Tampão. O que é? MISTURA DE UM ÁCIDO FRACO COM SUA BASE CONJUGADA, QUE ESTABILIZA O P H DE UMA SOLUÇÃO

Transcrição

1 Tampões biológicos

2 Relembrar os conceitos de ácido e base (Brönsted-Lowry), ph, pka; Compreender a importância do ph na manutenção da estrutura tridimensional das biomoléculas; Conhecer os valores de ph dos fluídos biológicos; Conhecer os sistemas-tampão dos fluídos biológicos e entender os mecanismos que resultam no controle do ph; OBJETIVOS

3 Entender os fatores que limitam a capacidade tamponante; Estudar os sistemas tampão da saliva, suas faixas de eficiência e a importância de cada sistema; Conhecer a composição das diferentes apatitas e os efeitos da variação de ph nessas estruturas; Conhecer os sistemas tamponantes do sangue e os distúrbios do metabolismo ácido básico; Entender a importância do valor ph na absorção de fármacos. OBJETIVOS

4 Tampão O que é? MISTURA DE UM ÁCIDO FRACO COM SUA BASE CONJUGADA, QUE ESTABILIZA O P H DE UMA SOLUÇÃO

5 ph ph = - log [H + ] 1 Ácido 7 Básico mol/l mol/l Escala da concentração de H + e de ph

6 ph no sangue arterial [H + ] = 0, mol/l ph = - log [H + ] ph = - log [0, ] ph = 7,4

7 ph nos líquidos corporais Sangue arterial 7,40 Sangue venoso 7,35 Líquido intersticial 7,35 Líquido Intracelular 6,0 a 7,4 Urina 4,5 a 8,0 Suco gástrico 0,8 Saliva 6,5 a 7,2 ph

8 Qual a importância da manutenção do ph?

9 Forças químicas que estabilizam a estrutura das proteínas

10 Forças químicas que estabilizam a estrutura de ácidos nucleicos Dupla fita do DNA

11 Ácidos e bases de Brönsted HCl Cl - + H + H 2 CO 3 HCO H + H 3 C-COOH H 3 C-COO - + H + NH + 4 NH 3 + H +

12 Equação de dissociação dos ácidos HA H + + A - HA H + + A - Ácido forte Ácido fraco Keq = [H + ].[A - ] [HA] Constante de equilíbrio do ácido

13 Constante de dissociação dos ácidos H 2 CO 3 HCO H + Ka = 1,7x10-4 (mol/l) pka 3,7 H 3 C-COOH H 3 C-COO - + H + Ka 1,7x10-5 pka = 4,7 NH 4 + NH 3 + H + Ka 5,6x10-10 pka = 9,2

14 Constante de dissociação dos ácidos H 2 CO 3 HCO H + Ka = 1,7x10-4 (mol/l) pka 3,7 H 3 C-COOH H 3 C-COO - + H + Ka 1,7x10-5 pka = 4,7 NH 4 + NH 3 + H + Ka 5,6x10-10 ; pka = 9,2 Quanto maior o valor de Ka maior a força do ácido Quanto menor o valor de pka maior a força do ácido

15 Sistema-tampão Não formam Sistema-tampão Sistema-tampão

16 Como atuam os sistemastampão H H + + H + HA H + + A - Keq = [H + ].[A - ] = [H + ]. [A - ] [HA] [HA] Quando se adiciona ácido

17 Como atuam os sistemastampão HA H + + A - Keq = [H + ].[A - ] = [H + ]. [A - ] [HA] [HA] Quando se adiciona ácido

18 Como atuam os sistemastampão HA H + + A - Keq = [H + ].[A - ] = [H + ]. [A - ] [HA] [HA] Quando se adiciona ácido

19 Como atuam os sistemastampão OH - OH - OH - OH - + H + H 2 O Keq = [H + ].[A - ] = [H + ]. [A - ] [HA] [HA] Quando se adiciona álcali

20 Como atuam os sistemastampão OH - + H + H 2 O Keq = [H + ].[A - ] = [H + ]. [A - ] [HA] [HA] Quando se adiciona álcali

21 Eficiência dos tampões A eficiência de um tampão está restrita a faixa de ph

22 Relação Ka, ph e concentrações de ácido e base conjugada HA H + + A - Ka = [H + ].[A - ] [HA] ph = pka + log [A - ] [HA] equação de Henderson-Hasselbach

23 Qual a razão ácido-base conjuga do ácido acético em ph 5,7??????? H 3 C-COOH H 3 C-COO - + H + ph = pka + log [H 3 C-COO - ] [H 3 C-COOH] 5,7 = 4,7 + log [H 3 C-COO - ] [H 3 C-COOH] 1,0 = log [H 3 C-COO - ] [H 3 C-COOH] pka 4,7 Razão = 10

24 Tampões salivares

25 Tampões Salivares ph da saliva - 5,0-8,0 (6,5 7,2) Tampão bicarbonato - pka 6,1 Maior importância na saliva estimulada do fluxo salivar [ HCO 3 - ] e [ HPO 4 2- ] Fluxo 0,3 ml/min Fluxo > 2 ml/min - 5 mmol/l de tampão bicarbonato - 24 mmol/l de tampão bicarbonato Mais efetivo que os outros tampões salivares Valor próximo ao ph da placa dental Ação rápida perda de CO 2 (g)

26 Tampões Salivares Na + + HCO C 3 H 5 O H + Na + + C 3 H 5 O 3- + H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 Tamponamento do ácido lático por ácido acético

27 Tampões Salivares Tampão fosfato Maior importância na saliva não estimulada [ HPO 4 2- ] Concentração salivar dependente da concentração plasmática e do PTH H 3 PO 4 + H 2 O H 3 O + + H 2 PO 4 - pka 2,0 (Fosfato biácido) H 2 PO H 2 O H 3 O + + HPO 4-2 pka 6,8 (Fosfato monoácido) HPO H 2 O H 3 O + + PO 4-3 pka 12,0

28 Tampões Salivares Tampão de proteínas Proteínas ricas em histidina (histatinas) Histidina pk R 6,0 Tampão amônio: NH 3 + H + NH +4 pka 9,25

29 Importância da manutenção do ph da salivar Esmalte: 96-97% matéria inorgânica apatitas Fórmula molecular D 10 T 6 M 2 D (Ca +2, Ba +2 ) T PO 4-3 M OH -, F -, Cl -, outros Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 Ca 5 F(PO 4 ) 3

30 Desmineralização do esmalte Dissolução do esmalte rico em hidroxiapatita ph < 5,0 Dissolução do esmalte rico em fluorapatita ph < 4,5

31 Manutenção do ph sanguíneo ph do plasma arterial: 7,35 7,45 [H + ] nmol/l Limites compatíveis com a vida: ph 6,8 7,8 ( nmol/l de H + ) Produção de H + Produção diária: 60 mmol/l Fontes de H +: Oxidação de aminoácidos CO 2

32 Manutenção do ph sanguíneo Sistemas que fazem a manutenção do equilíbrio acido básico: 1) sistemas-tampão (bicarbonato e hemoglobina) 2) sistema respiratório 3) sistema renal

33 Tampão bicarbonato CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 - pka 6,1 Keq = [H + ].[HCO 3- ] [CO 2 ] Keq = [H + ].[HCO 3- ] [CO 2 ] pco 2 x 0,03 meq/l/mmhg, 37 o C ph = 6,1 + log [HCO 3- ] Equação de 0,03.pCO 2 Henderson

34 Distúrbio do equilíbrio acido básico Acidose Metabólica: [HCO 3- ] Causas: Excesso da produção ácidos retenção de radicais ácidos ou eliminação excessiva de álcalis (doenças renais) perda de eletrólitos pelas fezes, suor, urina ph = pka + log [HCO 3- ] 0,03.p CO 2

35 Distúrbio do equilíbrio acido básico Acidose respiratória: pco 2 Causas: paralisia do diafragma, malformação torácica, hipotonia muscular, pneumopatias, asma brônquica. ph = pka + log [HCO 3- ] 0,03.pCO 2

36 Distúrbio do equilíbrio acido básico Alcalose metabólica: [HCO 3- ] Causas Ingestão excessiva de álcalis (bicarbonato), perda anormal de HCl (vômitos excessivos), retenção de sódio ph = pka + log [HCO 3- ] 0,03.pCO 2

37 Distúrbio do equilíbrio acido básico Alcalose respiratória: pco 2 Causas hiperventilação voluntária ou emotiva, ou durante a respiração com o uso de aparelhos, processos neurológicos centrais ph = pka + log [HCO 3- ] 0,03.pCO 2

38 Sinais e sintomas dos distúrbios do equilíbrio acido básico Acidose: Alcalose depressão do SNC, desorientação, coma; aumento da frequência e profundidade da respiração na acidose metabólica hiper-excitabilidade, ansiedade intensa, tetania dos músculos do antebraço e face, convulsões

39 Importância do ph para a absorção de fármacos pka 3,5 ph no estômago: 1,5 ph no intestino: 6,0 A maior absorção de aspirina ocorre no Estômago ou no intestino???? ph = pka + log [A - ] [HA]

40 Bibliografia MARZZOCO, A.; TORRES, B.B. Bioquímica Básica, 3ª ed., Ed. Guanabara Koogan, LEHNHNGER, A.L., NELSON, D.L., COX, M.M. Princípios de Bioquímica 5ª ed. Ed.Sarvier, CHAMPE, P.C.; HARVEY, R.A.; FERRIER, D.R. Bioquímica Ilustrada, 4ª ed., Artmed, BUZALAF, M.A.R. Fluoretos e Saúde Bucal. Ed. Santos, NICOLAU, L. Fundamentos de Odontologia: Fundamentos de Bioquímica Oral, Ed. Guanabara Koogan, LEVINE, M. Topics in Dental Biochemistry, Ed. Springer, 2011.