SISTEMA TAMPÃO NOS ORGANISMOS ANIMAIS Regulação do Equilíbrio Ácido-Básico ph = Potencial Hidrogeniônico Concentração de H + Quanto mais ácida uma solução maior sua concentração de H + e menor o seu ph Regulação do Equilíbrio Ácido-Básico Ácido Base o Substância capaz de liberais íons H + o Substância capaz de captar íons H+ ph x HOMEOSTASIA 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. Acidose ph do Sangue Arterial ph normal 7,0 7,4 7,8 Faixa de sobrevida Alcalose 1
Alterações no ph Os Ácidos e Bases do organismo se originam de várias fontes Acúmulo de ácidos Aumento da [H + ] Acidose Queda do ph Escala de ph 7,4 Aumento do ph Diminuição da [H + ] Perda de ácidos Perda de bases Alcalose Acúmulo de bases O nosso organismo é mais desafiado por ácidos do que bases. Entrada de ácidos: - compostos metabólicos intermediários e alimentos são ácidos orgânicos; - Exemplos de ácidos orgânicos: aminoácidos, ácidos graxos, intermediários do CAC, ácido láctico. ácido pirúvico piruvato + H + Condições Anaeróbicas Severas: alta produção de ácido láctico acidose láctica; Diabetes mellitus: metabolismo alterado resulta na produção de cetoácidos ou corpos cetônicos Cetoacidose. Maior fonte diária de ácido: produção de CO 2, proveniente da respiração aeróbia. CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO - 3 Esta reação ocorre em todas as células e no plasma, mas lentamente. A produção de H + oriundo do CO 2 e H 2 O é a única grande fonte de entrada de ácidos em condições normais. Fontes de H + decorrentes dos processos metabólicos Metabolismo aeróbico da glicose Ácido Carbônico Ácido Sulfúrico Oxidação de Amino ácidos Sulfurados H + Ácido Fosfórico Metabolismo anaeróbico da glicose Ácido Lático Corpos Cetônicos Ácidos Oxidação incompleta de ácidos graxos Hidrólise das fosfoproteínas e nucleoproteínas A manutenção do ph é vital para as células Porquê?? Cada célula é banhada por um meio para o seu funcionamento de tal modo que é necessário um controle da circulação e da composição dos fluídos do organismo. Só uma variação muito limitada da concentração de ácidos ou de bases circulantes é compatível com a vida. ph do sangue arterial normal é igual a 7,40 ± 0,05 Valores compatíveis com a vida - ph entre 7,8 e 6,8 2
Principais Sistemas Tampão Regulação do Equilíbrio Ácido-Básico Sangue o Substâncias capazes de amortecer variações bruscas de ph TAMPÕES O ph extracelular: Ácido carbónico/ bicarbonato O ph intracelular: Proteínas Ácidos resultantes do metabolismo fosfato 1. Infusão durante 90 minutos uma solução de HCl no sangue de um cão de cerca de 20Kg 2. Adição de solução ácida em um recipiente que continuar o mesmo volume de líquídos do cão Mesmo ritmo de administração ph da água abaixou de 7,44 para 1,34 ph do sangue abaixou de 7,44 para 7,14 Dosagem de bicarbonato sanguíneo Inicial= 27 meq/l Final= 7 meq/l Bicarbonato tampão Tampão Substâncias capazes de captar íons H + e guardá-los para devolvê-los lentamente quando estiverem escassos H + + HCO3 - H2CO3 H2O + CO2 Ácido Fraco Eliminação pelos pulmões Bicarbonato é o principal tampão existente 3
Sistema tampão usado para controlar o ph no sangue. Equilíbrios importantes no sistema tampão ácido carbônico-bicarbonato: SISTEMA TAMPÃO ÁCIDO CARBÔNICO-BICARBONATO H 2 CO 3 / HCO 3- : são um par ácido base conjugados. CO 2 : um gás que fornece um mecanismo para o corpo se ajustar aos equilíbrios. A remoção de CO 2 por exalação desloca o equilíbrio para a direita, consumindo íons H +. SISTEMA TAMPÃO DAS PROTEÍNAS As proteínas intracelulares e plasmáticas podem funcionar como moléculas -tampões; A existência de grupos funcionais, como os grupos carboxílicos e amínicos, nos aminoácidos que constituem as proteínas são responsáveis pela sua capacidade-tampão; Os grupos funcionais podem funcionar como ácidos ou bases fracas, o que permite o controlo da concentração de H+ ; Sistema Hemoglobina Realiza o transporte de gases respiratórios e efeito tampão; O ph do sangue venoso é ligeiramente mais baixo do que o do sangue arterial; O efeito tampão evita que a concentração de H + varie de forma brusca, provocando variações de acidez. Sangue arterial: 7,36 a 7,44 Sangue venoso: 7,44 a 7,46 HbH H + + Hb - Tampão-Fosfato As moléculas que contém fosfatos na sua estrutura, tal como o DNA, o RNA e o ATP, bem como os fosfatos podem funcionar como tampões; O par HPO 2-4 / H 2 PO - 4 é o principal tampão das células, onde se pretende que o ph seja aproximadamente 7; O CO2 (tec.) H2CO3 H+ e HCO3-. O bicarbonato é transportado aos pulmões e o H+ se liga a Hb. Assume também grande importância a nível do sistema renal. 4
Tamponamento celular K + principal íon intracelular Valência igual do H + Células podem retirar H + do sangue (reduzindo a acidose) trocando-o pelo K + (sai da célula) Acidose Hipercalemia Alcalose Hipocalemia Alterações da homeostase do K + Acidose ou Alcalose Eliminação dos ácidos e das bases 1) Gás CO2 (H2CO3) CO2 Centro respiratório (Bulbo) aumenta ventilação alveolar Eliminação Eliminação dos ácidos e das bases 2) Solução aquosa Rins Eliminação de H + por secreção tubular Antiporte com o Na + Potencialização pela aldosterona Aumentar reabsorção tubular de HCO3 - Rins elimnação de H + e retenção de HCO3 - Pacientes com insuficiências renal acidose metabólica 5
As células dos túbulos renais regulam diretamente o equilíbrio ácido-base, aumentando ou diminuindo a secreção de H + e a reabsorção de HCO 3-. Alterações Acidose ph, 7,35 Alcalose ph > 7,45 Respiratória Origem nos pulmões Metabólica 6
Alterações Principais do Equilíbrio Ácido-Base Tipo Alteração primária Resposta secundária Mecanismo de resposta secundária ACIDOSE METABÓLICA ALCALOSE METABÓLICA [HCO 3- ] pco 2 Hiperventilação [HCO 3- ] pco 2 Hipoventilação ACIDOSE RESPIRATÓRIA pco 2 [HCO 3- ] transitóriodaexcreção de ácidoe da reabsorção de HCO 3- pelo rim ALCALOSE RESPIRATÓRIA pco 2 [HCO 3- ] transitória da excreção de ácido e reabsorção de HCO 3- pelo rim 7