sistema tampão

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24/10/2017
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Acidose e Alcalose
Distúrbios Ácido/Base
ÁCIDOS E BASES DE BRÖNSTED
• Ácidos: substâncias capazes de doar prótons
• Bases: substâncias capazes de receber prótons
• Exemplos: 
• HCl Cl- + H+
• H2SO4 HSO4
- + H+
• H3COOH H3COO
- + H+
O íon ou a molécula resultante (Cl-) – base conjugada
• Ácidos fortes dissociam-se totalmente (HCl; H2SO4)
• Ácidos fracos, ionizam-se muito pouco: HA A- + H+
• Os ácidos fracos são caracterizados por sua constante de dissociação 
(Keq)
Keq = [A] [H+]
[HA]
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 Ácidos fortes se dissociam completamente:
HA H+ + A-
 Ácidos fracos são caracterizados por sua constante de dissociação
HA H+ + A-
Ka = _[A
-] [H+]_
[HA]
O EQUILÍBRIO QUÍMICO () FORMADO POR UM ÁCIDO FRACO 
CONSTITUI UM SISTEMA TAMPÃO
SISTEMA TAMPÃO é um equilíbrio químico que resiste a pequenas
adições de ácidos ou de bases.
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ÁGUA
• Substância mais abundante nos organismos vivos (60 a 70%).
• Um homem adulto com 70 Kg possui cerca de 49 Kg de água
• A água participa de muitas reações
• A maioria das reações bioquímicas ocorrem no meio aquoso
• A molécula da água e seus produtos de ionização (H+ e OH-) 
influenciam as propriedades das proteínas ácidos nucléicos e lipídios
Estrutura da Água / Pontes de hidrogênio
A água é uma molécula polar (dipolo)
Existe alta coesão entre as moléculas da água (atração entre as 
moléculas adjacentes
O hidrogênio de uma molécula (δ+) é atraído
pelo oxigênio (δ-) da molécula vizinha, constituindo as pontes de 
hidrogênio.
As pontes de hidrogênio entre as ligações moléculas da água fazem com 
ela seja líquida na temperatura ambiente
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Ionização da Água
• A água possui leve tendência para sofrer ionização
• A 25°C apenas duas moléculas de água de 109 estão
• Ionizadas
• H2O H
+ + OH-
• A ionização da água é expressa por uma constante de equilíbrio (Keq = 1,8X10-16M)
• O produto iônico da água (Kw) é a base para a escala de pH
• A concentração da água é 55,5M (1000g/L / 18,015g/mol)
Keq
pH
HOH H+ + OH-
Keq = [H+] [OH-]
[H2O]
Keq da água à 25°C
PM H2O = 18
55,5 M = H2O
Keq = 1,8 x 10 –16 M
= 1,0 x 10 –14 m2
Como [H+] = [OH-] = 10-7M
A escala de pH designa as concentrações 
de H+ e OH-
pH = - log [H+]
pOH = - log [OH-]
Se um aumentar o outro irá diminuir 
proporcionalmente
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pH de alguns fluidos biológicos
Os íons hidrogênio são produzidos no corpo como
resultado do metabolismo. A maioria dos processos
bioquímicos é extremamente sensível a variação do pH.
Por esta razão, a manutenção do pH no organismo é
extremamente importante e só é possível devido a
existência de SISTEMAS-TAMPÃO.
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 Produção diária de ácidos endógenos.
 Cargas adicionais de ácidos e álcalis (via oral ou intra-
venosa).
 Manter o pH dentro dos limites fisiológicos.
 Mecanismos de defesa contra alterações na concentração
do íon hidrogênio estão presentes no corpo humano.
 Todos os líquidos do organismo são supridos com tampões
ácido-básicos.
Tampão
Sistemas aquosos que resistem às variações do pH
quando quantidades relativamente pequenas de ácido ou
base são adicionados à solução.
Não remove os íons hidrogênio do organismo.
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TAMPÕES BIOLÓGICOS
No Plasma:
• bicarbonato
• fosfato monobásico
• proteínas
Nos eritrócitos:
• bicarbonato
• fosfato monobásico
• hemoglobina reduzida
• oxihemoglobina
Bicarbonato:
• mais abundante e mais 
importante
Da respiração:
CO2 + H2O H2CO3
H2CO3 H
+ + HCO3
-
Anidrase carbônica
- 600.000 renovações/segundo
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Regulação do Equilíbrio Ácido-Base
Mecanismos químicos:
Sistema de tampões ácido-base dos líquidos 
corporais.
Mecanismos fisiológicos: 
Centro respiratório regula a remoção de 
CO2 do líquido extracelular.
Rins:
excreta urina ácida ou alcalina, 
reajustando a [H+] do LEC (líquido 
extracelular).
RESPOSTA + RÁPIDA
Não eliminam íons H+, 
somente impedem sua
alteração excessiva
RESPOSTA + LENTA 
Elimina o excesso de 
ácido oubase do
organismo
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Principais sistemas tampão do organismo (Mecanismo químico)
A grande quantidade de bicarbonato produzido pelo CO2 metabólico gera o mais importante 
sistema tampão extracelular do organismo. 
Tampão Bicarbonato
CO2 + H2O H2CO3 H
+ + HCO3
-
= Anidrase carbônica
600.000 x / segundo H2CO3 = Ácido fraco que 
dissocia-se liberando H+ + CO3
-
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CO2
 9% dissolvido no plasma.
 13% CARBAMINO-
HEMOGLOBINA (Hb-CO2).
 78% difundem-se para dentro 
dos glóbulos vermelhos, onde 
são
 convertidos em HCO3
-.
Regulação do Equilíbrio Ácido-Base
Mecanismos químicos:
Sistema de tampões ácido-base dos líquidos 
corporais.
Mecanismos fisiológicos: 
Centro respiratório regula a remoção de 
CO2 do líquido extracelular.
Rins:
excreta urina ácida ou alcalina, 
reajustando a [H+] do LEC (líquido 
extracelular).
RESPOSTA + RÁPIDA
Não eliminam íons H+, 
somente impedem sua
alteração excessiva
RESPOSTA + LENTA 
Elimina o excesso de 
ácido oubase do
organismo
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MECANISMO FISIOLÓGICO - Sistema Respiratório
 A respiração e o estado ácido-base: intimamente
relacionados.
 Nas condições normais: respiração remove gás carbônico
na mesma proporção que é formado.
 O ácido carbônico formado pela hipoventilação é
chamado de ÁCIDO RESPIRATÓRIO.
 A ventilação é afetada diretamente pela concentração de
H+, por meio dos receptores presentes na carótida e na
aorta.
 Aumento do H+ plasmático estimula os receptores, os
quais mandam sinais do centro de controle medular para
aumentar a ventilação.
 Aumenta ventilação pulmonar permite a excreção de
mais CO2 e a diminuição na formação de ácido
respiratório (H2CO3).
Regulação do Equilíbrio Ácido-Base
Mecanismos químicos:
Sistema de tampões ácido-base dos líquidos 
corporais.
Mecanismos fisiológicos: 
Centro respiratório regula a remoção de 
CO2 do líquido extracelular.
Rins:
excreta urina ácida ou alcalina, 
reajustando a [H+] do LEC (líquido 
extracelular).
RESPOSTA + RÁPIDA
Não eliminam íons H+, 
somente impedem sua
alteração excessiva
RESPOSTA + LENTA 
Elimina o excesso de 
ácido oubase do
organismo
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 Além do ácido carbônico, outros ácidos (fosfórico, sulfúrico, úrico e 
cetoácidos), são formados continuamente pelos processos metabólicos das 
células e estes só podem ser eliminados pelos rins.
 RARO: compostos básicos em demasia chegam aos líquidos corporais
 Injetados por via venosa ou ingestão de quantidades de alimentos ou 
medicamentos alcalinos.
Os rins são responsáveis por 25% da compensação do pH que os pulmões não 
conseguem remanejar. Eles alteram o pH de dois modos:
 1. Reabsorção ou excreção de H+.
 2. Reabsorção ou excreção do tampão HCO3
- (bicarbonato).
Gasometria arterial Avaliação do estado ácido - base
 pH: 7,35 a 7,45
 PaO2: 80 a 100 mmHg
 PaCO2: 35 a 45 mmHg
 SaO2: acima de 95%
 HCO3: 22 a 28 mEq/L
 BE*: - 2 a +2
* Sinaliza o excesso ou déficit de bases dissolvidas no plasma sanguíneo
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Normalmente, a amostra é coletada 
na artéria radial, perto do punho, 
mas também poderá ser coletada 
pela artéria braquial ou femoral.
Distúrbios ácido - base
pH < 7,35 = ACIDOSE
pH > 7,45 = ALCALOSE
* pH < 6,8 ou > 7,8 é incompatível com vida
Respiratória: alterações da pCO2 por dificuldade de ventilação nos alvéolos
<35 mmHg = alcalose respiratória
>45 mmHg = acidose respiratória
Metabólica: alterações da [HCO3] ou de ácidos não voláteis
<22 mmol/L = acidose metabólica
>28 mmol/L= alcalosemetabólica
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Acidose respiratória
PaCO2 ↑ 45mm Hg - pH ↓ 7,35
Compensação
 Doenças das vias respiratórias: laringite, bronquiolite, asma
 Doenças pulmonares: broncopneumonia, edema pulmonar
 Insuficiência cardíaco-congestiva
 Oxigenioterapia inadequada: alta saturação de O2
 Alteração do SNC (doenças e fármacos): barbituratos, morfina e álcool
 Doenças neuromusculares: lesão medular, miopatias, outras
Causas
 Eliminação de ácidos fixos pelos rins – Processo lento
 Aumento da excreção renal de H+ e aumento da recuperação de 
HCO3
- pH normal 
Alcalose respiratória
PaCO2 ↓ 35mm Hg pH ↑ 7,45
Causas
Compensação
 Hiperventilação por ventilação mecânica
 Fármacos – Salicilatos causam estímulos no centro respiratório
 Alterações no SNC – febre, crise de ansiedade, tumores, meningite, 
encefalite
 Diminuição da secreção de H+ (aumenta retenção de H +) e 
 Diminuição da recuperação de HCO3
- (aumenta a retenção de 
HCO3
-) pH normal.
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Acidose metabólica
[HCO3
- ] ↓ 22 mEq/L - pH ↓ 7,35
Compensação
 Aumento na produção de ácidos não voláteis; diminuição na secreção de ácidos, 
diminuição na recuperação renal de HCO3
- [<24mmol/L], perda excessiva de 
HCO3
- .
 Intoxicações – salicilatos, álcoois.
 Perda de HCO3
- - diarreia, alteração renal.
 Incapacidade de eliminação de H+ (acidose tubular renal)
 Acidose lática – choque, hipoxemia congênita
 Cetoacidose diabética/jejum prolongado (aumenta ácido acetoacético e 
betahidroxibutirico
 Acidoses orgânicas congenitas
Causas
 Hiperventilação – aumenta eliminação de CO2
 Aumento da recuperação renal HCO3
- pH normal 
Alcalose metabólica
[HCO3
- ] ↑ 28 mEq/L - pH ↑ 7,45
Compensação
 Aumento na retenção de HCO3
- , perda de H+.
 Perda de H+ - hiperemese, hipopotassemia, diuréticos, corticoides, 
síndrome de Cushing.
 Administração de álcalis (bicarbonato)
Causas
 Hipoventilação – aumenta retenção de CO2
 Diminuição da recuperação renal HCO3
- pH normal 
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Estudo de Casos - 01
Paciente com 50 anos, sexo masculino, retornando de viagem foi atendido no Pronto Atendimento 
Hospitalar com sintomas de:
- Diarreia persistente (3 dias)
- Respiração rápida (taquipnéia) 
Dados laboratoriais
pH = 7,21 (7,35-7,45)
PCO2 = 19 mm Hg (35-45)
PO2 = 96 mm Hg (80-110)
HCO3
- = 7 mmol/L (22-26)
Qual o estado ácido-base do paciente?
Por que o HCO3
- está tão baixo?
Por que o paciente está com taquipnéia?
Estudo de Casos - 02
Paciente é internato após crise seguida de desmaio. Este apresentava bronquite crônica em fase de 
tratamento. Os resultados de gasometria são os seguintes :
Dados laboratoriais
pH = 7,35 (7,38-7,44)
PCO2 = 71,2 mm Hg (35-40)
PO2 = 93 mm Hg (95-100)
HCO3
- = 39 mmol/L (21-28)
Qual o distúrbio ácido-base apresentado 
pelo paciente?
Ele estava compensado?
Qual a explicação bioquímica para os 
resultados?
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Estudo de Casos - 03
Um homem jovem com histórico de dispepsia (dificuldade de digerir) e ingestão excessiva de álcool narra 
uma história de vômito durante 24h. Os resultados de gasometria são os seguintes:
Dados laboratoriais
pH = 7,55 (7,38-7,44)
PCO2 = 54 mm Hg (35-40)
PO2 = 92 mm Hg (95-100)
HCO3
- = 48 mmol/L (21-28)
Qual o distúrbio ácido-base apresentado 
pelo paciente?
Ele estava compensado?
Qual a explicação bioquímica para os 
resultados?