EQÚILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO E ACIFICAÇÃO URINÁRIA. Profa. Dra. Monica Akemi Sato

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1 EQÚILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO E ACIFICAÇÃO URINÁRIA Profa. Dra. Monica Akemi Sato

2 Introdução Homeostasia: constância do meio interno Claude Bernard Parâmetros fisiológicos constantes: temperatura, volume, pressão, concentração, acidez Quebra da homeostasia doença morte

3 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS MEIOS INTRA E EXTRACELULAR 0,00004 meq/l

4 O que é ph? [H + ] nos líquidos corporais é baixa. Sangue arterial: [H + ] = 0,00004 meq/l (Ex. [Na + ]= 142 meq/l). Por isso, [H + ] é expressa em escala logarítmica: ph = -log [H + ] ph = -log [0, Eq/L] ph = 7,4

5 Medida da acidez de uma solução Conceito de ph ph = - log [H + ] EscalaS de concentração e ph ÁCIDO BÁSICO M M

6 Qual a importância da manutenção do ph??? CONFORMAÇÃO DE PROTEÍNAS Alteração de ph desnatura a proteína perda da função

7 Variações do ph (Sangue arterial) Normal: 7,35 a 7,45 Acidemia: 7,35 Alcalemia: 7,45 Faixa compatível com a vida: 6,8 a 8,0.

8 Concentração de H+ nos líquidos corporais Conc. H+ (meq/l) ph Líq. Extracel. Sg. Arterial 4,0 X ,40 Sg. Venoso 4,5 X ,35 Líq. Intersticial 4,5 X ,35 Líq. Intracel. 1X10-3 a 4X10-5 6,0 a 7,4 Urina 3X10-2 a 1X10-5 4,5 a 8,0 HCl gástrico 160 0,8

9 O QUE É EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO??? Manutenção da concentração normal de íons H + nos líquidos corporais

10 Regulação do EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO 1) Utilização de tampões nos líquidos extra e intracelular; 2) Mecanismos respiratórios (eliminação de CO 2 ); 3) Mecanismos renais (reabsorção de bicarbonato e secreção de íons H + ).

11 PRINCÍPIOS DO TAMPONAMENTO TAMPÃO - Mistura de um ácido fraco com sua base conjugada ou base fraca com seu ácido conjugado; - Fisiologicamente: tem a função de possibilitar a manutenção do ph do meio.

12 O QUE É SÃO ÁCIDOS? SEGUNDO BRÖNSTED & LOWRY Espécies químicas que liberam H + aq HCl H + + Cl -

13 O QUE É SÃO BASES? SEGUNDO BRÖNSTED & LOWRY Espécies químicas que recebem H + aq HCO 3- + H + H 2 CO 3

14 Regulação do EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO 1) Tamponamento do H + no LIC e LEC 2) Compensação respiratória Minutos a horas 3) Compensação renal horas ou dias

15 PRODUÇÃO DE ÁCIDOS NO ORGANISMO ph do sangue arterial é ligeiramente alcalino (7,4) apesar da grande produção de ácidos diariamente. 2 tipos de produção de ácidos: - Voláteis (a partir do CO 2 ); - Não-voláteis (ou fixos).

16 ÁCIDOS VOLÁTEIS AC CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H HCO 3

17 ÁCIDOS NÃO-VOLÁTEIS (FIXOS) A partir do catabolismo de proteínas e fosfolipídeos 40 a 60 nmol/dia de ácidos fixos

18 Ácidos não-voláteis (fixos) 1) proteínas com aa sulfurados (metionina, cisteína) geram ác. sulfúrico após metabolização; 2) Fosfolípídeos produzem ác. fosfórico; 3) Estados fisiopatológicos: ác. acetoacético (pacientes diabéticos não tratados); 4) Exercício extenuante ou qdo tecidos estão em hipóxia - ác. lático; 5) Medicamentos: ácidos salicílico (a partir do ac. acetilsalicílico = aspirina); 6) Ingestão de metanol ác. fórmico.

19 EQUAÇÃO DE HENDERSSON-HASSELBACH ph = pk + log [A - ]/ [HA] É usada para calcular o ph de uma solução tamponada. pk= valor de ph em que haverá 50% de formas ionizadas e 50% de formas não-ionizadas numa solução

20 Mapa ácido-base A equação de Hendersson-Hasselbach pode ser representada em um mapa ácido-básico (relações entre PCO 2, concentração de HCO 3- e ph). Linhas isoídricas: representam a mesma [H+] ou mesmo ph. Fornecem todas as combinações de PCO 2 e de HCO 3 - que geram o mesmo ph.

21 Mapa ácidobase

22 Regulação do EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO 1) Tamponamento do H + no LIC e LEC 2) Compensação respiratória Minutos a horas 3) Compensação renal horas ou dias

23 REGULAÇÃO PELOS TAMPÕES DO LIC E LEC

24 TAMPÕES DO LEC 1) Tampão bicarbonato 2) Tampão fosfato TAMPÕES DO LIC 1) Fosfatos Orgânicos (ATP, ADP, AMP, glicose-1- fosfato; 2,3-bifosfoglicerato): H + é tamponado pela porção fosfato. 2) Proteínas: hemoglobina

25 TAMPÃO BICARBONATO (LEC) É o mais importante do LEC; Primeira linha de defesa qdo ocorre ganho ou perda de H +. Motivos: 1) [HCO 3- ] é bem alta = 24 meq/l; 2) pk do tampão aproxima-se do ph do LEC; 3) CO 2 (forma ácida do tampão é volátil e pode ser expirado dos pulmões). AC CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO - 3

26 TAMPÃO BICARBONATO (LEC) 99,9% do bicarbonato filtrado é reabsorvido: TFG = 180 L/dia [HCO 3- ] = 24 meq/l Carga filtrada 180 L/dia X 24 meq/l 4320 meq (dia) Taxa de excreção de HCO 3- = 2 meq (dia) Taxa de reabsorção de HCO 3- = 4318 meq (dia)

27 TAMPÃO FOSFATO (LEC) pk tampão bicarbonato = 6,1 pk do tampão fosfato = 6,8 (mais próximo do ph do sangue) Portanto, tampão fosfato deveria ser mais importante do que o tampão bicarbonato. Porém: [tampão bicarbonato] é > [tampão fosfato] 24 mmol/l 2 mmol/l H + + HPO 4 = H 2 PO 4 - E forma ácida do tampão bicarbonato é eliminado mais facilmente pelos pulmões como CO 2.

28 TAMPÕES DO LIC Para utilizar os tampões intracelulares num distúrbio ácido básico, H + tem de entrar na célula. Ex: distúrbios ácido-base respiratórios Excesso de CO 2 adentra nas células, gerando H + que será tamponado.

29 TAMPÕES DO LIC Proteínas Contém grupamentos ácidos ou básicos (-COOH, -COO - ou NH 3+ /-NH 2 ). Ex: hemoglobina (pk oxiemoglobina = 6,7 e pk da desoxiemoglobina = 7,9). H + + Hb HHb

30 TAMPÕES DO LIC (Hb)

31 TAMPÕES DO LIC Fosfatos orgânicos - (ATP, ADP, AMP, glicose-1-fosfato; 2,3- bifosfoglicerato): H + é tamponado pela porção fosfato. - pk dos fosfatos orgânicos = 6,0 a 7,5 (fisiologicamente eficaz).

32 REGULAÇÃO RESPIRATÓRIA

33 Regulação dos íons H+ nos líquidos corporais: Centro respiratório Durante: Diminuição da ventilação alveolar Aumento da ventilação alveolar

34 REGULAÇÃO RESPIRATÓRIA CO 2 + H 2 0 H 2 CO 3

35 REGULAÇÃO RENAL

36 Metabolismo de proteínas 80 meq de ácidos não voláteis (não são como o H 2 CO 3 - eliminado pelos pulmões) Portanto requerem excreção renal

37 CONTROLE RENAL DO EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO * Os rins controlam o equilíbrio ácido-básico ao excretar urina ácida ou básica; * Os rins controlam a [H + ] do LEC através de 4 mecanismos fundamentais: 1) Secreção de H + ; 2) Reabsorção de HCO 3- filtrado; 3) Secreção de HCO 3 -; 4) Excreção de H + e Produção de novo HCO 3-.

38 FILTRAÇÃO, REABSORÇÃO E SECREÇÃO Para a veia renal

39 CONTROLE RENAL DO EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO 1) Secreção de H + ; 2) Reabsorção de HCO 3- filtrado; 3) Secreção de HCO 3 -; 4) Excreção de H + e Produção de novo HCO 3-.

40 SECREÇÃO DE HIDROGÊNIO Os íons Hidrogênio são secretados por transporte ativo secundário nos segmentos tubulares

41 SECREÇÃO DE HIDROGÊNIO Os íons Hidrogênio são secretados por transporte ativo primário (células intercaladas α) nos túbulos distais e coletores.

42 CONTROLE RENAL DO EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO 1) Secreção de H + ; 2) Reabsorção de HCO 3- filtrado; 3) Secreção de HCO 3 -; 4) Excreção de H + e Produção de novo HCO 3 -

43 LOCAIS DE REABSORÇÃO DE BIC

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45 REABSORÇÃO DE BICARBONATO (O BIC filtrado pelos glomérulos não pode ser reabsorvido diretamente) BIC filtrado nos glomérulos BIC reabsorvido para o sangue

46 REABSORÇÃO DE BICARBONATO O BIC passa pela membrana basolateral por dois mecanismos: 1.Co-transporte Na + /BIC 2. Troca de Cl - /BIC

47 CONTROLE RENAL DO EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO 1) Secreção de H + ; 2) Reabsorção de HCO 3- filtrado; 3) Secreção de HCO 3 -; 4) Excreção de H + e Produção de novo HCO 3-.

48 SECREÇÃO DE BICARBONATO (Célula intercalada β durante alcalose metabólica)

49 CONTROLE RENAL DO EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO 1) Secreção de H + ; 2) Reabsorção de HCO 3- filtrado; 3) Secreção de HCO 3 -; 4) Excreção de H + e Produção de novo HCO 3-. O excesso de H + no líquido tubular combina-se com tampões Fosfato e Amônia resultando em novos HCO 3 -

50 EXCREÇÃO DE H + FIXO NA FORMA DE ÁCIDO TITULÁVEL Ácido titulável é o H + excretado com os tampões urinários (tampão amônia e tampão fosfato).

51 Tampão amônia

52 EXCREÇÃO DE H + SOB FORMA DE NH 4 + Qdo ph urinário diminui, aumenta a excreção de NH 4+.

53 FORMAÇÃO DE NOVO HCO 3 - Sistema Tampão Fosfato transporta o excesso de H + para a urina e HCO 3- é reabsorvido

54 FORMAÇÃO DE HCO 3 - Geração de 2 novos HCO 3 - pelo Sistema Tampão-Amônia

55 Comparação entre excreção de H + como ácido titulável e como NH 4 + Condição Produção total Excreção de H + Excreção de H + de H + fixo como ác titulável como NH 4 + (meq/dia) (meq/dia) Normal Cetoacidose Diabética Insuf. Renal Crônica

56 DISTÚRBIOS ÁCIDO-BASE Caracterizam-se pela concentração anormal de H + no sangue (ph anormal), causando acidemia ou alcalemia. Causas: - alteração primária na [HCO 3- ] ou - alteração primária da PCO 2.

57 DISTÚRBIOS ÁCIDO-BASE Metabólico Respiratório Acidose Alcalose Acidose Alcalose [HCO 3- ] [HCO 3- ] PCO 2 PCO 2 Por aumento de H+ fixo ou Pela perda HCO3- Pela perda de H+ fixo ou ganho de HCO3-

58 DISTÚRBIOS ÁCIDO-BASE Mecanismos para regular o ph do sangue: -Tamponamento no LEC e LIC -Compensação respiratória -Compensação renal

59 Acidose Respiratória É provocada por diminuição da ventilação e aumento da PCO 2 ph = menor que 7,4 (ácido) [HCO 3- ] = acima de 24 mm PCO 2 = acima de 40 mmhg

60 CAUSAS - Lesão do centro respiratório no bulbo - Pneumonia Acidose Respiratória - Obstrução das vias aéreas -Outros fatores que interfiram na troca de gases sangue-alvéolo COMPENSAÇÃO - Renal: Aumento da reabsorção de HCO 3 - e formação de novo bicarbonato pelos rins para compensar a elevação de pco 2.

61 Acidose metabólica Resulta da diminuição da concentração de bicarbonato do líquido extracelular ph = menor que 7,4 (ácido) [HCO 3- ] = abaixo de 24 mm PCO 2 = normal

62 Acidose metabólica CAUSAS - Formação excessiva de ácidos pelo metabolismo no organismo; -Incapacidade de os rins excretarem ácidos metabólicos formados no organismo; - Ingestão ou infusão de ácidos; - Diarréia (perda de bicarbonato pelas fezes);

63 Acidose metabólica CAUSAS -Diabetes mellitus (grande formação de ácido acetoacético pela metabolização de gorduras); -Insuficiência renal crônica: acúmulo de ácidos fracos nos líquidos corporais, filtração glomerular reduzida de fosfatos e NH 4 + (que reduz a quantidade de bicarbonato nos líquidos corporais).

64 Acidose metabólica COMPENSAÇÃO -Pulmões: Aumento da frequência ventilatória para reduzir pco 2. -Renal: adição de novo bicarbonato ao líquido extracelular

65 Alcalose Respiratória Causada por aumento da ventilação e diminuição da PCO 2. ph = maior que 7,4 (básico) [HCO 3- ] = abaixo de 24 mm PCO 2 = abaixo de 40 mmhg

66 CAUSAS Alcalose Respiratória - Ventilação excessiva pelos pulmões. Fatores: psiconeurose e subida a grandes altitudes (estímulo dos quimiorreceptores) COMPENSAÇÃO - Renal: aumento da excreção de bicarbonato

67 Alcalose Metabólica É causada por aumento na concentração de bicarbonato no líquido extracelular ph = maior que 7.4 (básico) [HCO 3- ] = acima de 24 mm PCO 2 = normal

68 Alcalose Metabólica CAUSAS - Excesso de aldosterona (consequência, aumento da secreção de H+); - Vômito do conteúdo gástrico (perda de HCl); - Ingestão de fármacos alcalinos (bicarbonato de sódio usado no tratamento de gastrite ou úlcera péptica).

69 Alcalose Metabólica COMPENSAÇÃO - Pulmões: diminuição da ventilação (elevação de pco 2 ); - Renal: aumento da excreção de bicarbonato.

70 DISTÚRBIOS ÁCIDO-BASE Regras básicas: Se distúrbio ácido-básico for metabólico (alteração HCO 3- ): -Resposta de compensação é respiratória (altera PCO2) e renal. Se distúrbio ácido-básico for respiratório (alteração da PCO 2 ): - Resposta de compensação é renal (altera a concentração de HCO 3- ).

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72 Ânion Gap (Hiato aniônico) Medida útil no diagnóstico de distúrbios ácidobásicos. Baseia-se no princípio da neutralidade: em qq compartimento líquido do organismo (ex. plasma), a concentração de cátions e ânions tem de ser igual.

73 Ânion Gap (Hiato aniônico) Análises de rotina do plasma: dosagem de Na +, HCO 3- e Cl -. [Na + ] é > do que [HCO 3- ] e [Cl - ], por isso, há uma falta (hiato, diferença) de ânions. Por isso, para prevalescer a neutralidade,o plasma tem de conter ânions não-medidos (proteínas plasmáticas, fosfato, citrato, sulfatos e outros), que darão conta desse hiato.

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75 Ânion Gap (Hiato aniônico) Ânion Gap = [Na + ] ([HCO 3- ] + [Cl - ]) ânions não-medidos (meq/l) Normal = 8 a 16 meq/l (média =12 meq/l) Ex: [Na + ] = 140, [HCO 3- ]= 24 e [Cl - ]=105 meq/l AG = 140 ( ) = 11 meq/l

76 Ânion Gap (Hiato aniônico) AG aumentado: Ex: durante acidose metabólica ânion orgânico se acumula ( -hidroxibutirato, acetoacetato, lactato, salicilato). Diminuição do HCO - 3 é compensada por aumento da conc do ânion orgânico. AG normal: Ex: durante diarréia, acidose tubular renal nenhum ânion orgânico está acumulado. Diminuição do HCO 3- é contrabalanceada pelo aumento da conc de Cl - (acidose metabólica hiperclorêmica).

77 Mapa ácido - base

78 Previsão de Respostas Compensadoras em Distúrbios Ácido-Base (DAB) Simples DAB Distúrbio Primário Compens. Resposta Compensat. Prevista Acidose Metab. [HCO3-] PCO2 1 meq/l HCO3-1,3 mmhg PCO2 Alcalose Metab. [HCO3-] PCO2 1 meq/l HCO3-0,7 mmhg PCO2 Acidose Respirat. Aguda PCO2 HCO3 1 mmhg PCO2 0,1 meq/l HCO3- Crônica PCO2 HCO3 1 mmhg PCO2 0,4 meq/l HCO3- Alcalose Respirat. Aguda PCO2 HCO3 1 mmhg PCO2 0,2 meq/l HCO3- Crônica PCO2 HCO3 1 mmhg PCO2 0,4 meq/l HCO3-

79 Exercício 1 Uma paciente esteve vomitando há 3 dias e seu ph sangue = 7,5; PCO 2 = 48 mmhg e HCO 3- = 37 meq/l. Qual distúrbio ácido-básico ela apresenta? É um distúrbio simples ou misto?

80 Resposta 1 Paciente vomitou: perda de H+ HCO 3- = 37 meq/l (> normal = 24 meq/l) PCO 2 = 48 mmhg (> normal = 40 mmhg): é uma compensação respiratória. Paciente hipoventila pela ativação dos quimior. diante do ph alcalino. Portanto, é uma alcalose metabólica. Simples ou mista?

81 Resposta 1 Aumento de HCO 3- (acima do normal)= = 37 meq/l 24 meq/l = 13 meq/l Aumento previsto para PCO 2 (acima do normal) = 0,7 meq/l X 13 meq/l = 9,1 mmhg PCO 2 prevista = 40 mmhg + 9,1 mmhg = 49,1 mmhg (próximo de 48 mmhg) Portanto, trata-se de um distúrbio ác-base simples.

82 Exercício 2 Jovem, 16 anos, tenta suicídio ingerindo várias cartelas de AAS. Encontrada em casa só, aparentemente em pós-comicial. Sem respirações profundas, FR: 24; FC: 108; PA: 90x70. A gasometria provável é: ph: 7,35 (N: 7,35-7,45); PO 2 : 100 (N: ); PCO 2 : 20 (N: 35-45); HCO 3 : 16 (N: 24); glicose: 160 (N: ); Na: 142 (N: ); K: 4 (N: 3,5-4,5); uréia: 80 (N: 7-18); creatinina: 1,9 (N: 0,6-1,2); Cl: 94 (N: ).

83 Resposta 2 ph= 7,35 (N) PCO 2 = 20 mmhg ( ) HCO 3- = 16 meq/l ( ) Na + = 142 meq/l Cl - = 94 meq/l AG = [Na + ] ([HCO 3- ] + [Cl - ]) AG = 142- (16 +94) = 32 (aumentado) Portanto, indica acidose metabólica. Simples ou mista?

84 Resposta 2 Acidose metabólica: - Cálculo da variação de HCO 3- : HCO 3- = = -8 meq/l -Cálculo de previsão da variação de PCO 2 : PCO 2 = 1,3 X (-8) = -10,4 mmhg PCO 2 prevista = 40 + (-10,4) = 29,6 mmhg Mas, valor real de PCO 2 foi de 20 mmhg. Por isso, tb existe alcalose respiratória (baixo PCO 2 e baixo HCO 3- )

85 Resposta 2 Trata-se de um distúrbio misto, acidose metabólica e alcalose respiratória com anion gap, neste caso = 32 (N: 12).