Alterações no Equilíbrio Ácido-Base Os principais tampões com interesse fisiológico.
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Alterações no Equilíbrio Ácido-Base
Os principais tampões com interesse fisiológico
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Ácidos e Bases
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Segundo Arrhenius Ácido – Substância que em solução aquosa
produz iões H+
HCl (aq) H+ (aq) + Cl- (aq)
Base – Substância que, contendo grupos OH, em solução aquosa liberta iões OH-
NaOH (aq) Na+ (aq) + OH- (aq)
[H+]= [OH-] – solução neutra [H+] > [OH-] – solução ácida [H+] < [OH-] – solução básica ou alcalina
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Teoria Protónica de Brönsted-Lowry
Ácido é uma espécie que cede protões (H+) (a uma base):
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Teoria Protónica de Brönsted-Lowry
Base é uma espécie que aceita protões de um ácido:
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Pares Ácido-Base conjugados
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Forças relativas de pares ácido-base conjugados
• A força de um ácido e de uma base pode medir-se pela extensão da respectiva reacção com a água.
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Constante de Equilíbrio
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Auto-ionização da água
Kw = 1,00 x 10-14, 25ºC
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Constantes de Acidez e de Basicidade
Ka x Kb = Kw
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Conceito de pH
pH + pOH = pKw
pH + pOH = 14
O pH é o inverso do logaritmo da concentração de H+
O pOH é o inverso do logaritmo da concentração de OH-
pH = -log[H+] pOH = -log[OH-] pKw = -logKw
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Conceito de pH
25ºC
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Conceito de pH
• O pH afecta a estrutura e a actividade de biomoléculas;
• A medida de pH no sangue e na urina são parâmetros importantes no diagnóstico médico.
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Soluções Tampão
Ácido fraco + sal de uma base forte. Combinam-se com ácidos e bases em
excesso evitando variações de pH. É possível relacionar a concentração do
tampão com o pH e o pKa através da chamada equação de Henderson-Hasselbalch :
pH = pKa + log[sal]
[ácido]
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Soluções Tampão
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Sistemas Tampão do Organismo
Função: regulam o pH do organismo
Mecanismos reguladores de pH no organismo:
Mecanismos renais Mecanismos respiratórios Sistemas Tampão
Eliminam substâncias indesejáveis ou em excesso
•Reagem com ácidos e bases neutralizando-os
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Principais Sistemas Tampão do Organismo Actuação:
Líquido intravascular – sangue Líquido intersticial – tecidos Líquido intracelular – interior das células
Tampões Existentes no Organismo Humano
Tampões Ácidos Bases Conjugadas Principal Acção Tamponante
Percentagem
Tampão Bicarbonato CO2 ; H2CO3 HCO3- Extracelular 64 %
Hemoglobina HHb Hb- Eritrócitos 28 %
Proteínas HProt Prot- Intracelular 7%
Tampão Fosfato H2PO4- HPO4
2- Intracelular 1 %
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Tampão Fosfato
H2PO4- HPO4
2- + H+
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Sistema Tampão das Proteínas
Aminoácidos
Grupo Aminíco
Grupo Carboxílico
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Curva de Titulação da Glicina
Sistema Tampão das Proteínas
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Ácido Aspártico
Sistema Tampão das Proteínas
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Curva de Titulação do Ácido Aspártico
Sistema Tampão das Proteínas
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Sistema Tampão das Proteínas
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Hemoglobina
CO2
CO2
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Tampão bicarbonato
Mecanismo químico – reacção imediata
Meio extracelular
- Bicarbonato de potássio - Bicarbonato de magnésio - Bicarbonato de sódio
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Se [HCO3- ] pH
Se [CO2 ] pH
CO2 + H2O <--> H2CO3 <--> H+ + HCO3-
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Se for adicionada solução ácida:
Ácido carbónico é muito instável – dissocia-se de imediato
H2CO3 CO2 + H2O
Regulação respiratória
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Excesso de CO2:
Se p(CO2) em NaHCO3 o pH
Acidose Respiratória
Deficiência de CO2: Se p(CO2) em NaHCO3 o pH
Alcalose Respiratória
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Se for adicionada solução alcalina:
Regulação renal
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Importância do estudo do tampão bicarbonato
pH do sangue pode ser determinado – conhecimento das alterações da [H+] em função das variações do bicarbonato;
Primeira linha de defesa para evitar grandes modificações do estado de equilíbrio ácido-base;
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H2CO3 é formado mesmo em condições patológicas;
Nos processos fisiológicos durante a passagem de sangue pelos capilares dos tecidos/pulmões o tampão HCO3
-/H2CO3 sofre alterações para neutralização e eliminação do H2CO3;
Importância do estudo do tampão bicarbonato
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Importância do estudo do tampão bicarbonato
Centros respiratórios são regulados pela [CO2] no sangue, permitindo manter o tampão nas concentrações convenientes;
Sistema, quantitativamente, mais abundante no plasma sanguíneo.
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Mecanismo regulador respiratório
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Mecanismo regulador respiratório
A função respiratória processa-se mediante três actividades distintas:
ventilaçãoperfusãodifusão
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Mecanismo regulador respiratório
Sistema respiratório
Ar atmosférico Sangue venoso
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O dióxido de carbono é transportado sob três formas possíveis:
Forma dissolvida Forma carbamino-hemoglobina Forma de ião bicarbonato
Mecanismo regulador respiratório
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Mecanismo regulador respiratório
H2CO3 <--> CO2 + H2OH+ + HCO3- <-->
Difunde-se para os alvéolos e é expirado
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Mecanismo regulador respiratório
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Mecanismo regulador respiratório
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A regulação respiratória do equilíbrio ácido-base é feita exclusivamente através da regulação do dióxido de carbono;
Alterações da ventilação alveolar podem interferir com o metabolismo celular.
Mecanismo regulador respiratório
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Mecanismo Regulador Renal
Este mecanismo tem como base o sistema tampão de bicarbonato:
* Regula [H+];Rim * Promove a ou o [HCO3-];
* Elimina urina ácida ou básica.
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Mecanismo Regulador Renal
Mas como é que este mecanismo funciona realmente?
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Mecanismo Regulador Renal
• [H+] reabsorção de HCO3- (acidose) (compensação)
• [H+] excreção de HCO3-
(alcalose) (compensação)
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* Reajuste do pH mais tardio ;
* Pode manter-se em funcionamento por longos períodos de tempo;
* Acção lenta, porém efectiva;
Mecanismo Regulador Renal
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Trabalho elaborado por:
Ana Catarina MachadoAna Catarina RodriguesAna Cristina FernandesAna Cristina CardosoAna Cristina Martins