Teresa Moura1
Regulação do Equilíbrio Ácido Base
pH do pH do sangue sangue arterial = 7.4arterial = 7.4
< 6.9 < 6.9 ouou > 7.7 > 7.7 = = MORTEMORTE
Teresa Moura2
Importância do pH nos processos biológicosImportância do pH nos processos biológicos
Proteínas
Estado ionização de resíduosde a.a. e dos gruposterminais amino e carboxílico
Conformação espacial
Reactividade
Actividade é função do pH
Enzimas
Receptores Membranares
Transportadores
Taxas de trocas entre meios
Protonação ou desprotonação de radicais proteicos
Variação da carga total da molécula
Teresa Moura3
VariaçVariação doão do pH induz variaç pH induz variação noão no Volume Celular Volume Celular
Diminuição do pH
Protonização de uma molécula
Diminuição nº de partículas/Diminuição nº de partículas/unidade de volumeunidade de volume
Líquido celular Líquido celular hipotónicohipotónico
SSaídaaída de de águaágua
DiminuiçDiminuição Volume ão Volume CelularCelular
Aumento do pH
Desprotonização de uma molécula
Aumento nº de partículas/ unidadeAumento nº de partículas/ unidadede volumede volume
Líquido celular Líquido celular hipertónicohipertónico
Entrada de Entrada de águaágua
Aumento Volume Aumento Volume CelularCelular
isoiso
isoisopH volume pH volume
hiper
água
hipo
pH volume pH volume
água
Teresa Moura4
Principais fontes de protões no organismoPrincipais fontes de protões no organismo
HH+ + HH+ + HH+ + HH+ + HH+ + HH+ +
HH++ H H+ + HH+ + HH+ + HH+ + HH++
HH+ + HH+ + HH+ + HH+ + HH+ + HH+ +
AeróbioAeróbio
GlucoseGlucose
COCO22 ÁcÁc. Láctico. Láctico
AnaeróbioAnaeróbio
Ácidos Gordos
CorposCetónicos
ProteínasFosfolípidos
H3PO4 H2SO4
Teresa Moura5
ProduçProduçãoão Di Diáriaária de Prot de Protõesões
•• Produção diária de protões = 50 Produção diária de protões = 50 mEq/lmEq/l
•• Excreção diária de protões = 0.2 Excreção diária de protões = 0.2 mEq/l mEq/l
• pH Sangue Arterial = 7.45
• pH Sangue Venoso = 7.35
• Acidose quando pH < 7.35
• Alcalose quando pH > 7.45
• <6.9 ou > 7.7 = MORTE
Teresa Moura6
Mecanismos Fisiológicos de controlo da [HMecanismos Fisiológicos de controlo da [H++] plasmática] plasmática
SistemasSistemas Tampão Tampão
PulmãoPulmão
RimRim
Para pequenos desiquilíbrios os três mecanismosfuncionam em conjunto
Tamponamento QuTamponamento Quíímico mico ((rápidorápido))
Ajuste Respiratório (lento)
Ajuste Renal (mais lento)
Teresa Moura7
RegulaçRegulação ão do pH no do pH no OrganismoOrganismo
Tamponamento QuTamponamento Quíímico mico ((rápidorápido))
Ajuste Respiratório (lento)
Ajuste Renal (mais lento)
Para pequenos desiquilíbrios os três mecanismosfuncionam em conjunto
Teresa Moura8
Tamponamento QuTamponamento Químicoímico
HA H+ + A-ácido protão base
Constante de equilíbrio[H[H++] [A] [A--]]
[HA[HA]]K =K =
[A-][HA]
pH = pK + logEquação de Henderson Hassalbalch
Teresa Moura9
Principais Tampões FisiológicosPrincipais Tampões Fisiológicos
• Intracelulares– Ião Bicarbonato– Fosfato– Proteínas
•Plasmáticos–Ião Bicarbonato –Hemoglobina–Proteínas plasmáticas
Teresa Moura10
Tamponamento QuímicoTamponamento Químico
ProteínaProteína-
Tampão Bicarbonato
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
FosfatoFosfato HH22POPO44-- HPO HPO44
2 -2 - + H+ H++
HH - -
HH Pr- - + + nHnH++
Teresa Moura11
[HCO3-]= 24 mM
α pCO2 = 1.2
[HCO3-]= 14 mM
α pCO2 = 11.2
10 mmoles HCl10 mmoles HCl
pH = 7.4pH = 7.4 pH = 6.2pH = 6.2
[HCO3-]
α pCO2
pH = pKa + log
Tampão Bicarbonato a 37 º – Tampão Bicarbonato a 37 º – pKa pKa = 6.1= 6.1
α = 0.03 é a relação entre [H2CO3] e pCO2
pCO2 arterial = 40 mm Hg
Teresa Moura12
Tampão Bicarbonato – Tampão Bicarbonato – pKa pKa = 6.1= 6.1
[HCO3-]= 24 mM
α pCO2 = 1.2
[HCO3-]= 14 mM
α pCO2 = 1.2
10 mmoles HCl10 mmoles HCl
pH = 7.4pH = 7.4 pH = 7.2pH = 7.2
pCO2 = 40 mm Hg pCO2 = 40 mm Hg
[HCO3-]
α pCO2
pH = pKa + log
Teresa Moura13
Tampão Bicarbonato – Tampão Bicarbonato – pKa pKa = 6.1= 6.1
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
Relação fixaRelação fixa
[HCO3-]
[pCO2]pH αPor issoPor isso……..
Teresa Moura14
ImpotImpotância Fisiológica ância Fisiológica do do Tampão BicarbonatoTampão Bicarbonato
[HCO3-]
[pCO2]pH α
RIM regula
PULMÃO PULMÃO regularegula
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
Teresa Moura15
RegulaçRegulação ão do pH no do pH no OrganismoOrganismo
Tamponamento QuTamponamento Quíímico mico ((rápidorápido))
Ajuste Respiratório (lento)
Ajuste Renal (mais lento)
Para pequenos desiquilíbrios os três mecasnismosfuncionam em conjunto
Teresa Moura16
Sangue Sangue Arterial Arterial –– Valores NormaisValores Normais
• pH 7.4
• [HCO3-] 24 mmol
• pCO2 40mm Hg
[HCO3-]
[pCO2]pH α
Teresa Moura17
pHpH estimula respiração estimula respiração ((quimioreceptores periféricosquimioreceptores periféricos))
Controlo Controlo RespiratórioRespiratório
CO2 + H20 H+ + HCO3-
pHpH aumenta ventilação... CO aumenta ventilação... CO22 é eliminado é eliminado
Teresa Moura18
Controlo RespiratórioControlo Respiratório
CO2 + H20 H+ + HCO3-
pHpH estimula respiração estimula respiração ((quimioreceptores periféricosquimioreceptores periféricos))
Reacção Reacção move-se move-se para para a a esquerdaesquerda
pHpH aumenta ventilaçãoaumenta ventilação... CO... CO22 é é eliminadoeliminado
pH pH restabelecidorestabelecido
Teresa Moura19
Sistemas tampSistemas tampãoão
• Quando é que um Tampão
Fisiológico possui a sua eficácia
máxima?
Teresa Moura20
Regulação Regulação do pH do pH plasmáticoplasmático
Tamponamento QuTamponamento Quíímico mico ((rápidorápido))
Ajuste Respiratório (lento)
Ajuste Renal (mais lento)
Para pequenos desiquilíbrios os três mecasnismosfuncionam em conjunto
Teresa Moura21
HH++ é é secretado secretado no no Tubulos Tubulos Proximal e Proximal e Ducto ColectorDucto Colector
Lumen Sangue
HH++
HH++
NaNa++
ATPase protõesATPase protões
antiporteantiporte
Teresa Moura22
HCO3- do filtrado é reabsorvido no TTúbulo úbulo ProximalProximal
Lumen Sangue
HH++
NaNa++
HCO3-
H2CO3
CO2
H2Ocaca
+ HCO3-
CO2 H2Ocaca
HCO3-HH++
ca - ca - anidrase carbanidrase carbónicaónica
Teresa Moura23
TTúbulo úbulo ProximalProximal
• Sempre que 1 protão é secretado, um iãoHCO3
- é adicionado ao sangue
• Um ião H+ secretado reage com um iãoHCO3
- filtrado
• HCO3- é, com efeito reabsorvido
Teresa Moura24
TTúbulo úbulo Distal – Distal – Excreção Excreção do Hdo H++ via via Tampão FosfatoTampão Fosfato
Lumen Sangue
HH++
ATPase protõesATPase protões
HPOHPO44- -- -
HH22POPO44--
CO2 H2Ocaca
HH++ + HCO3-
HCO3-
Teresa Moura25
TTúbulo úbulo Distal – Distal – Excreção Excreção do Hdo H++ via via Tampão AmóniaTampão Amónia
Lumen Sangue
HH++
NHNH44++
Glutamina
Glutamato
NHNH33NHNH33
CO2 H2Ocaca
HH++ + HCO3-
HCO3-
Teresa Moura26
RIMRIM
• Sempre que um ião H+ é secretado, um iãoHCO3
- é adicionado ao sangue
• Um ião H+ secretado reage com um ião HCO3-
filtrado.
• SE um ião H+ secretado reage com outrotampão tubular, passa para o plasma HCO3
-
adicional.
Teresa Moura27
Acidoses Acidoses e e AlcalosesAlcaloses
Acidoses ou alcaloses Respiratórias
[HCO3-]
[pCO2]pH α
Acidoses ou alcaloses Metabólicas
[HCO3-]
[pCO2]pH α
Teresa Moura28
Diagrama de Diagrama de DavenportDavenport
[HCO3-]
[pCO2]
[pCO2]
80 40
20
pH
Teresa Moura29
Acidose RespiratAcidose Respiratóriaória
Insuficiência Respiratória – Redução naEliminação de CO2
Aumento da pCO2 nos tecidos.
O equilíbrio desloca-se para a direita.
COCO22 + H + H2200 HH++ + HCO + HCO33--
Teresa Moura30
Acidose RespiratóriaAcidose Respiratória
Alteração Primária:
pCOpCO2 2 arterial arterial
Resultado:
HCO HCO33- - e e HH++ no plasmano plasma
Compensação
RenalRenal : : SecreçãoSecreção de H de H++
SecreçãoSecreção Renal HRenal H+ + significa retenção significa retenção de HCOde HCO33 - - . . [HCO3
–] permanecerá elevada enquanto durar desiquilibro respiratóriopermanecerá elevada enquanto durar desiquilibro respiratório
Teresa Moura31
pH 7.4pH 7.4
Acidose RespiratóriaAcidose Respiratória
[HCO[HCO33--]]
24 24 mMmMAlteraçãoAlteração
PrimáriaPrimária
CompensaçãoCompensaçãoRenalRenal
Causas possíveis: 1) Doenças pulmonares - Pulmão inactivo 2) Anestésicos e drogas
Teresa Moura32
Alcalose RespiratAlcalose Respiratóriaória
Alteração Primária:
pCOpCO2 2 arterial arterial
Resultado:
HCO HCO33- - e e HH++ no plasmano plasma
Compensação
RenalRenal : : Secreção Secreção de Hde H++
da Secreção Renal H+ provoca da retenção de HCO3 - .
[HCO3 –] permanecerá baixa enquanto durar o desiquilibro respiratório
Teresa Moura33
Alcalose respiratAlcalose respiratóriaória
Algumas causas possíveis: 1) Dor 2) Histeria 3) Hipóxia
pH 7.4pH 7.4
[HCO[HCO33--]]
24 24 mMmM AlteraçãoAlteração
PrimáriaPrimária
CompensaçãoCompensaçãoRenalRenal
Teresa Moura34
Acidose MetabAcidose Metabólicaólica
• Adição de H+ que não de naturezarespiratória
• Aumento directo da [H+] nos tecidos(diminuição de pH)
• O equilíbrio desloca-se para a esquerda…efeito tampão simples
COCO22 + H + H2200 HH++ + HCO + HCO33--HH++
Teresa Moura35
Acidose MetabAcidose Metabólicaólica
Alteração Primária: Adição Adição de Hde H++ exógenoexógeno ou metabólico ou metabólico Perda Perda de HCOde HCO33
- - no no intestinointestino....
Resultado:
do HCO do HCO33- - no plasmano plasma
Compensação RespiratóriaRespiratória ((inicia-se rapidamenteinicia-se rapidamente):):
aumento da ventilação aumento da ventilação mais mais o HCOo HCO33
-- , , mas restabelecendo mas restabelecendo o Ho H++
Renal ( Renal (mais lentamais lenta): ): Secreção Secreção de Hde H++
Reposição Reposição de HCOde HCO33--
Teresa Moura36
Acidose MetabAcidose Metabólicaólica
Causas possíveis: 1) Perda de Base (ex: diarreia). 2) Ganho de ácido (diabetes, insuficiência renal).
pH 7.4pH 7.4
[HCO[HCO33--]]
24 mM24 mMAlteraçãoAlteraçãoPrimáriaPrimária
CompensaçãoCompensaçãoRespiratóriaRespiratória
Compensação Renal HCO3
- conservado
Teresa Moura37
Alcalose MetabAlcalose Metabólicaólica
• Perda de H+ que não de origem respiratória
• Diminuição da [H+] (aumento do pH).
• O equilíbrio desloca-se para a direita… efeitotampão simples
COCO22 + H + H2200 HH++ + HCO + HCO33--HH++
Teresa Moura38
Alcalose MetabAlcalose Metabólicaólica
Alteração Primária:
Adição de HCO3- exógeno
Perda de H+ no intestino..
Resultado:
do HCO3- no plasma
Compensação RespiratóriaRespiratória ((Inicia-se rapidamenteInicia-se rapidamente))
redução da ventilaçãoredução da ventilaçãoHCOHCO33
-- aumenta maisaumenta mais, , mas restabelece mas restabelece HH++
RenalRenal ( (mais lentamais lenta) ) redução da secreção redução da secreção de Hde H++
permite excretar permite excretar HCOHCO33-- na urinana urina
Teresa Moura39
Alcalose MetabAlcalose Metabólicaólica
pH 7.4pH 7.4
[HCO[HCO33--]]
24 mM24 mM AlteraçãoAlteraçãoprimáriaprimária
CompensaçãoCompensaçãoRespiratóriaRespiratória
Compensaçãorenal
HCO3- perdido
na urina
Algumas causas possíveis: 1) Ingestão de excesso de Base. 2) Perda de ácido (Vómito)