Aula equilíbrio ácido base

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Aula equilíbrio ácido base

  1. 1. Equilíbrio ácido base<br />Ana Claudia Souza Rodrigues<br />Uniderp - 2010<br />
  2. 2. Para aprender sobre o equilíbrio ácido-base é necessário lembrar alguns conceitos<br />
  3. 3. Todos confortavelmente acomodados !?<br />
  4. 4. Íon hidrogênio<br /><ul><li>O H+ - íon mais importante nos sistemas biológicos</li></ul>[H+] – influencia<br />- a velocidade das reações químicas.<br /> - a forma e função das enzimas e de proteínas celulares e a integridade das células<br /><ul><li>[H+] - 0,4nM(0,4x10-7)
  5. 5. 80mM de íons hidrogênio são ingeridos ou produzidos pelo metabolismo por dia.</li></li></ul><li>Ácidos<br />Conceito de Arrhenius:<br /> Ácido é toda substância que em solução aquosa libera como cátion o íon hidrogênio (H+). <br /> Ex.: HCl + H2O  H3O+ + Cl-<br />Conceito de Brönsted e Lowry:<br /> Ácido é um doador de prótons, um substância que pode transferir um próton para outra. <br />
  6. 6. Bases<br />Conceito de Arrhenius:<br /> Base é toda substância que em solução aquosa se dissocia liberando ânion oxidrila (OH-). <br /> Ex.: NaOH + H2O  Na+ + OH-<br />Conceito de Brönsted e Lowry:<br /> Base é um receptor de prótons. <br /> Um ácido pode transferir um próton para uma base. <br /> Ex.: NH3 + H2O  NH4+ + OH-<br />
  7. 7. Dissociação da água e seus produtos iônicos<br />H2O + H2O OH -+H3O+<br />A água funciona tanto como ácido quanto como base<br />[H3O+] [OH -]<br />[H3O+] [OH -] <br />Lei da ação das massas:<br />K =<br />=<br />[H2O] [H2O]<br />[H2O]2<br />= 10-14<br />Na água pura a [H+] é igual a [OH-] que é igual a 10-7<br />
  8. 8. Potencial hidrogeniônico (pH)<br /><ul><li> A [H+] de uma solução é quantificada em unidades de pH
  9. 9. pH = -log [H+]
  10. 10. A escala de pH varia de 1 até 14.</li></li></ul><li>pH x homeostasia<br /> Homeostasia é a constância do meio interno <br /> equilíbrio entre a entrada ou produção de íons hidrogênio e a livre remoção desses íons do organismo.<br /> o organismo dispõe de mecanismos para manter a [H+] e, conseqüentemente o pH sangüineo, dentro da normalidade, ou seja manter a homeostasia .<br />pH do Sangue Arterial<br />pH normal<br />Acidose<br />Alcalose<br />7,8<br />7,4<br />7,0<br />Faixa de sobrevida<br />
  11. 11. Alterações no pH<br />Acúmulo de ácidos<br />Perda de bases<br />Aumento da [H+]<br />Acidose<br />Queda do pH<br />7,4<br />Escala de pH<br />Alcalose<br />Aumento do pH<br />Diminuição da [H+]<br />Perda de ácidos<br />Acúmulo de bases<br />
  12. 12. Fontes de H+ decorrentes dos processos metabólicos<br />Metabolismo<br />aeróbico da glicose<br />Metabolismo<br />anaeróbico da glicose<br />Ácido Carbônico<br />Ácido Lático<br />H+<br />Corpos Cetônicos Ácidos<br />Ácido Sulfúrico<br />Ácido Fosfórico<br />Oxidação incompleta de <br />ácidos graxos<br />Oxidação de Amino ácidos<br />Sulfurados<br />Hidrólise das fosfoproteínas e nucleoproteínas<br />Powers,S.K. e Howley, E.T., Fisiologia do Exercício, (2000), pg207 Fig11.3<br />
  13. 13. pH dos Líquidos Corporais<br />Concentração de H+ em mEq/l pH <br /> Líquido Extracelular<br /> Sangue arterial 4.0 x 10-5 7.40<br /> Sangue venoso 4.5 x 10-5 7.35<br /> Líquido Intersticial 4.5 x 10-5 7.35<br /> Líquido Intracelular 1 x 10-3 a 4 x 10-5 6.0 a 7.4<br /> Urina 3 x 10-2 a 1 x 10-5 4.5 a 8.0<br /> HCl gástrico 160 0.80 <br />
  14. 14. Medidas de pH<br />pHmetro<br /><ul><li>Eletrométrico</li></ul>Potenciômetro mede [H+]<br />diferença de potencial elétrico<br />entre duas soluções<br />indicadores<br /><ul><li>Colorimétrico</li></ul>Indicador<br />Indicador-H<br /> H+<br />+<br />(Cor A)<br />(Cor B)<br />
  15. 15. Indicadores de pH<br /><ul><li>Indicadores de pH são substâncias (corantes) utilizadas para determinar o valor do pH </li></ul>pH<br />0 2 4 6 8 10 12<br />Exemplos<br />Metil-violeta<br />A<br />Violeta<br />Amarelo<br />Tornassol<br />Azul<br />Vermelho Violeta<br />incolor<br />Fenolftaleína<br />
  16. 16. Os Sistemas Tampões<br /> Tampão » qualquer substância que pode, reversivelmente, se ligar aos íons hidrogênio.<br /> » Soluções formadas por um ácido fraco e sua base conjugada ou por um hidróxido fraco e seu ácido conjugado<br />Tampão + H+ H+Tampão<br />TampãoH+ + OH- H2O+ Tampão<br />
  17. 17. Sistema Tampão<br /><ul><li>Um tampão é uma mistura de um ácido fraco e do seu sal, capaz de captar e libertar H+.
  18. 18. Evita alterações na concentração de H+ e consequentemente alterações de pH, quando adicionadas pequenas quantidades de ácidos ou bases fortes.</li></li></ul><li>Poder Tamponante<br />pH do tampão <br />Concentrações do sal e do ácido<br />pH = pKa + log 0,1<br />Relação Sal/Ácido = 0,1<br />pH = pKa -1<br />pH = pKa + log 10<br />Relação Sal/Ácido = 10/1<br />pH = pKa +1<br />Poder tamponante de um sistema tampão pode ser definido pela quantidade de ácido forte que é necessário adicionar para fazer variar o pH de uma unidade<br />
  19. 19. Sistemas Primários Reguladores do pH<br />
  20. 20. Exemplos de Tampões<br />Acetato<br />CH3-COOH + CH3-COONa<br />Bicarbonato<br />H2CO3 + NaHCO3<br />Fosfato<br />H2PO-4 + NaHPO4<br />NH4OH + NH4Cl<br />Amônia<br />
  21. 21. Para se tamponizar uma solução recorre-se a ácidos ou bases fracos.<br />Porquê?<br />Dissociação parcial - Ao ser atingido o equilíbrio químico ácido-base, qualquer alteração no sistema é contrariada até ser atingido novo estado de equilíbrio – Principio de Le Chatelier.<br />Ácido – substância que liberta H+.<br /> HA H+ + A-<br />Base – substância que capta H+.<br /> BOH B+ + OH-<br />
  22. 22. Eficiência de um tampão<br />Quanto maior o número de moles que é necessário adicionar a um meio contendo um sistema tampão, de modo a alterar significativamente a concentração de H+, mais eficiente é o tampão.<br />Pela equação de Handerson-Hasselbalch, <br />pH = pKa + log ([A-]/[HA]) <br /><ul><li>O pH depende das concentrações do ácido (HA) e da base (A-).
  23. 23. O sistema tampão será mais eficiente quando [A-]=[HA], ou seja, quando o pH = pKa.
  24. 24. O tampão se liga aos íons H+ e estabiliza o pH.</li></li></ul><li>Sistema Tampão das Proteínas (3/4 da capacidade tampão)<br />As proteínas intracelulares e plasmáticas podem funcionar como moléculas -tampões;<br />A existência de grupos funcionais, como os grupos carboxílicos e amínicos, nos aminoácidos que constituem as proteínas são responsáveis pela sua capacidade-tampão;<br />Os grupos funcionais podem funcionar como ácidos ou bases fracas, o que permite o controlo da concentração de H+ ;<br />A hemoglobina e as histonas associadas a ácidos nucleícos são moléculas intracelulares que podem funcionar como tampões.<br />
  25. 25. A manutenção do pH é vital para as células<br />Porquê??<br /><ul><li>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.
  26. 26. Só uma variação muito limitada da concentração de ácidos ou de bases circulantes é compatível com a vida.</li></ul>pH do sangue arterial normal é igual a 7,40 ± 0,05<br />Valores compatíveis com a vida - pH entre 7,8 e 6,8<br />
  27. 27. Principais Sistemas Tampão<br />O pH extracelular:<br /><ul><li> Ácido carbónico/</li></ul> bicarbonato<br />O pH intracelular:<br /><ul><li>Proteínas
  28. 28. Ácidos resultantes do metabolismo
  29. 29. fosfato</li></li></ul><li>Sistema Hemoglobina<br /><ul><li>Realiza o transporte de gases respiratórios e efeito tampão;
  30. 30. O pH do sangue venoso é ligeiramente mais baixo do que o do sangue arterial;
  31. 31. O efeito tampão evita que a concentração de H+varie de forma brusca, provocando variações de acidez .</li></ul>Sangue arterial: 7,36 a 7,44<br />Sangue venoso: 7,44 a 7,46<br /> HbH H+ + Hb-<br /><ul><li>O CO2 (tec.)  H2CO3  H+ e HCO3-.
  32. 32. O bicarbonato é transportado aos pulmões e o H+ se liga a Hb. </li></li></ul><li>Tampão-Fosfato<br /><ul><li>As moléculas que contém fosfatos na sua estrutura, tal como o ADN, o ARN e o ATP, bem como os fosfatos podem funcionar como tampões;
  33. 33. O par HPO4 2- / H2PO4- é o principal tampão das células, onde se pretende que o pH seja aproximadamente 7;
  34. 34. Assume também grande importância a nível do sistema renal.</li></li></ul><li><ul><li> Sistema tampão usado para controlar o pH no sangue.</li></ul>SISTEMA TAMPÃO ÁCIDO CARBÔNICO-BICARBONATO<br /><ul><li>H2CO3 / HCO3- : são um par ácido base conjugados.</li></li></ul><li><ul><li>Equilíbrios importantes no sistema tampão ácido carbônico-bicarbonato:</li></ul>CO2: um gás que fornece um mecanismo para o corpo se ajustar aos equilíbrios.<br /><ul><li>A remoção de CO2 por exalação desloca o equilíbrio para a direita, consumindo íons H+.</li></li></ul><li>Quatro Alterações Principais do Equilíbrio Ácido-Base<br />
  35. 35. Sistema tampão ácido carbónico/bicarbonato<br /><ul><li>Se, no organismo, for removida uma grande quantidade de H+, através da adição de uma base forte:</li></ul>As moléculas de H2CO3 irão formar HCO3- e H+<br />Diminui o pH<br /><ul><li>Ácido fraco, que estabelece o seguinte equilíbrio:
  36. 36. Ácido fraco, que estabelece o seguinte equilíbrio:
  37. 37. Quando no organismo aumenta, por exemplo:
  38. 38. PCO2
  39. 39. Ácido láctico
  40. 40. Ácidos gordos
  41. 41. Organismos cetónicos</li></ul>O H+ liga-se ao HCO3- e forma H2CO3 e somente uma pequena porção permanece sob a forma de H+ livre.<br />Aumenta o pH<br />
  42. 42. SANGUE COMO UMA SOLUÇÃO-TAMPÃO<br /><ul><li> Os principais órgãos que regulam o pH do sistema tampão ácido carbônico-bicarbonato são pulmões e rins. Receptores no cérebro - sensíveis às concentrações de H+ e CO2 nos fluídos corpóreos. Quando a concentração de CO2 aumenta, os equilíbrios deslocam-se para a esquerda, o que leva à formação de mais H+. Os receptores disparam um reflexo para respirar mais rápido e mais profundamente, aumentando a velocidade de eliminação de CO2 dos pulmões e deslocando o equilíbrio de volta para a direita. Os rins absorvem ou liberam H+ e HCO3-; muito do excesso de ácido deixa o corpo na urina, que normalmente tem pH de 5,0 a 7,0.</li></li></ul><li>Regulação respiratória do equilíbrio ácido-base<br />1. O CO2 reage com H2O para formar H2CO3. Este dissocia-se para formar H+ e HCO3-. <br />2. A diminuição do pH do líquido extracelular estimula o centro respiratório e provoca o aumento da frequência respiratória.<br />3. O aumento da frequência e profundidade respiratória faz com que o CO2 seja expelido dos pulmões, reduzindo assim os seus níveis extracelulares. À medida que estes decrescem, a [H+] extracelular diminui e o pH aumenta.<br />
  43. 43. Acidose<br />Alcalose<br />Normal<br />Normal<br />Equilíbrio Ácido-Base e Respiração<br />Asfixia  Acidose<br />Hiperventilação  Alcalose (pH 7,4 – 7,7)<br />
  44. 44. Regulação renal do equilíbrio ácido-base<br />1. Quando o pH , o H+ combina-se com o HCO3-, para formar ácido carbónico que se converte em CO2 e H2O. O CO2 difunde-se para as células tubulares.<br />2. Nas células tubulares o CO2 combina-se com a H2O e forma H2CO3 que se dissocia em H+ e HCO3-.<br />3. Um mecanismo de contra-trasporte secreta H+ para o filtrado por troca com Na+. Em resultado o pH do filtrado diminui.<br />4. Através do co-trasporte, o HCO3- e o Na+ entram no líquido intersticial, de onde se difundem para os capilares.<br />5. Nos capilares o HCO3- combina-se com o H+ o que aumenta o pH sanguíneo.<br />
  45. 45. Regulação renal do equilíbrio ácido-base<br /><ul><li>As células dos túbulos renais regulam diretamente o equilíbrio ácido-base, aumentando ou diminuindo a secreção de H+ e a reabsorção de HCO3-.</li></li></ul><li>Regulação da concentração de H+ nos sistemas biológicos<br />
  46. 46. FMUC 2007/2008 Bioquímica I<br />SISTEMAS <br />TAMPÕES<br />EVITAM<br />Acidose <br />Metabólica<br />Alcalose <br />Respiratória<br />DISTÚRBIOS DO <br />EQUILÍBRIO <br />ÁCIDO - BASE<br />Acidose <br />Respiratória<br />Alcalose <br />Metabólica<br />Equilíbrio Ácido - Base<br />
  47. 47. Distúrbios do EquilíbrioÁcido / BásicoInterpretaçãodaGasometria<br />Sistemas de Tampões: 4 principais<br /> - Sistema – tampão ácido carbônico – bicarbonato<br /> ( 45% da capacidade tampão total )<br /> - Sistema – tampão de fosfato<br /> ( glóbulos vermelhos, células tubulares renais )<br /> - Sistema – tampão de proteínas <br /> ( células dos tecidos )<br /> - Sistema tampão de hemoglobina dos glob.vermelhos<br /> - Transporte de CO2 : - 5% - Plasma<br /> - 20% - Hemácias<br />- 75% - Bicarbonato<br />
  48. 48. Distúrbios do EquilíbrioÁcido / Básico<br />ASSELBALCH a nossa linha básica de raciocínio –diagnóstico <br />pH = 6,1 RIM responsável pela concentração do HCO 3– <br /> PULMÃO responsável pela concentração do CO2<br /> ENQUANTO<br />O pulmão manter O RIM manter<br />a concentração do CO2 a concentração do HCO3-<br />O pH SERÁ <br />MANTIDO<br />Margotto, PR ESCS/ SES/DF<br />
  49. 49. Distúrbios do EquilíbrioÁcido / Básico<br /><ul><li>Regulação Respiratória:
  50. 50. paCO2: espelha os acontecimento em nível alveolar</li></ul>(reflexo da função respiratória)<br /><ul><li>Como as alterações primárias na [ HCO 3– ] podem ser regulados pelos mecanismos respiratórios </li></li></ul><li>Distúrbios do EquilíbrioÁcido / Básico<br />Regulação Renal do pH <br />Reabsorção do bicarbonato<br />INTERSTÍCIO CÉLULA TUBULAR LUZ TUBULAR <br />NaHCO3-<br />Na+ HCO3<br />H2CO3<br />H2O CO2<br />CO2<br />A – C + H2O<br />H +<br />H2CO3 HCO3-<br />NaHCO3<br />
  51. 51. Distúrbios do EquilíbrioÁcido / BásicoInterpretaçãodaGasometria<br />paCO2<br /><ul><li>Mede a fração dissolvida não combinada de CO2
  52. 52. Depende basicamente da ventilação pulmonar
  53. 53. Normal : paCO2 : 35 – 45 mmHg( média: 40 mmHg )
  54. 54. RN < 1500 g : paCO2 até 55 – pH > 7,20</li></li></ul><li>Distúrbios do EquilíbrioÁcido / Básico<br />ACIDOSE : [ H + ] no sangue<br />Excesso de CO2 de bases / excesso de ácidos orgânicos<br />( acidose respiratória) ( acidose metabólica )<br /> ALCALOSE: [ H + ] no sangue<br /> CO2 bases / perdas de ácidos ( alcalose metabólica ) <br />
  55. 55. Distúrbios do EquilíbrioÁcido / BásicoInterpretaçãodaGasometria<br />Distúrbios Metabólicos:<br />Ganho ou perda de ácidos ou bases<br />Distúrbios Respiratórios:<br />Diminuição ou aumento da ventilação pulmonar <br />Margotto, PR ESCS/ SES/DF<br />
  56. 56. pH < 7,4 PCO2 = 40 mmHg BE < 0 Acidose M<br />pH < 7,4 PCO2 > 40 mmHg BE = 0 Acidose V<br />pH > 7,4 PCO2 = 40 mmHg BE > 0 Alcalose M<br />pH > 7,4 PCO2 < 40 mmHg BE = 0 Alcalose V<br />
  57. 57. Distúrbios do EquilíbrioÁcido / Básico<br />Alcalose Metabólica<br /><ul><li> Estenose hipertrofica do piloro </li></ul> ( perda de líquido gástrico )<br /><ul><li> Excesso de NaHO3
  58. 58. Condições que expoliem K+ ( furosemide )</li></ul> Correção <br /><ul><li> Tratar a causa básica</li></ul> Condições renais p/excretar excesso de NaHCO3<br /> ( aporte adequado de cloreto, Na +, K+ )<br />
  59. 59. Distúrbios do EquilíbrioÁcido / Básico<br />Alcalose Respiratória<br /><ul><li>Encefalite, meningite, ventilação mecânica,
  60. 60. Alterações do SNC ( hiperventilação cerebral ) </li></ul>Correção <br /><ul><li> Se pH > 7,60 : VM para espaço morto e reter CO2
  61. 61. Tratar a causa básica</li></li></ul><li>FIM<br />

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