Sistema Tampão - BIOQUÍMICA

Prévia do material em texto

Sistema tampão 
Ácidos e bases de Bronsted 
Ácidos são substâncias capazes de doar 
prótons(na forma de H+), já as bases são substâncias 
capazes de recebê-los, todo ácido que libera prótons cria 
uma base conjugada, pois esse ânion pode receber o 
próton novamente. Ou seja, na equação: 
HA => A- + H+ 
o A- é uma base conjugada do ácido HA. Ácidos fracos 
criam bases conjugadas fortes e vice-versa. 
Além disso, ácidos fracos se ionizam muito 
pouco, criando um equilíbrio 
HA<=>A- + H+ 
Esse equilíbrio cria uma constante de ionização 
chamado de Ka. 
 
Tampão 
Os ácidos fracos, juntamente com suas bases 
conjugadas podem formar um sistema tampão, que é um 
sistema capaz de impedir variações bruscas de PH, ou 
seja, sistema de grande importância fisiológica. 
A funcionalidade do tampão é da seguinte forma: 
ao se adicionar um ácido forte à um sistema tamponado 
(com um ácido fraco e sua base conjugada), alguns dos 
prótons(H+) adicionados pela essa adição são retirados do 
sistema pelo tampão, pois o aumento de H+ pende o 
equilíbrio químico anterior para a formação de reagentes, 
a fim de manter o Ka. Já se adicionarem uma base forte no 
sistema, os íons OH- provenientes dessa adição se juntam 
com o H+ para formar H2O, dessa forma, essa redução de 
prótons do sistema é compensado pela dissociação do 
ácido no sistema. É necessário frisar, portanto, que o 
sistema tampão apenas reduz a grande variação do PH. 
 
Fatores que determinam a eficiência do tampão 
● Certos valores de PH 
O funcionamento do tampão funciona por apenas 
uma certa faixa de PH, pois após muita adição de ácido ou 
base o sistema não vai conseguir tirar ou repor prótons. 
 
pH = pKa + log[A]/[HA] 
 
obs!​ O tampão irá funcionar adequadamente se o pH que 
quiser se manter constante estiver dentro do intervalo de 
uma unidade do pKa do ácido utilizado. 
pKa - 1 < pH < pKa + 1 
 
● Concentração do ácido 
Quanto maior a concentração do ácido fraco que 
forma o tampão, mais base conjugada pode ser formada e 
vice-versa. 
 
Tampões Biológicos 
Os principais tampões biológicos são o fosfato, o 
bicarbonato e as proteínas. 
O tampão H2PO4 é bem apropriado devido ao seu 
pKa, mas por causa da sua baixa concentração na matriz 
extracelular o seu trabalho não é expressivo, ele só tem 
eficiência na intracelular. 
As proteínas no plasma exercem uma função 
tamponante muito discreta devido aos seus altos valores 
de pKa, a exceção é a hemoglobina, proteína rica em 
histidina, que se encontra em grande concentração nas 
hemácias que, junto com as hemácias, regulam o pH 
plasmático. 
O sistema bicarbonato é constituído da seguinte 
formação 
CO2 + H20 ⇔ H2CO3 ⇔ HCO3- + H+ 
Apesar do pKa deste ácido não estar de próximo 
do pH do sangue, a presença do CO2 nas hemácias pode 
aumentar a concentração desse ácido(caracterizando um 
sistema aberto), além disso, a enzima anidrase 
carbônica(AC) atua fazendo a primeira reação ocorrer 
mais rapidamente, enquanto a segunda é praticamente 
instantânea. 
A quantidade de CO2 disponível vai ser de acordo 
com a pressão parcial deste na atmosfera, que 
normalmente, nesse caso, o Ka do ácido será 6,1. 
Então, assim fica a equação de 
Henderson-Hasselbalch nesse sistema: 
CO2 + H2O => HCO3- + H+ 
Ka = ([HCO3-] [H+])/[CO2] 
Ka = ([HCO3-] [H+])/ 0,03 pCO2 
pH = 6.1 + log[HCO3-]/0,03 pCO2 
 
Efeito tampão das hemácias 
A hemácia tem papel vital para a manutenção do 
pH nos tecidos. Isso ocorre pois a hemoglobina recebe os 
prótons(H+) liberados do metabolismo celular. 
Entretanto, há uma espécie de “competição” entre 
o O2 e o H+ sobre quem vai se juntar com a hemoglobina 
 
 
presente nas hemácias, e o que vai definir quem vai se 
juntar na hemácia naquele determinado momento é a 
pressão parcial de O2 e a [H+]. 
Nos alvéolos pulmonares(tecido pulmonar), a pO2 
é muito alto, fazendo com que a hemoglobina libere o 
próton(que se liga ao bicarbonato criando ácido carbônico 
e, assim, se decompondo em CO2 e H2O|) e se junte com 
o O2. A equação da hemoglobina no TP está a seguir: 
HHb + O2 => HHbO2 
HHbO2 => HbO2 + H+ 
H+ + HCO3- => H2O(g) + CO2(g) 
 
Já nos tecidos, a pO2 é baixa, e ainda, devido ao 
metabolismo celular, há grande liberação de CO2, que se 
funde no plasma se ligando à água(com ação da anidrase 
carbônica), e, dessa forma, criando bicarbonato e prótons 
livres, ou seja, aumenta a concentração de H+. Sendo 
assim, o meio plasmático no tecido fica ligeiramente mais 
ácido(fator que faz com que a hemoglobina tenha menos 
afinidade com o O2), fazendo com que a hemoglobina 
libere o O2 nos tecido e receba o próton livre(evitando a 
acidificação dos tecidos), levando-o até os pulmões. 
HbO2 => Hb + O2 
Hb + H+ => HHb 
_________________ 
HbO2 + H+ => HHb + O2 
Esse efeito do pH e da concentração de CO2 
sobre a ligação e a liberação do oxigênio pela 
hemoglobina é chamado de ​Efeito Bohr