Os principais pontos abordados no documento são: 1) Os sistemas tampão do organismo ajudam a regular o pH sanguíneo através de mecanismos como o respiratório, renal e químico. 2) O principal sistema tampão é o bicarbonato/ácido carbônico, que representa cerca de 64% dos tampões no corpo. 3) Além do bicarbonato, a hemoglobina e proteínas também atuam como tampões, mantendo o pH constante nos fluidos corporais.

1. Sistemas Tampão do
Organismo
CENTRO UNIVERSITÁRIO RITTER DOS REIS
Nomes: Bruna Flores
Emmanuel Miguel
Ingrid Fernandes
Samara Paiva.
Disciplina: Biofísica - PMA
Professora: Caroline Perinazzo da Veiga
Porto Alegre, Junho de 2013.

2. O que são os sistemas tampões
do organismo?
Os sistemas tampão do organismo são como
mecanismos reguladores do pH, que atuam em
sincronia, com a finalidade de preservar as
condições ótimas para as funções celulares. O
mecanismo respiratório, é de ação rápida, o
mecanismo renal, de ação lenta e o mecanismo
químico, de ação imediata, representado por pares
de substâncias chamados sistemas "tampão", que
podem reagir com ácidos ou com bases em excesso
nos líquidos do organismo.
Como são formados?
A solução tampão é formada pela mistura de:
• Um ácido fraco, com uma base conjugada;
• Ou com a mistura de uma base fraca com seu
ácido conjugado.

3. Transporte de O2 e CO2 pelo
sangue
Transporte de O2
A combinação de pigmentos respiratórios com o
O2, aumenta significativamente a capacidade do
transporte desse gás pelo corpo. O principal
pigmento respiratório presente nos animais é a
hemoglobina.
A hemoglobina é uma proteína constituída por
quatro cadeias polipeptídicas associadas a um
grupo químico chamado Grupo Heme, que contem
ferro. Uma molécula de hemoglobina (Hb) é capaz
de se combinar com quatro moléculas de gás
oxigênio, formando a oxiemoglobina.
Hb + 4O2 → Hb(O2)4

4. Transporte de O2 e CO2 pelo
sangue
Transporte de CO2
O CO2 pode, em geral, ser transportado pelo
sangue em maiores quantidade que o O2.
O CO2 pode ser transportado de três formas
químicas diferentes e que são levadas aos
pulmões:
 CO2 é transportado e dissolvido no plasma
sanguíneo.
 CO2 transportado na forma de bicarbonato
(HCO3
-).
 CO2 ligado à hemoglobina.

5. Os Gases Respiratórios
As células obtêm energia necessária por meio
da respiração celular. Moléculas orgânicas reagem
com moléculas de gás Oxigênio (O2), produzindo
moléculas de água e gás carbônico (CO2) +
energia.
Que é dada pela seguinte fórmula:
Composto orgânico + O2 → CO2 + H2O + energia

6. Membrana Respiratória
A membrana respiratória é a membrana que
cobre os alvéolos dos pulmões e faz a troca
gasosa dos gases oxigênio e carbônico, essa troca
chama-se difusão. Essa difusão é feita entre os
alvéolos e o sangue.

7. ? O que é gás?
Em física, gás é um dos estados da matéria, que não
tem forma e volume definido. E consiste em um monte
de aglomerados de partículas com movimento
aleatório.
 Pressão: o termo pressão refere-se a razão entre a
força média que o gás exerce na superfície do
recipiente e a área dessa superfície.
 Volume: o volume é ocupado por um gás em um
determinado recipiente. O volume molar de um gás é o
volume de um mol desse gás, que deverá estar à uma
determinada temperatura e pressão, ou seja, o volume
é determinado proporcionalmente ao seu numero de
mols de um gás.
Volume Molar = 22,4 L/mol na CNTP.

8. O que é gás?
 Número de Moléculas: o número de mols do gás
é calculado utilizado-se a sua massa molar,
encontrada na tabela periódica e através da
constante de Avogadro.
Constante de Avogadro = 6,02.1023
 Temperatura: os átomos e moléculas que são
constituintes de substâncias como o gás, e que
está em constante movimento de vibração, rotação
ou de translação, ou seja, a temperatura de
qualquer sistema físico estará relacionada com o
movimento das partículas que compõem o gás. ?

9. Oxigênio
O oxigênio é um gás incolor, inodoro e insípito.
Na natureza o oxigênio é encontrado na forma de
molécula O2 (gás oxigênio) e na forma de O3 (gás
ozônio). A combinação do gás oxigênio com outros
elementos forma óxidos, cuja a reação com água
produz oxiácidos e bases.

10. Transporte de Oxigênio
O oxigênio se dissolve no plasma, mas como é
pouco solúvel, é transportada no sangue ligado a
hemoglobina. Cada molécula de hemoglobina
possui quatro sítios de ligação para o O2 e a
ocupação total ou parcial desses sítios depende da
concentração de O2 sanguínea.
O sangue que deixa os pulmões possui 95% das
hemoglobinas ligadas ao O2. Esse sangue difunde-
se pelos tecidos onde o O2 se desprende da
hemoglobina e passa para os tecidos.
– Resumidamente, nos tecidos o O2 participa da
liberação de energia de substratos metabólicos.
–C6H12O6(glicose) + 6O2 → 6CO2 + 6H2O +
ENERGIA

11. Transporte de Oxigênio
As hemoglobinas também participam da retirada
de CO2 formado no metabolismo da célula.
A concentração de CO2 é mais alta dentro das
células do que na corrente sanguínea devido a
constante produção metabólica. Os valores
aproximados de CO2 no sangue são:
– 10% permanecem em solução física, 30% unem-
se a hemoglobina e 60% reage com água
formando bicarbonato e hidrogênio.
• O hidrogênio livre liga-se a molécula de
hemoglobina:
– Obs.: A hemoglobina é o principal sistema
tampão sanguíneo.
• Sempre que a hemoglobina libera um oxigênio ela
liga-se a um hidrogênio e vice versa, mantendo
assim o pH constante.

12. Gás Carbônico
O gás carbônico produzido nos tecidos é
eliminado pelos pulmões pelos movimentos do fole
respiratório. A maior parte do gás carbônico é
transportada dos tecidos ao pulmão pelo sangue
venoso, na forma de bicarbonato. A fração que
permanece em solução física é chamada CO2 livre
ou CO2 molecular. O CO2 livre não hidratado
permeia rápida e facilmente por membranas e
tecidos orgânicos, obedecendo sempre aos
gradientes de pressão existentes. Em cada líquido
orgânico, a quantidade de CO2 livre é linearmente
proporcional a sua pressão parcial.

13. Efeito Bohr X Efeito Haldane
 Efeito de Bohr
É a tendência do oxigênio de deixar a corrente sanguínea
quando a concentração de dióxido de carbono aumenta.
Essa tendência facilita a liberação de oxigênio
da hemoglobina para os tecidos e aumenta a concentração
de oxigênio na hemóstase. Junto com o efeito de Haldane,
que é a facilitação da eliminação de CO2, o efeito Bohr é um
dos grandes reguladores de concentrações gasosas
no sangue.
Nos tecidos não-alveolares, o sangue recebe
CO2 formado nos processos metabólicos desses tecidos.
Isso faz com que hemoglobina libere o O2 para ligar-se ao
CO2, pelo qual tem maior afinidade. Essa liberação de
oxigênio aumenta sua disponibilidade para os tecidos.
O contrário ocorre nos pulmões: quando o CO2 passa
pelos alvéolos, a quantidade de O2 que se liga a
hemoglobina aumenta, facilitando a entrada desse gás e sua

14. Efeito Bohr X Efeito Haldane
 Efeito de Haldane
É o aumento da tendência do dióxido de carbono de deixar
o sangue conforme aumenta a saturação
da hemoglobina pelo oxigênio.
A saída de CO2 acontece nos alvéolos e é parte normal
da ventilação. Acontece pois quando o oxigênio se liga a
hemoglobina, há transformação do grupamento heme férrico
num ácido mais forte. A acidificação da hemoglobina dificulta a
ligação do dióxido de carbono e aumenta a quantidade
de íons de hidrogênio na corrente sanguínea. Devido a menor
ligação com a hemoglobina e ao ligamento do hidrogênio
ao bicarbonato, dissociando-o em gás carbônico e água, a
concentração sanguínea de CO2 aumenta.
O aumento da concentração sanguínea de CO2 leva a um
deslocamento do equilíbrio químico no sentido de o eliminar e
facilitar sua difusão pelas membranas celulares. Isso permite

15. Centros Respiratórios
O centro respiratório (CR) está localizado na medula
oblonga , que é a parte mais baixa do tronco cerebral .
O CR recebe sinais de controle de produtos químicos,
controles hormonais, neurais, taxa e profundidade dos
movimentos respiratórios do diafragma e outros
músculos respiratórios, mantendo o tampão
Bicarbonato nas concentrações mais convenientes para
garantir a homeostase.
Em indivíduos saudáveis, a presença de níveis
elevados de dióxido de carbono no sangue é o
estimulante que a resposta CR para sinalizar os
músculos respiratórios para respirar, e assim oxigenar o
sangue.
Já Indivíduos que sofrem de doença pulmonar
crônica geralmente têm um nível bastante elevado de
dióxido de carbono no sangue, devido à diminuição da

16. Relação entre o pH e a
concentração de hidrogênio
Todos os líquidos do organismo possuem
sistemas tampão para impedir alterações
significativas da concentração do íon hidrogênio
ou, em outras palavras, do pH. Se a concentração
do hidrogênio aumenta ou diminui
significativamente, o centro respiratório é
imediatamente estimulado para alterar a frequência
respiratória e modificar a eliminação do dióxido de
carbono. As variações da eliminação do dióxido de
carbono, tendem a retornar o pH aos seus valores
normais. Quando o pH se afasta da faixa de
normalidade, os rins eliminam urina ácida ou
alcalina, contribuindo para o retorno da

17. Produção de Ácidos e Os
Sistemas Tampões
Os tampões, denominação traduzida do original
inglês “buffer” (amortecedor), são as substâncias
que limitam as variações do pH do sangue e
demais líquidos orgânicos, ao se combinarem com
os ácidos ou as bases que alcançam aqueles
líquidos. As substâncias que constituem os
tampões agem aos pares ou, menos comumente,
em grupos, constituindo um sistema protetor.
Um sistema tampão é constituído por um ácido
fraco e o seu sal, formado com uma base forte. O
ácido fraco e o sal do sistema tampão, em
condições normais, existem em uma relação
constante, que o organismo tende a preservar.

18. Produção de Ácidos e Os
Sistemas Tampões
O sistema tampão do bicarbonato e ácido
carbônico corresponde à cerca de 64% do total de
tampões. Esse sistema é essencial à regulação do
equilíbrio ácido-base, porque o metabolismo celular
gera muito ácido como produto final, sob a forma
de ácido carbônico.
Composição do sistema
Percentual
Bicarbonato/Ácido Carbônico
64%
Hemoglobina/Oxihemoglobina
28%
Proteínas ácidas/Proteínas básicas

19. Tampão Bicarbonato
O íon bicarbonato é o principal responsável pelo
tamponamento do sangue humano e é geralmente
encontrado nos fluidos corporais na forma de bicarbonato de
sódio. O bicarbonato mantém o pH do sangue numa faixa
segura compreendida entre 7,35 e 7,45, restringindo às
variações de pH para cima ou para baixo desses valores.O
mais importante sistema tampão do organismo é o sistema
tampão ácido carbônico/bicarbonato, pois atua diretamente na
regulação do pH, portanto, os sistemas tampões têm como
função preservar o pH sanguíneo em ótimo e os demais
líquidos orgânicos, veja:
 Quando um ácido é adicionado ao sangue, o bicarbonato
do tampão prontamente reage a ele; a reação produz um sal,
formado com o sódio do bicarbonato e o ácido carbônico.
Essa reação diminui a quantidade de bases e altera a relação
entre o bicarbonato e o ácido carbônico. O ácido carbônico

20. Tampão Bicarbonato
 Quando uma base invade o organismo, o ácido
carbônico prontamente reage a ela, produzindo
bicarbonato e água. O ácido carbônico diminui. Os rins
aumentam a eliminação de bicarbonato ao invés do íon
hidrogênio, reduzindo a quantidade de bicarbonato no
organismo, para preservar a relação do sistema
tampão. O bicarbonato total disponível no organismo é
de aproximadamente 1.000 mEq (miliequivalente), dos
quais cerca de 450 mEq estão imediatamente
disponíveis, distribuídos em 15 litros de líquido
extracelular, sendo 3 litros de plasma e 12 litros de
líquido intersticial.

21. Tampão Fosfato
O sistema tampão fosfato, formado pelo
fosfato de sódio e ácido fosfórico é eficaz no
plasma, no líquido intracelular e nos túbulos
renais onde se concentra em grande
quantidade.
Apesar de o sistema tampão operar em uma
faixa boa da curva tampão, sua concentração
no líquido extracelular é 12 vezes menos do
que o do tampão bicarbonato. Por isso, sua
capacidade de tamponamento total no líquido
extracelular é bem menor que a do sistema
bicarbonato.

22. Tampão Fosfato
Por outro lado, o tampão fosfato é especialmente
importante nos líquidos tubulares dos rins, por
duas razões:
 1° o fosfato fica geralmente muito concentrado
nos túbulos, aumentando a capacidade de
tamponamento do sistema fosfato.
 2° o líquido tubular geralmente é mais ácido do
que o líquido extracelular, trazendo a faixa de
operação do tampão mais próximo ao pK
(constante de acidez) do sistema.
O tampão fosfato também é muito importante
nos líquidos intracelulares, visto que a
concentração de fosfato nesses líquidos é muitas
vezes maior que a dos líquidos extracelulares e,
também, pelo fato de o pH do líquido intracelular
estar geralmente mais próximo ao pK do sistema

23. Sistema Tampão Proteínas
As proteínas estão entre os tampões mais abundantes no
corpo devido às suas concentrações elevadas,especialmente
no interior das células.
O pH destas células,embora ligeiramente mais baixo que o
do líquido extracelular,altera-se,contudo,aproximadamente na
proporção das alterações do pH extracelular. Há uma
pequena quantidade de difusão de H+ e HCO3
-através da
membrana celular,embora esses íons levem muitas horas
para atingir o equilíbrio com o líquido extracelular,exceto pelo
equilíbrio rápido que ocorre nas hemácias. O CO2 no
entanto,pode difundir-se rapidamente através de todas as
membranas celulares.Esta difusão dos sistemas tampão do
bicarbonato causa mudanças no pH do líquido intracelular
quando há mudanças no pH do extracelular.Por esta razão,os
sistemas tampão do interior das células ajudam a prevenir
mudanças no pH do líquido extracelular,mas podem levar

24. Sistema Tampão Proteínas
Nas hemácias a hemoglobina é um tampão
importante. Aproxidamente 60 a 70% do
tamponamento químico total dos líquidos
corporais se dá no interior das células e grande
parte resulta das proteínas intracelulares.
Entretanto,exceto no caso das hemácias,a
lentidão com que o H+ e o HCO3
- se movem
através das membranas celulares muitas vezes
retarda por muitas horas a capacidade máxima de
as proteínas tamponarem anormalidades
acidobásicas extracelulares.
Além das concentrações elevadas de proteínas
nas células,um outro fator que contribui para seu
poder de tamponamento é o fato de os PHs de
muitos desses sistemas de proteínas serem bem
próximos de 7,4.

25. Outros Tampões
 Além do principal sistema tampão,bicarbonato/ácido
carbônico, outros sistemas são importantes na
manutenção do equilíbrio ácido-base. No líquido
intracelular, cuja concentração de sódio é baixa, o
tampão do ácido carbônico consiste principalmente de
bicarbonato de potássio e de magnésio. O sistema
tampão fosfato, formado pelo fosfato de sódio e ácido
fosfórico é eficaz no plasma, no líquido intracelular e
nos túbulos renais onde se concentra em grande
quantidade. O tampão hemoglobina é exclusivo das
hemácias; colabora com a função de transporte do CO2
e com o tampão bicarbonato.Os sistemas tampão não
são independentes entre si, mas cooperativos.
Qualquer condição que modifique um dos sistemas
também influirá no equilíbrio dos demais; na realidade,
os sistemas tampão auxiliam-se uns aos outros.

26. Outros Tampões
 O Tampão Amônia
O tampão amônia é um tampão do fluido tubular. A
importância do tampão amônia, em síntese, consiste
na quebra da glutamina para promover a produção
de novo bicarbonato. Na célula do túbulo proximal
ocorre a quebra da glutamina, que origina dois íons
NH4+ e dois HCO-
3. Enquanto o bicarbonato é
absorvido, o NH4+ é secretado para a luz tubular e
excretado na urina.

27. Controle Renal das
Concentrações de H+ e de HCO3
 Túbulo Proximal
Na célula tubular proximal (predominantemente)
ocorrem dois processos que são fundamentais para a
regulação do equilíbrio ácido-base: a secreção de
hidrogênio e a reabsorção de bicarbonato.
É importante ressaltar que os dois processos ocorrem
de forma acoplada – para cada íon H+ secretado, um
HCO-
3 é absorvido.
A secreção de hidrogênio se dá através do
mecanismo de transporte ativo secundário, pela proteína
trocadora Na+/H+.

28. Controle Renal das
Concentrações de H+ e de HCO3
Portanto, ocorre um antiporte, em que o sódio
vai para o interior da célula enquanto o hidrogênio
é secretado ativamente para a luz tubular.
Já a reabsorção de bicarbonato se dá em duas
etapas principais.
Inicialmente, o bicarbonato presente no fluido
tubular está sob a forma de bicarbonato de sódio
(que é sua forma predominante na circulação
plasmática). O bicarbonato de sódio dá origem aos
íons Na+ (que será transportado para o interior da
célula através do já mencionado antiporte com o
H+) e HCO-
3(que sofre ligação ao H+ que foi
secretado para o lúmen através do já mencionado
antiporte com o Na+).

29. Controle Renal das
Concentrações de H+ e de HCO3
Assim, há formação de H2CO3, que dá origem a CO2
e H2O. O CO2 se difunde para o interior da célula.
Em seguida, ocorre uma "reação inversa" – em que
o CO2 já no interior da célula se combina à H2O,
formando H2CO3. Este H2CO3 se dissocia em H+ e
HCO-
3. O H+ "abastecerá" o contratransporte com o
sódio (através da proteína trocadora Na+/H+ presente
na membrana luminal), enquanto o bicarbonato será
absorvido (ele atravessa a membrana basolateral por
difusão).
É de grande importância salientar que esse é um
processo em que é fundamental a presença da enzima
anidrase carbônica, promovendo a catalisação das
reações que envolvem o ácido carbônico.

30. Controle Renal das
Concentrações de H+ e de HCO3
 Túbulo Distal
Embora as concentrações de fosfato e a sua
capacidade de tamponamento no líquido
extracelular sejam baixas,o fosfato concentra-se
progressivamente no túbulo renal renal e passa a
constituir o sistema tampão mais abundante no
túbulo distal e néfron terminal.A troca de H+ e Na+
na urina tubular converte o fosfato de hidrogênio
dissódico (Na2HPO4)em fosfato de diidrogênio
sódico (Na2HPO4), permitindo a excreção de
grandes quantidades de ácido,sem reduzir o pH da
urina a ponto de bloquear o transporte de H+.

31. Referências
BRASIL, Escola. O que é uma solução-tampão? . Disponível em:
http://www.brasilescola.com/quimica/o-que-uma-solucao-tampao.htm
Acesso em: 21/06/2013.
PORTAL, São Francisco. Sistema Respiratório. Disponível em:
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/corpo-humano-sistema-
respiratorio/sistema-respiratorio-9.php Acesso em: 21/06/2013
GRUPO, Escolar. Fisiologia - O Transporte de O2 e CO2.
Disponível em: http://www.grupoescolar.com/pesquisa/fisiologia--o-
transporte-de-o2-e-co2.html Acesso em: 21/06/2013
SO, Biologia. Respiração. Disponível em:
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/FisiologiaAnimal/respiracao.p
hp Acesso em: 23/06/2013
INFO, Escola. Gases. Disponível em:
http://www.infoescola.com/fisiologia/gases/ Acesso em: 22/06/2013.
LIGA, Acadêmica de Nefrologia. Equilíbrio Ácido-Base.
Disponível em: http://www.lian-
ebmsp.com.br/Nefropedia.View.php?id=68 Acesso em: 25/06/2013

32. Referências
SO, Física. Gases. Disponível em:
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Estudodos
Gases/gases.php Acesso em: 23/06/2013
INFO, Escola. Respiração. Disponível em:
http://www.infoescola.com/fisiologia/respiracao/ Acesso em:
21/06/2013
UENF. Volume Molar. Disponível em:
http://www.uenf.br/uenf/centros/cct/qambiental/ga_volumemo
lar.html Acesso em: 24/06/2013
EBAH.Sistema Tampão. Disponível em:
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAi6UAL/sistema-
tampao Acesso em: 21/06/2013
PORTAL, São Francisco. Oxigênio. Disponível em:
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/oxigenio/oxigenio.p
hp Acesso em: 24/06/2013