Regulação do pH e Distúrbios Ácido-Base

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GASOMETRIA
Regulação Ácido-Base
H+
A CONCENTRAÇÃO DO H+ É PRECISAMENTE
REGULADA
 Atividades de quase todos os sistemas de enzimas no 
corpo são influenciadas pela concentração de H+
 Comparados a outros íons, a concentração de H + nos 
líquidos corporais mantém-se normalmente em nível 
baixo. (Por exemplo, a concentração de sódio no 
líquido extracelular é 142 mEq/L a concentração 
normal de H + é 0,00004 mEq/L
Ácidos
Conceito de Arrhenius: Ácido é toda substância que em 
solução aquosa libera, como cátion, íon hidrogênio (H+).
Ex.: HCl + H2O → H3O
+ + Cl-
Conceito de Brönsted e Lowry: 
.Ácido é um doador de prótons, uma substância 
que pode transferir um próton para outra
Bases
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Conceito de Arrhenius: 
Ex.: NaOH + H2O  Na
+ + OH-
Conceito de Brönsted e Lowry: 
Ex.: NH3 + H2O  NH4
+ + OH-
Base é toda substância que em
solução aquosa se dissocia
liberando ânion hidroxila (OH-).
Base é um receptor de prótons.
Um ácido pode transferir um próton para uma base.
O pH
Concentração de íons H+
Acidez Corporal
Ligações de 
Hidrogênio e Forças 
de Van der Waals
Destruindo a capacidade 
funcional de moléculas 
importantes
Sangue Humano
Água pura
Saliva
-7.40
-
-7.0
-
-6,5
pH
pH ou Potencial de 
Hidrogênio
pH = Log (1/[H+])
1 unidade de pH = 
10x[H+]
Medidas de pH
Eletrométrico
Colorimétrico
pHmetro
Lavar o eletrodo e secar com papel
absorvente.
Padronização feita com soluções
de pH abaixo e acima do que vai ser
medido
Potenciômetro mede [H+]
diferença de potencial elétrico
entre duas soluções
indicadores
Indicador-H H+ + Indicador
(Cor A) (Cor B)
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Indicadores de pH
Indicadores de pH são substâncias (corantes) utilizadas 
para determinar o valor do pH 
Exemplos 
Metil-violeta
pH
0 2 4 6 8 10 12
Amarelo Violeta
Tornassol Amarelo Azul
incolor
Vermelho 
VioletaFenolftaleína
Homeostasia é a constância do meio interno 
pH x homeostasia
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 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 sanguineo, dentro da normalidade, ou
seja manter a homeostasia.
pH do Sangue Arterial
7,47,0 7,8
Faixa de sobrevida
Acidose Alcalose
pH normal
Aumento da [H+]
7,4
Acidose
Alcalose
Queda do pH
Acúmulo de ácidos
Acúmulo de basesPerda de ácidos
Perda de bases
Diminuição da [H+]
Escala de pH
Aumento do pH
Alterações no pH
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Fontes de H+ decorrentes dos processos 
metabólicos
Metabolismo
aeróbico da glicose
Metabolismo
anaeróbico da glicose
Ácido Carbônico Ácido Lático
Ácido Sulfúrico
Ácido Fosfórico
Corpos Cetônicos/Ácidos
H+
Oxidação de Amino ácidos
Sulfurados
Oxidação incompleta de 
ácidos graxos
Hidrólise das fosfoproteínas e nucleoproteínas
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Regulação do pH
Tampões Ventilação
Regulação 
renal
Proteínas 
Íons Fosfato
Hemoglobina
Íons 
Bicarbonato 
O SANGUE é tamponado majoritariamente 
pelo sistema bicarbonato
No metabolismo Aeróbico (dentro da mitocôndria):
GLICOSE + O2 CO2 + H2O 
Tampão bicarbonato (pka 6,14) mantém o pH do sangue
numa "faixa segura” entre 7,35 e 7,45, resistindo às
variações de pH para cima ou para baixo desses valores.
No sangue:
1- CO2 + H2O H2 CO3
2- H2 CO3 H
+ + HCO3
-
Como funciona o tampão bicarbonato 
quando o pH no sangue aumenta?
 Produção de amônia durante o catabolismo de proetínas
Regulação do pH
• Maior fonte diária de ácido
• Proveniente da Respiração celular 
aeróbia
Anidrase
carbônica
Distúrbios ácido-base
pH
7.35
Acidose Alcalose
7,45
ACIDOSE E ALCALOSE RESPIRATÓRIAS 
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 Acidose respiratória Alcalose respiratória 
pH plasmático diminuído aumentado 
pCO2 aumentado, é causa do desvio diminuído, é a causa do desvio 
pH da urina ácida básica 
Causas Retenção do CO2 
Interferências nas trocas 
gasosas 
Perdas excessivas do CO2 
Hiperventilação 
Exemplos 
clínicos 
Pneumonia, Enfisema 
pulmonar, Insuficiência 
cardíaca congestiva pulmonar, 
Obstrução das vias aéreas, 
Depressão do centro 
respiratório (toxinas 
bacterianas), Choque 
hipovolêmico. 
Altitudes elevadas com baixas 
pO2. 
Estimulação excessiva do 
centro respiratório. 
Sinais clínicos Dispnéia com baixa ventilação 
alveolar 
Hiperpnéia com grande 
ventilação alveolar 
 
Pacientes com problemas 
respiratórios (liberação CO2)
 Ex: Fibrose cística, asma, pneumonia severa, enfisema 
pulmonar 
Acidose respiratória
 Insuficiência respiratória – redução na eliminação de CO2
 Causas possíveis:
 Asma – depressão respiratória devido a resistência na 
passagem do ar
 Pneumonia severa – prejuízo nas trocas gasosas
 Aumento da pCO2 nos tecidos
 Equilíbrio desloca-se para a direita
Alcalose respiratória
 Causas possíveis:
 Dor
 Histeria
 Ansiedade
 A alcalose respiratória ocorre como resultado da 
hiperventilação
 A diminuição de CO2 desloca o equilíbrio para esquerda
 Para reverter: respirar dentro de um saco de papel
Alcalose respiratória
 Hiperventilação histérica
 Ex: Pessoas ansiosas com crise nervosa
ACIDOSE E ALCALOSE METABÓLICAS
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 Acidose metabólica Alcalose metabólica 
pH plasmático diminuído aumentado 
pCO2 Diminuído, ocorre tentativa de 
compensação respiratória 
(Hiperpnéia) 
Aumentado, ocorre tentativa de 
compensação respiratória 
(bradipnéia) 
pH da urina ácida básica 
Causas Ingestão excessiva de ácidos 
Perdas excessivas de bases 
Produção de ácidos 
Ingestão excessiva de bases 
Perdas excessivas de ácidos 
Exemplos 
clínicos 
Diarréia intensa, Obstrução 
intestinal com secreção 
intestinal de bases, Nefrite 
aguda (Uremia), Diabetes 
mellitus, Acidose láctica 
Uso inadequado do bicarbonato 
de sódio, Vômito excessivo de 
conteúdo gástrico, Torção do 
abomaso, Torção do estômago 
com seqüestro de ácidos 
Sinais clínicos Depressão do SNC 
Apatia, Lentidão, Aumento da 
ventilação alveolar 
Hiperexcitabilidade do SN 
central e periférico, Tetania 
muscular 
 
Acidose metabólica
 Hiperventilação histérica
 Ex: Pessoas ansiosas com crise nervosa
Acidose metabólica
 SOLUÇÃO: 
Hiperventilação consegue 
reverter instaneamente a 
acidose metabólica
 Acidose metabólica não 
compensada é raramente 
vista clinicamente
 Ex: Diarréia [HCO3-]
 OBS: Acidose metabólica 
NÃO compensada é 
raramente vista 
clinicamente
Alcalose metabólica
 SOLUÇÃO: Respiração 
lenta consegue reverter 
instantaneamente a 
alcalose metabólica
 Ex: Vômito [H+]
 (elimina conteúdo do 
estômago)
Distúrbio ácido-base
Distúrbios ácido-base
Distúrbio Respiratória Metabólica
Acidose ↓pH ↓pH
Alcalose ↑pH ↑pH
Mecanismos compensatórios
Distúrbio Respiratória Metabólica
Acidose ↑HCO3 ↓PCO2
Alcalose ↓HCO3 ↑PCO2
Como funciona o tampão bicarbonato 
durante um exercício físico?
 Ácido láctico produzido no músculo cai na circulação
SISTEMA TAMPÃO 
FOSFATO
- O sistema tampão fosfato tem pK de 6,8, valor próximo do pH normal de
7,4 nos líquidos corporais
- Sua concentração no líquido extracelular é baixa, apenas cerca de 8% da
concentração do tampão do bicarbonato.
- Bem menor que o do sistema tampão bicarbonato.
- Papel secundário como tampão dos líquidos extracelulares, o tampão
fosfato é especialmente importante nos líquidos tubulares dos rins por
duas razões: (1) o fosfato geralmente fica muito concentrado nos túbulos,
aumentando, assim, o poder de tamponamento do sistema fosfato; e (2) o
líquido tubular geralmente tem pH consideravelmente menor do que o
líquido extracelular, fazendo com que a faixa operacional do tampão fique
próxima do pK (6,8) do sistema.
- Também importante no tamponamento do líquido intracelular, porque a
concentração de fosfato nesse líquido é bem maior que no líquido
extracelular.
Sistema Tampão Intracelular 
Fosfato diácido/Fosfato monoácido (H2PO4
-/HPO4
-2) pKa 6,8
H2PO4
- H+ + HPO4
-2
Mantémo pH intracelular na faixa de 7
pH e Tampão
Tampões biológicos: fosfato e bicarbonato
 a) H2PO4
- pKa = 6,86
 b) H2CO3 pKa = 6,1
 Tampão bicarbonato: seu pH depende da concentração 
de CO2 no organismo (velocidade respiratória com que o 
CO2 é expirado).
 pH do sangue: próximo a 7,4 
 Casos onde sistemas reguladores falham: 
- Diabetes não controlado (acidose e morte). 
- Doenças hepáticas (alcalose)
AS PROTEÍNAS SÃO IMPORTANTES 
TAMPÕES INTRACELULARES
 As proteínas estão entre os tampões mais abundantes 
no corpo devido às suas concentrações elevadas, 
especialmente no interior das células.
 Podem levar horas para ficarem efetivos ao máximo (a 
hemoglobina nas hemácias, por ex)
 Cerca de 60 a 70% do tamponamento químico total 
dos líquidos corporais se dá no interior das células e, 
em grande parte, esse tamponamento resulta das 
proteínas intracelulares.
Proteínas como Tampão
 Altas concentrações de proteínas apresentam grupos 
funcionais que são ácidos ou bases
Tamponamento do pH no 
citoplasma
 Ex: Histidina pKa=6 (tamponamento efetivo em pH 
neutro)
PRINCIPAIS PARAMETROS DE 
UMA GASOMETRIA
 pH- logaritmo negativo da atividade do íon hidrogênio 
 PO2 - pressão parcial de oxigênio
 PCO2 - pressão parcial de dióxido de carbono 
 HCO3
-- concentração de bicarbonato de no plasma
 BE- desvio de base do sangue
 SO2 - saturação do oxigênio funcional
 FiO2 - fração inspirada de oxigênio
Valores de Referência
pH 7,35 ↔ 7,45
PCO2 35 ↔ 45 (mmHg)
PO2 80 ↔ 100 (mmHg)
HCO3 22 ↔ 28 (mEq/l)
BE -2 ↔ +2 (mEq/l)
Lactato (Lac) 0,5 ↔ 1,5 (mmol/l)
SO2 ≥93%
IO2 (PO2/FiO2) >300
Hb
Mulheres: 12 a 15,5 (g/dL)
Homens: 14 a 18 (g/dL)
Interpretação da Gasometria
pH
- Equilíbrio entre ácidos e bases : depende de reações
para correção dos desvios da homeostase
- Metabolismo normal : H+ no fluído extracelular
Para neutralizar esta carga ácida ( e manter o pH)
- Ação dos tampões do organismo
- Regulação Respiratória
- Regulação Renal
Interpretação da Gasometria
-pH
pH = 6,1 RIM responsável pela concentração do HCO 3
–
PULMÃO responsável pela concentração do CO2
ENQUANTO
O pulmão manter O RIM manter
a concentração do CO2 a concentração do HCO3
-
O pH SERÁ 
MANTIDO
- Mede a fração dissolvida não combinada de CO2
- Espelha acontecimentos em nível alveolar
- Depende basicamente da ventilação pulmonar
- RN < 1500 g : paCO2 até 55 – pH > 7,20
pCO2
Interpretação da Gasometria
- Real : [ HCO3 - ] plasmático independente da paCO2
- Standard: [ HCO3 - ] plasmático após equilibrio da 
paCO2 para 40 mmHg
CO2
sangue (Hb) + H2O H2CO3 H
+ + HCO3 + Hb
HHb + HCO3
Plasma
Bicarbonato
paO2
- Avalia a hipoxemia arterial
- Não assegura a presença de hipoxia tecidual
- Avaliação da hipoxemia sob FiO2 > 21%
- Hipoxemia não corrigida: paO2 < limite satisfatório no ar ambiente
- Hipoxemia corrigida: paO2 > limite satisfatório no ar ambiente 
- Hipoxemia excessivamente : paO2 > 100 mmHg corrigida 
Interpretação da Gasometria
Excesso de base ( BE ) : 
Expressa o que teria que acrescentar ( BE negativo) ou 
subtrair ( BE positivo ) para corrigir o pH
O que significa BE de – 18???
- Excesso de ácido mobilizou 18 mEq/l de HCO3
–
do sistema tampão ou 
-Depleção de líquidos orgânicos ricos em bicarbonato
Ou seja: significa queda do bicarbonato ; há 18 mEq/l de 
base a menos em relação a uma paCO2 de 40 mmHg
Interpretação da Gasometria
Anion Gap
É a diferença entre os cations e os anions
Deve ser calculado em todos os casos de 
suspeita de distúrbio ácido-básico pois pode 
identificar uma desordem mesmo quando o pH é 
normal ou alcalêmico
Anion Gap = Na
+
+ K+ - (Cl
-
+ HCO3
-
)
Um aumento do AG significa elevação de anions
plasmáticos não mensuráveis, incluindo lactato e 
são mais preocupantes.
Causas de aumento do 
Anion Gap plasmático
 Etiologia Anion não mensurado
 Acidose láctica lactato
 Cetoacidose B-OH butirato, acetoacetato
 Insuf. de filtração renal sulfato, fosfato, urato
 Salicilato salicilato, ceto-anions, lactato
 Metanol Formaldeído
 Etilenoglicol glicolato, oxalato
 Paraldeído acetato
Distúrbios de Troca gasosa: 
Oxigenação
Troca e transporte de gases
Lei de ação das 
massas
Fatores intrínsecos 
e extrínsecos
Conteúdo arterial de O2
 Três categorias de problemas resultam em baixo 
conteúdo arterial de O2:
↓O2 Alveolar
↓Ventilação 
Alveolar
↓O2 Ar inspirado
↓Troca 
↓Transporte do 
gás
↓Área de troca
↑Espessura da 
membrana
↑Líquido 
intersticial
Plasma Hb
PO2 no plasma
Nº de sítios de Ligação 
no eritrócito
Afinidade Hb-O2
↑Temperatura
↓Afinidade da Hb
pelo O2.
↑PCO2
↓pH (Acidose)
Distúrbios do Equilíbrio Ácido / Básico
Casos Clínicos:
Lactente com diarréia e desidratação do II grau
pH = 7,20
pCO2 = 25,0
HCO3 = 9,0 
BE = - 17,0
Acidose metabólica parcialmente compensada
HIPERVENTILAÇÃO
é parcial porque o pH não está normal
Distúrbios do Equilíbrio Ácido / Básico
Casos Clínicos:
Lactente com diarréia e desidratação do II grau
pH = 7, 35
pCO2 = 25,0
HCO3 = 14,0 
BE = - 11
Acidose metabólica compensada:
o pH normalizou às custas
da hiperventilação pulmonar 
OBS: Se o pH NÃO voltar ao normal apesar da ajuda 
pulmonar, escrevemos : 
acidose metabólica parcialmente compensada 
Distúrbios do Equilíbrio Ácido / Básico
Casos Clínicos:
RN em um respirador
pH = 7, 52
pCO2 = 28
HCO3 = 22,0 
BE = +1 
O pH é alcalótico o bicarbonato está normal
O que explicaria essa alcalose?
HIPERVENTILAÇÃO ALVEOLAR 
e portanto, temos uma:
ALCALOSE RESPIRATÓRIA 
DESCOMPENSADA
Alcalose respiratória aguda; não houve tempo
para ação dos mecanismos renais agirem HCO3↓ 
Distúrbios do Equilíbrio Ácido / Básico
Casos Clínicos:
Rn com Doença da Membrana Hialina
pH = 7, 11
pO2 =48
pCO2 = 45
HCO3 = 10 
BE = - 13
FiO2 = 100%
Acidose mista
- Respiratória em função do comprometimento 
pulmonar 
- Metabólica devido a formação de ácido lático pelo 
metabolismo anaeróbio da glicose consequente à 
hipoxia
OBS: Esse bebê apresenta uma hipoxemia não 
corrigida ( paO2 menor que 50 mmHg )
Distúrbios do Equilíbrio Ácido / Básico
Casos Clínicos:
Paciente que ingeriu uma superdosagem de 
opiáceos
pH = 7, 11
pO2 =30
pCO2 = 85
HCO3 = 24 
BE = - 3
insuficiência ventilatória aguda
ACIDOSE RESPIRATÓRIA DESCOMPENSADA COM 
HIPOXEMIA SEVERA NÃO CORRIGIDA