Acido /Basico

1. Regulación del Equilíbrio Acido-Base

2. Ojetivo: Manutención del pH
pH arterial entre 7,35 e 7,45
[H+
] ~ 40 nanomoles/L (10-9
)
pH intracelular entre 7,1 e 7,2
[H+
] ~ 70-80 nanomoles/L
Concentración de H+ es muy bajo comparado a la de otros eletrolitos
del plasma: Na+
, K+
, Ca2+
: 5 a 150 milimoles/L

3. Exemplos de funciones celulares fuertemente afectadas por variaciones de pH

4. Bronsted-Lowry:
- Acido es todo compuesto capaz de donar protones cuando es
disuelto en agua u otro solvente polar
- Base es todo compuesto capaz de aceptar protones
HA H+ + A-
El agua no es solo un solvente, mas es un participante crucial del
proceso de donación y aceptación de protones, porque la molécula de
agua tiene un local para la disociación de hidrógeno:
H2O + H2O H3O+
+ HO -
ou H2O H+
+ OH-

5. pH = - log([H+
]) [H+] (Eq/L) = 10-pH
Concentração de 1 a 10-14
mol/L
pH de 0 a 14

6. A manutención del pH en el rango de normalidad,
requiere de la actuación de tres mecanismos fisiológicos
fundamentales:
- Tamponamiento intra y extracelular, lo que amortigua las
variaciones en el pH.
- Acciones compensatorias pulmonares, que modulam a taxa de
excreción de CO2.
- Acciones compensatorias renales, que controlan el contenido de
HCO3
-
en el organismo.

7. Mecanismo de Tamponamiento del pH:
Funcionan como tampones:
ácido débil neutro y su base conjugada:
HA H+
+ A-
base neutra débil y su ácido débil conjugado:
BH+
B + H+
En equilíbrio:
Ka = [A-
][H+
] / [HA]
En equilíbrio:
Kb = [B][H+
] / [BH+
]
log en ambos lados, y pKa = -log [Ka ] , pKb = -log [Kb ] e
pH = -log [H+
]
pH = pKa + log [A-
]/[HA] e pH = pKb + log [B]/[BH+
]

8. pH = pKa+ log [A-
]/[HA] (Ecuación de Henderson-Hasselbalch)
Cuando las concentraciones [A-] = [HA]
pH = pKa
pK de un tampón corresponde al pH en el cual las concentraciones
de la forma asociada al H+
y la forma disociada son iguales. En ese
pH, el tampón amortigua bien tanto la adición de bases como la
adición de ácidos.
H+
H+
HA A- + H+
pH = pKa + log [A-
] / [HA]
HA A- + H+
OH- OH-
H2O
pH = pKa + log [A-
] / [HA]

9. Curva de titulación de algunos sistemas tampones
Estas curvas evidencian regiones de elevada y baja eficiencia en el
tamponamiento. A pH próximo del pK, la eficiencia es máxima.
NH4
+
/NH3
pK

10. Equilíbrio químico para el sistema CO2 - HCO3
-
:
El CO2 se disuelve en agua, como cualquer otro soluto.
La cantidade de CO2 disuelto en el agua es proporcional a la
presión parcial de CO2 (PaCO2), que es definida por el aire
alveolar:
Ley de Henry: [CO2]dis = αCO2 . PaCO2
Coeficiente de solubilidade do CO2 en agua
0,0301 mmol/L
Tensión alveolar de CO2

11. a.c.
CO2 disuelto en agua forma ácido carbonico:
[CO2]dis + H2O H2CO3
Na ausência da enzima anidrase
carbônica (a.c.) essa reação é lenta.
H2CO3 es un ácido relativamente fuerte, y se disocia rápidamente:
H2CO3 H+
+ HCO3
-
Podemos combinar las reaciones:
[CO2]dis + H2O H+
+ HCO3
-

12. [CO2]dis + H2O H2CO3 H+
+ HCO3
-
En equilibrio: K = [H+
] . [HCO3
-
] / [CO2]dis . [H2O]
K = [H+
] . [HCO3
-
] / [CO2]dis
K = [H+
] . [HCO3
-
] / αCO2 . PaCO2
[H2O] é constante
pH = pK + log { [HCO3
-
] / αCO2 . PaCO2}
pH = 6,1 + log { [HCO3
-
] / 0,03 . PaCO2 }
H2CO3

13. pH = 6,1 + log { [HCO3
-
] / 0,03 . PaCO2 }
La PaCO2 es mantenida constante por la ventilación pulmonar

14. CO2 + H2O H2CO3 H+
+ HCO3
-
CO2 + H2O H2CO3 H+
+ HCO3
-
CO2

15. Otros tampones importantes en los fluidos biológicos:
Proteínas:
Algunos aminoácidos tienen cadenas laterales con grupos
ionizables, por ejemplo ác. Aspártico, Glutamato, Lisina, Arginina,
Histidina.
La capacidade tamponante de las proteínas, deriva principalmente
del grupo imidazolico de los resíduos de histidina, que en las
cadenas polipeptídicas tienen pK entre 6,4 y 7,0.
Fosfato inorgánico:
H2PO4
-
HPO4
2-
+ H+
(pK = 6,8)
Más importante como tampón urinário, contribuindo para
la acidez titulable (proceso de tamponamiento urinario)
Tampones intracelulares: proteínas, CO2/bicarbonato, fosfato
inorgânico, e fosfato orgánico.

16. El metabolismo diário, en indivíduos con dieta normal para
nuestros padrones, resulta en la producción de exceso de
ácidos en relación a las bases.
El ácido generado más abundantemente es el ácido carbônico,
proveniente de la oxidación completa de ácidos orgânicos:
16.000 a 20.000 mmol de CO2/ día
El CO2 no se acumula en el organismo,
es eliminado por los pulmõnes
CO2 + H2O H2CO3 H+
+ HCO3
-

17. Durante la oxidación de substratos orgânicos, hay generación de
intermediarios y metabolitos que son ácidos orgânicos
relativamente fuerrtes:
- Ácido lático
- Ácidos tricarboxílicos
- Ceto-ácidos
Estos ácidos, igualmente no se acumulam, a no ser
temporariamente, si son producidos en excesso.
Son metabolizados a CO2 y H2O o sus aniones son eliminados en
la orina. Si el anión es eliminado, el protón correspondiente
pemanece en el organismo, contribuindo para la producción
diaria del exceso de ácidos.

18. Algunos ácidos producidos durante el metabolismo, no pueden
ser oxidados a CO2:
Ácidos orgânicos:
- ácido úrico
- ácidos glicurônico
- ácido oxálico
Ácidos inorgânicos:
- H2SO4, HCl.

19. pH = 6,1 + log { [HCO3
-
] / 0,03 . PaCO2 }
concentración
de HCO3
-
es
controlada por
los riñones
concentración de
CO2 es
controlado por
los pulmones

20. pH = 6,1 + log
[HCO3
-
]
0,03 . PaCO2
[CO2]dis + H2O H+
+ HCO3
-
Linha de tamponamento
(com CO2) do plasma não
separado de hemácias
Linha de
tamponamento do
plasma separado
Esta curva es el lugar de los valores de la [HCO3
-
] en función del pH a PCO2
constante

21. Consumo diário de
HCO3
-
: 1 mEq/kg
Geração diária
de HCO3
-
novo
pelo rim: 1
mEq/kg

22. El riñón en el equilíbrio ácido-base:
Los riñones secretan hidrógenio para la reabsorción de HCO3
-
4.320 mEq de HCO3
-
son filtrados diariamente. Todo el bicarbonanto filtrado
es reabsorvido.
Asim, la casi totalidad del ácido secretado por los túbulos renales es para el
proceso de reabsorción del HCO3
-
filtrado.
Na+
H+
H+
H2O + CO2
H2CO3
H+
+ HCO3
-
Na+
HCO3
-
Na+
H2O + CO2
H2CO3
H+
+ HCO3
-
Na+
HCO3
-
Na+
a.c.
NaHCO3
HCO3
-
+ H+
H2CO3
H2O + CO2
a.c.
Na2HPO4
Na+
+ H2PO4

23. H+
HCO3
-
Si el H+
secretado hacia
la luz tubular es
tamponado por HCO3
-
,
eso corresponde a
reabsorción de HCO3
-
Si el H+
secretado hacia la
luz tubular es tamponado
por otros tampõnes
(HPO4
-
, NH3 etc), eso
corresponde a geración de
HCO3
-
nuevo

24. Disturbios del equilibrio ácido-base:
Os mecanismos compensatórios para corrigir a pH em caso de ganho exessivo
de ácidos ou bases ou perda excessiva de ácidos ou bases envolvem:
- Tamponamento
- Adaptações respiratórias
- Adaptações renais

25. Enfermidades envolvendo o
parênquima pulmonar ou os
músculos respiratórios, de modo a
não permitir a adequada
renovação do ar alveolar.
Consequência imediata:
elevação da PaCO2
Distúrbios respiratórios do equilíbrio ácido-base:
Acidose respiratória: Observaremos o nomograma
pH/HCO3
-
/CO2 seguindo outra isóbara
[CO2]dis + H2O H+
+ HCO3
-

26. Compensão renal da acidose respiratória:
Aumento da secreção de H+
e da reabsorção de HCO3
-
como consequência do
aumento da concentração H+
(queda do pH) e do CO2 dentro das células tubulares.
Efeito apenas do
tamponamento
Efeito da
adaptação renal
Valores normais:
pH = 7,40
PaCO2 = 40 mmHg
HCO3
-
= 24 mM
pH = 6,1 + log10
[HCO3
-
]
0,03 . PaCO2

27. Situações que levem a
hiperventilação alveolar, tais
como ansiedade, intoxicação com
ácido acetil salicílico, e outras.
Consequência imediata:
queda da PaCO2
Distúrbios respiratórios do equilíbrio ácido-base:
Alcalose respiratória: Observaremos o nomograma
pH/HCO3
-
/CO2 seguindo outra isóbara
[CO2]dis + H2O H+
+ HCO3
-

28. Compensão renal da alcalose respiratória:
Redução da secreção de H+
e aumento da perda HCO3
-
na urina, como consequência
da redução na concentração de H+
(aumento do pH) e queda do CO2 dentro das
células tubulares.
Efeito apenas do
tamponamento
Efeito da
adaptação renal
Valores normais:
pH = 7,40
PaCO2 = 40 mmHg
HCO3
-
= 24 mM
pH = 6,1 + log10
[HCO3
-
]
0,03 . PaCO2

29. Situações que levem a ganho de
ácidos (ingestão, distúrbios
metabólicos) ou perda de bases,
por diarréia, por exemplo.
Consequência imediata:
aumento na
concentração de H+
livre (queda do pH)
Distúrbios metabólicos do equilíbrio ácido-base:
Acidose metabólica: Observaremos o nomograma
pH/HCO3
-
/CO2 seguindo na mesma
isóbara, inicialmente.
[CO2]dis + H2O H+
+ HCO3
-

30. Compensão respiratória e correção renal da acidose metabólica:
Pulmões: queda do pH leva a hiperventilação e queda da PaCO2
Rins: aumento da [H+
] resulta em maior secreção de H+
, nenhuma perda de HCO3
-
na
urina, aumento da excreção de acidez titulável e amônia.
Efeito apenas do
tamponamento
Efeito da
correção renal
Valores normais:
pH = 7,40
PaCO2 = 40 mmHg
HCO3
-
= 24 mM
pH = 6,1 + log10
[HCO3
-
]
0,03 . PaCO2
Efeito da compensação
respiratória

31. Situações que levem a ganho de
bases (ingestão) ou perda de
ácidos, por vômitos, por exemplo.
Consequência imediata:
redução da
concentração de H+
livre (elevação do pH)
Distúrbios metabólicos do equilíbrio ácido-base:
Alcalose metabólica: Observaremos o nomograma
pH/HCO3
-
/CO2 seguindo na mesma
isóbara, inicialmente.
[CO2]dis + H2O H+
+ HCO3
-

32. Compensão respiratória e correção renal da alcalose metabólica:
Pulmões: elevação do pH leva a hipoventilação e elevação da PaCO2
Rins: queda da [H+
] resulta em menor secreção de H+
perda de HCO3
-
na urina
Efeito apenas do
tamponamento
Efeito da
correção renal
Valores normais:
pH = 7,40
PaCO2 = 40 mmHg
HCO3
-
= 24 mM
pH = 6,1 + log10
[HCO3
-
]
0,03 . PaCO2
Efeito da compensação
respiratória