água tampões
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Bioquímica Estrutural
Água – Tampões
Profª Kasue
Água - Tampões
• Água = solvente universal, capaz de solubilizar substâncias iônicas, covalentes e anfipáticas
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Solubilização de substâncias iônicas
A força de atração do cátion pelo ânion diminui até 80X na água, permitindo que cada partícula fique envolvida pela água, isto é, fique em solução
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Solubilização de substâncias covalentes
Substâncias covalentes se dissolvem na água formando pontes de hidrogênio com moléculas de água
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Solubilização de moléculas anfipáticas
Moléculas anfipáticas em meio aquoso se orientam com a parte hidrofílica polar para fora, e a parte hidrofóbica apolar para fora.
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pH e Tampões
• A água se dissocia espontaneamente:
H2O ↔H+ + OH- (hidroxila)
H+ + H2O ↔ H3O+ (hidrônio) abreviadamente H+
• Os íons OH- e H+ são de grande importância nas funções biológicas, sendo que a concentração de H+ varia de 1 a 10-14mol/L, e a concentração de OH- acompanha em sentido inverso:
quando H+ sobe, OH- desce.
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O pH é responsável pela reação das soluções, existindo as seguintes situações: pH < pOH pH = pOH pH ˃ pOH
Reação ácida Neutra Alcalina
A água pura tem reação neutra e a 25⁰C pH = 7,0, e portanto pOH = 7,0
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Modificação do pH da água por
adição de ácidos e bases:
HCl pH 1 H3CCOOH
pH 4 H2O pH 7
NaOH pH 13
NH4OH pH 9
Adição de base
Adição de ácido
Escala de pH
0 14 7
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Controle do pH – Sistemas tampões
pH 3 pH 7 pH 11
Solução sem tampão
+ Base Ácido +
pH 6,5 pH 7 pH 7,5
Solução com tampão
+ Base Ácido +
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Um sistema tampão é constituído por: Um doador de prótons Um aceptor de prótons O mecanismo do efeito tampão pode ser resumido da seguinte maneira: O tampão: Recolhe prótons quando há excesso Fornece prótons quando há falta
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Estrutura de um tampão
É formado por um ácido fraco + sal do mesmo ácido fraco obtido com uma base forte:
H3C-COONa + Na+
Aceptor
H+ + H3C-COO-
Doador
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Tampões biológicos
• Sistema bicarbonato/ácido carbônico: é o mais importante do organismo para evitar variações de pH. Responde por cerca de 75% da capacidade tamponante do plasma sanguíneo.
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Sistema hemoglobina
Principal tampão dos glóbulos vermelhos, tendo sua ação tamponante ligada à presença de grupos de ácidos fracos (-
COOH) e bases fracas (-NH2). - Em meio ácido: a hemoglobina libera O2, significando
diminuição da afinidade da hemoglobina pelo O2. Fisiologicamente útil aos tecidos, onde um ambiente
levemente ácido serve para liberar o O2 mais facilmente da hemoglobina.
- Em meio alcalino: aumenta a afinidade da hemoglobina pelo O2, produzindo maior saturação da hemoglobina. Isso
ajuda a aumentar o carreamento de O2 nos capilares pulmonares (levemente alcalinos) e é uma grande vantagem
no feto onde a pO2 é baixa.
Efeito da afinidade da hemoglobina por oxigênio
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Distúrbios no equilíbrio ácido-base
Acidose respiratória:
• acúmulo de ácidos voláteis;
• tem-se um aumento de CO2 no sangue (aumenta a pressão de CO2).
• manifestações clínicas podem iniciar-se com cefaléias e sonolência. Também podem estar presentes dispnéia, tosse, sudorese, desmaio, cianose, arritmia, taquicardia, tremores e convulsão. O quadro pode evoluir para um estado comatoso.
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Alcalose respiratória: • caracterizada pela diminuição de ácidos voláteis; • tem-se a redução de CO2 no sangue (baixa pressão de CO2). • em geral os quadros de alcalose respiratória são leves e de baixa gravidade. Nos casos mais severos pode ocorrer hipopotassemia, capaz de gerar arritmias cardíacas, pela entrada rápida de potássio nas células em troca pelos íons hidrogênio.
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Acidose metabólica
• caracterizada pelo acúmulo de ácidos não voláteis; tem-se uma redução de bicarbonato do sangue;
• acúmulo de ácido lático, acúmulo de corpos cetônicos (cetoacidose diabética)
Alcalose metabólica
• caracterizada pela diminuição de ácidos não voláteis; tem-se um aumento de bicarbonato do sangue;
• perda de ácidos ou íons hidrogênio por vômitos ou uso imoderado de diuréticos
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