Regulación del Equilíbrio Acido-Base
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
[...
Exemplos de funciones celulares fuertemente afectadas por variaciones de pH
Bronsted-Lowry:
- Acido es todo compuesto capaz de donar protones cuando es
disuelto en agua u otro solvente polar
- Base ...
pH = - log([H+
]) [H+] (Eq/L) = 10-pH
Concentração de 1 a 10-14
mol/L
pH de 0 a 14
A manutención del pH en el rango de normalidad,
requiere de la actuación de tres mecanismos fisiológicos
fundamentales:
- ...
Mecanismo de Tamponamiento del pH:
Funcionan como tampones:
ácido débil neutro y su base conjugada:
HA H+
+ A-
base neutra...
pH = pKa+ log [A-
]/[HA] (Ecuación de Henderson-Hasselbalch)
Cuando las concentraciones [A-] = [HA]
pH = pKa
pK de un tamp...
Curva de titulación de algunos sistemas tampones
Estas curvas evidencian regiones de elevada y baja eficiencia en el
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Equilíbrio químico para el sistema CO2 - HCO3
-
:
El CO2 se disuelve en agua, como cualquer otro soluto.
La cantidade de C...
a.c.
CO2 disuelto en agua forma ácido carbonico:
[CO2]dis + H2O H2CO3
Na ausência da enzima anidrase
carbônica (a.c.) essa...
[CO2]dis + H2O H2CO3 H+
+ HCO3
-
En equilibrio: K = [H+
] . [HCO3
-
] / [CO2]dis . [H2O]
K = [H+
] . [HCO3
-
] / [CO2]dis
...
pH = 6,1 + log { [HCO3
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] / 0,03 . PaCO2 }
La PaCO2 es mantenida constante por la ventilación pulmonar
CO2 + H2O H2CO3 H+
+ HCO3
-
CO2 + H2O H2CO3 H+
+ HCO3
-
CO2
Otros tampones importantes en los fluidos biológicos:
Proteínas:
Algunos aminoácidos tienen cadenas laterales con grupos
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El metabolismo diário, en indivíduos con dieta normal para
nuestros padrones, resulta en la producción de exceso de
ácidos...
Durante la oxidación de substratos orgânicos, hay generación de
intermediarios y metabolitos que son ácidos orgânicos
rela...
Algunos ácidos producidos durante el metabolismo, no pueden
ser oxidados a CO2:
Ácidos orgânicos:
- ácido úrico
- ácidos g...
pH = 6,1 + log { [HCO3
-
] / 0,03 . PaCO2 }
concentración
de HCO3
-
es
controlada por
los riñones
concentración de
CO2 es
...
pH = 6,1 + log
[HCO3
-
]
0,03 . PaCO2
[CO2]dis + H2O H+
+ HCO3
-
Linha de tamponamento
(com CO2) do plasma não
separado de...
Consumo diário de
HCO3
-
: 1 mEq/kg
Geração diária
de HCO3
-
novo
pelo rim: 1
mEq/kg
El riñón en el equilíbrio ácido-base:
Los riñones secretan hidrógenio para la reabsorción de HCO3
-
4.320 mEq de HCO3
-
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H+
HCO3
-
Si el H+
secretado hacia
la luz tubular es
tamponado por HCO3
-
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eso corresponde a
reabsorción de HCO3
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Disturbios del equilibrio ácido-base:
Os mecanismos compensatórios para corrigir a pH em caso de ganho exessivo
de ácidos ...
Enfermidades envolvendo o
parênquima pulmonar ou os
músculos respiratórios, de modo a
não permitir a adequada
renovação do...
Compensão renal da acidose respiratória:
Aumento da secreção de H+
e da reabsorção de HCO3
-
como consequência do
aumento ...
Situações que levem a
hiperventilação alveolar, tais
como ansiedade, intoxicação com
ácido acetil salicílico, e outras.
Co...
Compensão renal da alcalose respiratória:
Redução da secreção de H+
e aumento da perda HCO3
-
na urina, como consequência
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Situações que levem a ganho de
ácidos (ingestão, distúrbios
metabólicos) ou perda de bases,
por diarréia, por exemplo.
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Compensão respiratória e correção renal da acidose metabólica:
Pulmões: queda do pH leva a hiperventilação e queda da PaCO...
Situações que levem a ganho de
bases (ingestão) ou perda de
ácidos, por vômitos, por exemplo.
Consequência imediata:
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Compensão respiratória e correção renal da alcalose metabólica:
Pulmões: elevação do pH leva a hipoventilação e elevação d...
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  1. 1. Regulación del Equilíbrio Acido-Base
  2. 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. 3. Exemplos de funciones celulares fuertemente afectadas por variaciones de pH
  4. 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. 5. pH = - log([H+ ]) [H+] (Eq/L) = 10-pH Concentração de 1 a 10-14 mol/L pH de 0 a 14
  6. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 13. pH = 6,1 + log { [HCO3 - ] / 0,03 . PaCO2 } La PaCO2 es mantenida constante por la ventilación pulmonar
  14. 14. CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3 - CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3 - CO2
  15. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 21. Consumo diário de HCO3 - : 1 mEq/kg Geração diária de HCO3 - novo pelo rim: 1 mEq/kg
  22. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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

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