A importância do equilíbrio ácido

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A importância do equilíbrio ácido-base em nosso organismo.
Introdução
O organismo humano, assim como de outros animais, funciona de forma bastante complexa. São diversas reações químicas e físicas envolvidas para manter nosso corpo funcionando corretamente e conseqüentemente promovendo a vida da espécie. Ainda assim, podemos observar a manifestação de alguns distúrbios nesses mecanismos , que são frequentemente estudados pela medicina. Um desses distúrbios é o desequilíbrio ácido-base do sangue, que embora apresente complexidade, vem sendo identificadas suas causas pela fisiopatologia progressivamente, desvendando os motivos de acidose e alcalose. 
Para explicarmos como funciona o equilíbrio ácido-base, precisamos voltar ao conceito químico de ácido e base. Por regra geral definimos como ácido as substâncias que tendem a liberar hidrogênios (H+) em soluções, já as bases tendem a capturar esses hidrogênios que podemos definir como prótons. É importante entender esse conceito, pois é exatamente no descontrole da concentração de hidrogênios que tais distúrbios ocorrem. 
Os ácidos são comumentes produzidos em nosso organismo através do metabolismo celular, liberando-os na corrente sanguínea, e para evitar o excesso, nosso sistema os neutraliza, evitando uma mudança brusca na concentração de H+, preservando as funções celulares. Como mencionado acima, tanto um ácido como uma base estão em uma solução sob a ótica da química. Tal solução nada mais é que um composto líquido formado por duas ou mais substâncias que estão completamente dispersas entre si, ou seja, possuem um aspecto homogêneo e é formado por um solvente e um ou mais solutos. Por via geral temos a água como solvente universal e é o mesmo que participa da solução de nosso corpo, sendo cerca de 80% formado por água e as demais substâncias correspondendo ao soluto.
Produção de ácido pelo organismo
Os prótons presentes em nosso organismo são geralmente resultados da metabolização de aminoácidos, sendo os mais comuns: lisina, arginina, cisteína e metionina, entretanto pode se observar a produção de íons de hidrogênios através do metabolismo de carboidratos e lipídeos. Ambos ocorrem em situações anormais do organismo, como na produção de ácido lático quando um indivíduo apresenta hipóxia (quando há carência de oxigênio nos tecidos orgânicos) e de cetoácidos quando há déficit de insulina. Para contornar o acúmulo de H+ nosso organismo também conta com outros reagentes resultantes da metabolização de ânions orgânicos, onde destacamos o citrato e o acetato. Esses ânions são oriundos de frutas e vegetais e os mesmos liberam HCO3- removendo íons H+ do corpo.
Potência de hidrogênio (pH)
Em soluções e sistemas biológicos podemos analisar a atividade de íons de hidrogênio, sendo para isso necessário observar a concentração de hidrogênio livre. Para tal análise utilizamos uma unidade bastante conhecida, o pH, que significa potência de hidrogênio. Essa unidade é usada de forma a se tornar mais simples a contagem da concentração de íons de hidrogênio.
A água, como mencionada no terceiro parágrafo, é um solvente universal e vamos entender melhor como a água atua e porque ela é usada como substância padrão na hora de analisar o pH. Quando a água se dissocia, ela libera íons de hidrogênio e hidroxila. Como a constante de ionização é pequena, a concentração de H+ e OH- (hidroxila) também é, chegando a deixar a molécula praticamente neutra. A constante de hidrogênio livre em água é de apenas 0,0000001. Para simplificar o uso da fração decimal e até mesmo facilitar na hora de analisar, utilizamos a unidade pH que é o logarítimo negativo da fração exponencial da concentração de hidrogênio. Logo a água que consta com 0,0000001 hidrogênios livres, tem sua fração exponencial 10-7, logo seu pH = 7. O valor do pH é inversamente proporcional a quantidade de íons de hidrogênios livre.
Pelas quantidades iguais de H+ e OH- , temos uma concentração total de 1014, sendo a água uma molécula neutra, tomamos o valor da água como referência, fazendo uma escala de pH que varia de 0 a 14, sendo 7 o seu ponto neutro e valores abaixo desse referencial tendendo a ser ácidos e acima dele sendo básicos ou alcalinos.
O pH da água pode ser alterado rapidamente bastando ser adicionado ácidos ou bases, mesmo sendo em pequenas quantidades. No plasma sanguíneo, quando adicionamos ácido ou base, sempre há uma quantidade mais apreciável de um ou outro. Esse balanço no organismo tende sempre ao equilíbrio, onde o organismo busca mecanismos de defesa para evitar mudanças bruscas no pH do sangue.
Mecanismos de defesa
Os mecanismos de defesa do nosso organismo diante de altas variações de pH podem ser químicos ou fisiológicos. Os mecanismos químicos agem geralmente contra ácidos ou bases, procurando neutralizá-los, já os mecanismos fisiológicos são representados pelos pulmões e rins, agindo de forma seletora diante de substâncias que os mesmos julgarem indesejáveis ou de forma excessiva. 
No caso dos pulmões, o mecanismo de natureza respiratória é o que ocorre de forma mais rápida corrigindo alterações agudas, tendo o principal produto desse metabolismo o CO2, como veremos mais adiante. Os pulmões eliminam CO2, diminuindo a concentração de ácidos no sangue. 
Já os rins, o seu mecanismo ocorre de forma mais lenta. A principal função do mecanismo renal é poupar ou eliminar o bicarbonato de acordo com as necessidades do corpo.
Remoção de H+ através de tamponamento
Quando temos duas substâncias capazes de reagir tanto com um ácido quanto com uma base, designamos esse sistema de sistema tampão.
O sistema tampão é constituído por um ácido, sendo este fraco e sua base conjugada (sendo este um sal formado a partir de uma base forte, ex: H3CCOOH (ácido fraco – ácido acético) + H3CCOONa (base conjugada – acetato de sódio). 
Para ficar mais claro, segue a reação: 
	H3CCOOH (ácido fraco) + NaOH (base forte) → H3CCOONa (base conjugada) + H2O (ácido conjugado)
Os tampões basicamente dificultam as alterações de pH em uma determinada solução seja pela adição de ácido ou de base. No nosso organismo eles são essenciais, pois como já foi mencionado, no metabolismo há uma produção muito alta de ácidos.
A remoção de íons de hidrogênio é feita pelo tamponamento de H+, através do sistema tampão de bicarbonato (HCO3-) e pela ligação do H+ às proteínas que constam no interior das células. A carga do íon de hidrogênio começa sendo tamponada quando se liga ao bicarbonato, como mostra a reação a seguir:
	H+ + HCO3- ⇌ H2CO3 ⇌ H2O + CO2 (eliminado pelos pulmões)
Para a remoção de H+ ocorrer é necessário que haja uma baixa de pCO2 (pressão parcial de dióxido de carbono), dessa forma ocorre um desvio para direita na equação mostrada acima. Quando há uma produção de ácido, a quantidade de íons de hidrogênios aumenta, isso faz com que a ventilação alveolar aumente, fazendo com que a pCO2 caia. Os íons reagem com o HCO3- e a concentração de ambos acaba diminuindo na mesma proporção. 
Acidemia e alcalemia
Quando ocorrem distúrbios nos mecanismos de equilíbrio do pH no organismos podemos ter acidemia, quando ocorre uma diminuição do pH sanguíneo, aumentando a concentração de H+.no plasma sanguíneo. Já a alcalemia ocorre o inverso, acontece quando os níveis de pH se elevam, a concentração de íons de hidrogênio diminui. Ambos são extremamente prejudiciais a saúde, comprometendo o funcionamento do organismo.
Essas anormalidades ocorrem quando há alterações renais ou respiratórias e também quando a quantidade de ácido ou base ultrapassa a quantidade de excreção.
Podemos verificar as seguintes alterações fisiopatológicas diante de tais distúrbios:
· Acidose metabólica: Na acidose metabólica há uma anormalidade na concentração de HCO3-. e seus níveis ficam abaixo do normal. Para corrigir isso, ocorre a queda de 1,2mmHg na pCO2 para cada 1 mEq/L de queda no HCO3-.
É importante entendermos o conceito de ânion GAP para compreendermos melhor a acidose metabólica. 
Quando analisamos as concentrações séricas dos cátionsNa+ e K+ e dos ânions Cl- e HCO3- podemos identificar uma diferença entre tais quantidades e a partir dessa dela que estimamos o ânion GAP. Geralmente tal diferença é dada pela parte ionizada de ácidos fracos, onde a albumina se destaca e com menos freqüência o fósforo.
Podemos calcular o AG (ânion GAP) através da seguinte fórmula: 
	AG = (Na+ + K+) – (Cl- + HCO3-)
Vale destacar que devido a baixa concentração de K+ no meio extracelular, ele acaba sendo omitido dos cálculos com frequência.
Quando há um acumulo de ácidos não mensurados na acidose metabólica ocorre ao mesmo tempo a redução de bicarbonato e elevação nula de cloro, determinando aumento do AG. Se o distúrbio for causado por perda intestinal ou renal de bicarbonato, o classificamos como primário e o cloro é reabsorvido em excesso, fazendo com que o AG fique em níveis normais. Nesses casos onde o AG possui valores normais, utilizamos a fórmula para definir se a perda de bicarbonato é renal ou extrarrenal:
	AGurinário (mEq/L) = Na+ + K+ - Cl -
Normalmente o AG urinário possui um valor positivo ou próximo a zero. Na acidose metabólica, a excreção de NH4+ (amônio) aumenta, reduzindo os valores de AG urinários os tornando negativos.
Dentre as acidoses metabólicas, há 3 que merecem atenção especial:
· Acidose lática: Ocorre devido ao acúmulo de lactato no organismo, podendo ser causado devido a diminuição da circulação periférica, insuficiência hepática, infecção por malária do tipo B ou o uso de algumas drogas como a AZT.
· Cetoacidose: Há um aumento no metabolismo de ácidos graxos e acúmulo de acetoacetato e hidroxibutirato. As princiapais causas dessa acidose são diabéticas, alcoólicas ou jejum prolongado, onde o Diabetes Mellitus do tipo 1 se destaca.
· Acidose metabólica isolada por intoxicação de salicitatos: Mais freqüente em crianças, ocorrendo de forma mista com alcalose respiratória, pois ocorre a estimulação do centro respiratório. O tratamento deve ser feito com lavagem gástrica. 
· Acidose respiratória: Nesse distúrbio ocorre a redução de pH e a elevação de pCO2. Quando falamos de acidose respiratória aguda, há uma elevação imediata nos níveis de bicarbonato. Em níveis crônicos, a pCO2 continuamente elevado acaba por estimular a secreção renal de H+. 
As causas para a acidose respiratória podem ser diversas, como a falência do organismo em transportar o CO2 para os pulmões, onde podemos observar em casos de choque cardiogênico e parada cardiorrespiratória; defeitos pulmonares obstrutivos e restritivos; doenças neuromusculares (Síndrome de Guillain-Barré); ou diminuição do drive respiratório, este comumente causado devido a overdose de drogas sedativas. De acordo com o tempo de instalação, podemos observar sintomas diferentes. Nos casos agudos é comum o aparecimento de alterações neurológicas como cefaléia, visão borrada e sonolência; narcose; arritmia e vasodilatação periférica. Já nos casos crônicos os sintomas são bem menos freqüentes, geralmente sendo associados a cor pulmonale e edema periférico.
O diagnóstico é feito quando há um pH abaixo do normal em associação com hipercapnia e o tratamento é direcionado para a causa específica, sendo raramente necessária a administração de bicarbonato de sódio, já que o mesmo pode induzir uma acidose paradoxal. 
· Alcalose Metabólica: Na alcalose metabólica ocorre o aumento da concentração de HCO3- no plasma sanguíneo associado a uma hipoventilação compensatória tendo por conseqüência o aumento de pCO2. Esse aumento de bicarbonato acontece devido a perda de íons de hidrogênio pelo trato gastrointestinal (sonda nasogástrica ou vômitos) ou via renal (diuréticos). Também há a possibilidade de ocorrer alcalose metabólica pela administração de HCO3- em excesso como, por exemplo, bicarbonato de sódio.
A secreção gástrica contém uma grande quantidade de HCl. para cada 1 mEq de H+, um 1 mEq de HCO3- absorvido pelo corpo. Em condições normais, não há aumento no HCO3, pois o valor correspondente é secretado pelo pâncreas. No entanto, quando ocorre a perda de secreção gástrica, a estimulação para secreção pancreática é perdida, aumentando o plasma e causando alcalose metabólica. Além disso, contribuem para a contração do volume de perturbação e esgotamento do potássio.
O tratamento da alcalose metabólica baseia-se em medidas que visem diminuir a perda de íons de hidrogênio e a reposição de potássio. As causas dessa alcalose podem ser divididas naquelas onde há uma reposta a soluções salinas e também de salinas resistentes como hipocalemia grave e estados edematosos.
· Alcalose respiratória: Nesse distúrbio há o aumento do pH arterial e é marcado pelo declínio primário da pressão parcial de dióxido de carbono (PCO2). É causado por pela queda de CO2 associado a hiperventilação. Suas causas também podem ser diversas sendo elas tóxicas como o uso de salicilatos (estágio inicial) e causas não tóxicas onde se destacam ansiedade, hiperventilação, cirrose hepática, hipoxemia, alterações primárias de SNC, dentre outras. 
A primeira e principal manifestação clínica desse quadro é a hiperventilação, entretanto em situações mais graves podemos observar parestesia circumoral, acroparestesia, caimbra nos pés e mãos resultante de baixas concentrações de Cálcio ionizado no soro, além de tetania com sinais de Chvostek e de Trousseau. O diagnóstico é feito por gasometria arterial.
Para o tratamento, precisa-se identificar a causa, nos casos de salicitado-induzida, o tratamento é de condição primária. Na hiperventilação primária, deve-se fazer o paciente respirar dentro de um saco de papel com dióxido de carbono, melhorando a hipocapnia, entretando pode ser periogoso para pacientes com problemas no SNC. Em casos de ansiedade é preciso passar segurança para o paciente, afim de contornar o quadro.
Referências
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