HCl se ioniza na água e libera H+ e Cl-.
H2CO3 se ioniza na água e libera H+ e HCO3- . Uma base é um íon ou molécula que pode aceitar um íon H+.
Ex: HCO3- é uma base visto que pode combinar-se com o H+ e formar o H2CO3.
HPO4 -- é uma base visto que pode combinar-se com o H+ e formar o H2PO4--.
As proteínas também funcionam como base, visto que alguns aminoácidos têm carga negativa e prontamente aceitam íons H+.
A Hemoglobina nos eritrócitos e as proteínas em outras células estão entre as bases mais importantes no corpo.
O termo base é freqüentemente é utilizado como sinônimo do termo álcali, que é uma molécula formada pela combinação de um ou mais dos metais alcalinos (Sódio, Potássio e Lítio) com um íon fortemente básico como o íon hidroxila (OH-).
A porção básica dessas moléculas reage rapidamente com os íons H+ para removêlos da solução.
Alcalose refere-se a remoção excessiva de íons H+ dos líquidos corporais. Acidose refere-se a adição excessiva de íons H+ nos líquidos corporais.
Distúrbios ácido-básicos metabólicos resultam da mudança na [HCO3-].
Distúrbios ácido-básicos respiratórios resultam da mudança na pCO2. Ácido forte: rapidamente se dissocia e libera grandes quantidades de H+ na solução, ex: HCl. Base forte: reage rapidamente e fortemente com o H+ e remove ativamente íons H+ da solução, ex: OH- forma H2O.
Ácido fraco: libera íons H+ com menor intensidade, ex: H2CO3.
Base fraca: liga-se mais fracamente com o H+ do que a hidroxila, ex: HCO3-. A maioria dos ácidos e bases no LEC que estão envolvidos no controle ácido-básico são ácidos e bases fracas (H2CO3 e o HCO3-).
pH dos Líquidos Corporais
Concentrações extremas de íons H+ podem variar desde 10 nEq/l a 160 nEq/l sem causar a morte. Como a concentração de íons H+ é normalmente muito baixa, se costuma expressar esta concentração em escala logarítmica, utilizando-se as unidades de pH, que está relacionado à verdadeira concentração de íons H+. pH = log 1/ [H+] = - log [H+] A partir desta fórmula podemos verificar que o pH esta inversamente relacionado com a concentração de íons H+, pH baixo = alta concentração de íons H+ e um pH alto = baixa concentração de íons H+.
Os limites de pH compatíveis com a vida são 6,8 e 8,0. A necessidade de ajuste nestes limites é devido a influencia do pH na atividade enzimática, no funcionamento cardíaco e oxigenação tecidual. A faixa normal de variação do pH sangüíneo é de 7,37 a 7,42.
Tampões, Pulmões e Rins
Existem 3 sistemas primários que regulam a concentração de íons H+ nos líquidos corporais para evitar o desenvolvimento de acidose e alcalose: 1. Os sistemas químicos de tampões ácido-básicos dos líquidos corporais (primeira linha de defesa contra as variações de pH) 2. O centro respiratório 3. Os rins.
Tampão
Qualquer substância que pode ligar-se reversivelmente aos íons H+. Ácido fraco e sua base conjugada e uma base fraca e seu ácido conjugado.
	TAMPÃO + H+
	TAMPÃO H
Sistema tampão bicarbonato: ácido fraco e sal bicarbonato 1) ácido carbônico
	CO2 + H2O
	H2CO3 H+ + HCO3
* anidrase carbônica * Enzima presente nas células alveolares pulmonares, células tubulares renais, hemácias.
	NaHCO3 (sal Bicarbonato de Sódio)
	
	Na HCO3
	Na+ + HCO3 -
Tampão Bicarbonato Considerando-se todo o sistema
	CO2 + H2O
	H2CO3 HCO3
	-
	+ H+
	
	+
	
	Na
Adicionando-se ácido forte, ex: HCl eu desvio a equação para a esquerda, adicionando-se base forte (NaOH), a equação é desviada para a direita.
	CO2 + H2O
	H2CO3 HCO3
	-
	+ H+
	
	+ NaOH + Na
Equação de Henderson-Hasselbach
Fornece a relação matemática definida entre a proporção das concentrações dos elementos ácidos e básicos de cada sistema tampão e o pH da solução. Com ela se pode calcular o pH de uma solução se forem conhecidas a concentração molar de íon Bicarbonato e a PCO2.
pH = 6,1 + log HCO3 -
(0,03 x pCO2)
Tampão Fosfato
H2PO4- e HPO4 --
	ácido forte -> HCl + Na2HPO4
	NaH2PO4 + NaCl
	base forte -> NaOH + NaH2PO4
	Na2HPO4 + H2O
Importante tampão nos líquidos intracelulares visto ser a concentração de fosfatos nestes líquidos maior que no LEC.
Proteínas
	Nos eritrócitos a hemoglobina é um importante tampão
	H+ + Hb HHb
As proteínas são os tampões mais abundantes do organismo em virtude de suas altas concentrações, especialmente no interior das células.
Regulação Respiratória
É o controle da concentração de CO2 do LEC pelos pulmões que por sua vez diminui a concentração de íons H+.
O CO2 é produzido constantemente pelas células devido aos processos metabólicos, se difunde das células para os líquidos intersticiais e daí para o sangue, onde é levado aos pulmões para ser trocado e eliminado na atmosfera.
Em média existem 1,2 mmol/l CO2 dissolvidos no LEC, o que corresponde a pCO2 de 40 mmHg. Se a produção de CO2 aumentar eleva a pCO2, se ocorrer redução metabólica a pCO2 diminui. O aumento da concentração dos íons H+ estimula a ventilação alveolar. Sistema de feedback negativo, eficiência de 50 a 75%, resposta observada em 3 a 15 min.
Se a produção metabólica de CO2 permanecer constante o único outro fator capaz de afetar a pCO2 é a ventilação alveolar. Quanto mais alta a ventilação alveolar, menor pCO2 e quanto menor a ventilação alveolar maior a pCO2.
Controle Químico da Respiração
O objetivo final da respiração: manutenção dos níveis de O2, CO2 e H+ nos tecidos.
O excesso de CO2 e H+ no sangue exerce ação direta no centro respiratório, intensificando os sinais motores tanto inspiratórios como expiratórios (músculos).
O2 não exerce efeito direto (atua em quimiorreceptores periféricos - corpos carotídeos e aórticos); níveis de pO2 < 70 mmHg (60 para 30). Resposta dos neurônios quimiossensíveis aos íons H+, que não atravessam facilmente a barreira hematoencefálica.
	CO2 + H2O
	H2CO3 H+ + HCO3
Efeito do CO2 sangüíneo sobre a estimulação da área quimiossensível: -
O efeito estimulador do CO2 é diminuído após 1 a 2 dias (intenso nas primeiras horas declina gradualmente, diminuindo 1/5 efeito inicial).
A capacidade global de tamponamento do sistema respiratório é 1 a 2 vezes maior que os tampões químicos. Anormalidades respiratórias podem causar mudanças nas concentrações de íons H+, levando a acidose respiratória.
Controle Renal
Os rins controlam o equilíbrio ácido-básico ao excretarem urina ácida ou básica. Os rins desempenham papel chave na regulação dos íons H+. Os rins impedem a perda de Bicarbonato na urina, cerca de 4320 mEq de
Bicarbonato por dia são filtrados em condições normais, e quase todo ele é reabsorvido.
Os 80 mEq de ácidos não voláteis produzidos diariamente principalmente a partir do metabolismo das proteínas são excretados pelos rins.
Cerca de 40 (4320 + 80) mEq de íons H+ devem ser secretados diariamente no líquido tubular. Na alcalose ocorre a redução dos íons H+do LEC, os rins são incapazes de reabsorver todoo HCO3- filtrado, aumentando assim a excreção de HCO3-, esta perda de HCO3- eqüivale a adicionar íons H+ ao LEC.
Na acidose os rins não excretam HCO3- na urina, mas reabsorvem todo o HCO3- filtrado e produzem novo HCO3-, que é devolvido ao LEC.
Os íons H+ não são em sua maior parte excretados como íons livres, mas sim em combinação com outros tampões urinários como o fosfato e a amônia.
Os rins controlam a concentração de íons H+ do LEC através de 3 mecanismos básicos: 1. Secreção de íons H+
A secreção de íons H+ e reabsorção de Bicarbonato ocorrem em todas as partes dos túbulos, exceto nos ramos delgados descendente e ascendente da alça de Henle, mas cerca de 80 a 90 % ocorre no TCP.
A cada Bicarbonato reabsorvido, é necessária a secreção de um íon H+. As células epiteliais do túbulo proximal, segmento espesso da alça de Henle e túbulo distal secretam íons H+ através do contratransporte de Na+-H+.
Íons HCO3- são titulados com os íons H+ nos túbulos.
No excesso de íons HCO3 - em relação aos íons H+ (alcalose metabólica), o excesso de íons HCO3 - não podem ser reabsorvidos e então são excretados na urina.
Na acidose o excesso de íons H+ , provoca a reabsorção completa de íons HCO3 - enquanto que o excesso de íons H+ passa para a urina (tamponados pelos íons fosfatos e amônia e excretados como sais).
Células intercaladas no túbulo distal final e coletor secretam íons H+ por transporte ativo primário.
Bomba ativa é responsável por 5% do total de íons H+ secretados, mecanismo importante na formação de urina maximamente ácida.
Quando ocorre secreção de íons H+ em quantidades superiores ao HCO3 - apenas pequena parte desses íons pode ser excretada na forma iônica (pH mínimo da urina é de 4,5
= [H+] 0,03 mEq/l). Os íons H+ são excretados com os tampões no líquido tubular.
Os tampões mais importantes são os tampões fosfato (HPO4 -- e H2PO4 -) e amônia.
Sistema tampão fosfato transporta o excesso de íons H+ na urina e gera novo HCO3 -.Toda vez que H+ se ligar com um tampão diferente do HCO3 - o efeito final consiste na adição de novo HCO3 - ao sangue.
Tampão Amônia
O sistema tampão amônia (NH3) e o íon amônio (NH4) são os mais importantes do ponto de vista quantitativo (o fosfato é reabsorvido e apenas 30 a 40 mEq/dia são disponíveis para o tamponamento dos íons H+).
O íon amônio é sintetizado a partir da Glutamina (transportada ativamente para o interior das células epiteliais dos túbulos proximais, ramo ascendente espesso da alça de Henle e túbulos distais).
Cada molécula de Glutamina é metabolizada para formar dois íons amônio (NH4) e dois íons HCO3-.
O NH4 é transportado por mecanismo de contratransporte em troca do Na+ e o HCO3- é reabsorvido pelo sangue - novo HCO3-.
O aumento na concentração de H+ LEC estimula o metabolismo da Glutamina e, portanto aumenta a formação do NH4 e de novo HCO3 - para serem utilizados no mponamento dos íons Hta
Os estímulos mais importantes para aumentar a secreção dos íons H +.
+ pelos túbulos na acidose são:
1. Aumento da pCO2 no LEC 2. Aumento da concentração de H+ no LEC (pH baixo).
Causas Clínicas dos Distúrbios Ácido-Básicos
Acidose respiratória: lesão bulbo, obstrução das vias aéreas, pneumonia extensão ou doença que diminua a área de superfície da membrana pulmonar, ou qualquer fator que interfira na troca de gases entre o sangue e o ar alveolar. Alcalose respiratória: ventilação excessiva, raramente de causas físicas, psiconeurose, subida a altas altitudes (alcalose respiratória leve). Acidose metabólica: incapacidade dos rins de excretar ácidos metabólicos do organismo, perda de bases dos líquidos corporais; diarréia intensa (bicarbonato nas fezes), diabetes mellitus descompensado (ácido acetoacético e Betahidroxibutírico); insuficiência renal crônica. Alcalose metabólica: excesso de aldosterona; vômitos do conteúdo gástrico apenas, ingesta de fármacos alcalinos (Bicarbonato de Cálcio).
Análise da Urina
A análise do volume e das propriedades física, química e microscópica da urina, chamada de análise de elementos anormais e sedimento (EAS), revela muito sobre as condições do corpo.
As principais características são: volume, cor, aspecto, odor, pH e gravidade específica (densidade).
A água responde por 95% do volume total de urina e os 5% restantes consistem em eletrólitos, solutos derivados do metabolismo celular e substâncias exógenas, tais como fármacos.