Alterações no Equilíbrio Ácido-Base
Os principais tampões com interesse fisiológico
Ácidos e Bases
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
Teoria Protónica de Brönsted-Lowry
Ácido é uma espécie que cede protões (H+) (a uma base):
Teoria Protónica de Brönsted-Lowry
Base é uma espécie que aceita protões de um ácido:
Pares Ácido-Base conjugados
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.
Constante de Equilíbrio
Auto-ionização da água
Kw = 1,00 x 10-14, 25ºC
Constantes de Acidez e de Basicidade
Ka x Kb = Kw
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
Conceito de pH
25ºC
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.
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]
Soluções Tampão
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
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 %
Tampão Fosfato
H2PO4- HPO4
2- + H+
Sistema Tampão das Proteínas
Aminoácidos
Grupo Aminíco
Grupo Carboxílico
Curva de Titulação da Glicina
Sistema Tampão das Proteínas
Ácido Aspártico
Sistema Tampão das Proteínas
Curva de Titulação do Ácido Aspártico
Sistema Tampão das Proteínas
Sistema Tampão das Proteínas
Hemoglobina
CO2
CO2
Tampão bicarbonato
Mecanismo químico – reacção imediata
Meio extracelular
- Bicarbonato de potássio - Bicarbonato de magnésio - Bicarbonato de sódio
Se [HCO3- ] pH
Se [CO2 ] pH
CO2 + H2O <--> H2CO3 <--> H+ + HCO3-
Se for adicionada solução ácida:
Ácido carbónico é muito instável – dissocia-se de imediato
H2CO3 CO2 + H2O
Regulação respiratória
Excesso de CO2:
Se p(CO2) em NaHCO3 o pH
Acidose Respiratória
Deficiência de CO2: Se p(CO2) em NaHCO3 o pH
Alcalose Respiratória
Se for adicionada solução alcalina:
Regulação renal
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;
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
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.
Mecanismo regulador respiratório
Mecanismo regulador respiratório
A função respiratória processa-se mediante três actividades distintas:
ventilaçãoperfusãodifusão
Mecanismo regulador respiratório
Sistema respiratório
Ar atmosférico Sangue venoso
O dióxido de carbono é transportado sob três formas possíveis:
Forma dissolvida Forma carbamino-hemoglobina Forma de ião bicarbonato
Mecanismo regulador respiratório
Mecanismo regulador respiratório
H2CO3 <--> CO2 + H2OH+ + HCO3- <-->
Difunde-se para os alvéolos e é expirado
Mecanismo regulador respiratório
Mecanismo regulador respiratório
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
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.
Mecanismo Regulador Renal
Mas como é que este mecanismo funciona realmente?
Mecanismo Regulador Renal
• [H+] reabsorção de HCO3- (acidose) (compensação)
• [H+] excreção de HCO3-
(alcalose) (compensação)
* Reajuste do pH mais tardio ;
* Pode manter-se em funcionamento por longos períodos de tempo;
* Acção lenta, porém efectiva;
Mecanismo Regulador Renal
Trabalho elaborado por:
Ana Catarina MachadoAna Catarina RodriguesAna Cristina FernandesAna Cristina CardosoAna Cristina Martins
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