O documento descreve os sistemas tampão no organismo, especificamente: (1) O íon bicarbonato é o principal responsável pelo tamponamento do sangue humano; (2) Ele se forma a partir da reação do dióxido de carbono com a água no sangue; (3) Os principais tampões biológicos mantêm o pH sanguíneo entre 7,35-7,45, resistindo a variações ácidas ou alcalinas.

1. Sistema tampão
Um sistema tampão é constituído por um ácido fraco e sua base
conjugada HA A- + H+
HA A- H+ X- H+
Quando se adiciona um ácido forte na solução de ácido fraco
HX →
→
→
→ X- + H+
H+
HA A + H+

2. Quando se adiciona um álcali na solução de ácido fraco
BOH →
→
→
→ B + OH-
Sistema tampão
HA A- + H+
OH- + H+ H 2 O
Resultado
Resultado
H+
HA A- + H+

3. Equação de Henderson-Hasselbach
Equação de Henderson-Hasselbach
relaciona a Keq (Ka) e as [Ácido] e [Base conjugada]
pH = pKa + log [A-]
[HA]

4. A eficiência de um tampão está restrita a
uma faixa de pH
pH = pK + log [A-] pH = pK + log [base conjugada]
pH = pKa + log [A-]
[HA]
pH = pKa + log [base conjugada]
[ácido conjugado]
pKa = pH que provoca 50% de dissociação do ácido
[HA] = [A-]
A eficiência máxima de um tampão é no pH
correspondente a seu pKa
Depende também da concentração das espécies

6. Características de Tampões
Ácido Base Ka pKa
Conjugada (pH ácido 50% dissociado)
H3PO4 H2PO4
- 7,2 x 10-3 2,14
Ác. Acético Acetato 1,7 x 10-5 4,76
H2CO3 HCO3
- 4,3 x 10-7 6,1
NH4
+ NH3 5,6 x 10-10 9,25
4 3

8. Tampões biológicos e suas atuações contra variação
Tampões biológicos e suas atuações contra variação
Tampões biológicos e suas atuações contra variação
Tampões biológicos e suas atuações contra variação
do pH
do pH
do pH
do pH
Muitas reações químicas que ocorrem dentro de uma célula, ou
mesmo fora delas, dependem do pH. Pequenas variações no pH
podem afetar a velocidade de uma reação química ou mesmo não
permitir que ela ocorra, o que pode acarretar na morte celular.
permitir que ela ocorra, o que pode acarretar na morte celular.

9. Tampões biológicos e suas atuações contra variação
Tampões biológicos e suas atuações contra variação
Tampões biológicos e suas atuações contra variação
Tampões biológicos e suas atuações contra variação
do pH
do pH
do pH
do pH
Durante o metabolismo celular ocorre liberação ou consumo de
muitos ácidos e que são constantemente liberados no meio celular
ou extracelular (corrente sanguínea). O organismo neutraliza estes
ácidos para prevenir alterações na quantidade de H+ e preservar a
ácidos para prevenir alterações na quantidade de H+ e preservar a
função celular.
A variação do pH também pode ocorrer por meio de administração
de medicamentos ou então serem geradas devido a problemas
fisiológicos ou doenças.
A forma como o organismo regula a concentração de H+ é de
fundamental importância e ocorre no interior das células (líquido
intracelular), entre as células (líquido intersticial) e no sangue
(líquido intravascular).

10. Tampões biológicos e suas atuações contra variação
Tampões biológicos e suas atuações contra variação
Tampões biológicos e suas atuações contra variação
Tampões biológicos e suas atuações contra variação
do pH
do pH
do pH
do pH
Os mecanismos de defesa do organismo contra alterações do pH
são químicos ou então fisiológicos e ambos estão interligados.
Os mecanismos químicos são representados pelas substâncias
químicas que se encontram dissolvidas no plasma, líquido intersticial
ou líquido intracelular e que agem como ácidos e bases
neutralizando o aparecimento de quaisquer ácidos ou bases
oriundos do próprio metabolismo, medicamento ou distúrbios
fisiológicos (sistemas-tampão).
Os mecanismos fisiológicos são representados pelos pulmões e
pelos rins, que eliminam substâncias indesejáveis ou em excesso,
ácidas ou bases, e reservam outras, dependendo da necessidade
momentânea do indivíduo.

11. Tampões biológicos e suas atuações contra variação
Tampões biológicos e suas atuações contra variação
Tampões biológicos e suas atuações contra variação
Tampões biológicos e suas atuações contra variação
do pH
do pH
do pH
do pH
A tabela abaixo mostra alguns dos tampões importantes no
organismo vivo e as suas quantidades relativas:
Composição do sistema Percentual / %
Bicarbonato/gás carbônico 64
Hemoglobina/Oxihemoglobina 28
Proteínas ácidas/Proteínas básicas 7
Fosfato monoácido/fosfato diácido 1

12. O íon bicarbonato é o principal
responsável pelo tamponamento do
sangue humano.
Como se forma o íon bicarbonato ?

13. Como se forma o íon bicarbonato no sangue
No metabolismo os compostos são oxidados no interior da célula:
Composto + O2 CO2 + H2O
No sangue:
CO2 + H2O H2 CO3
H2 CO3 é um intermediário instável
H2 CO3 é um intermediário instável
H2 CO3 H+ + HCO3
-
CO2 + H2O H2 CO3 H+ + HCO3
-

14. No sangue:
CO2 + H2O H2 CO3
A velocidade de formação de H2CO3 a partir de
CO2 e H2O, que normalmente é lenta, é muito
aumentada pela enzima anidrase carbônica,
encontrada nas hemácias

15. CO2 + H2O H2 CO3 H+ + HCO3
-
O bicarbonato, HCO3
-, está em equilíbrio com CO2 e H2CO3 (ácido carbônico)
H2CO3 é um ácido fraco com pKa igual a 3,77
Quando o pH do meio está acima do seu pKa, como geralmente
ocorre, H2CO3 degrada-se em HCO3
- e H+

16. Tampões biológicos
A capacidade de tamponamento (ou "poder tampão") é uma propriedade
importante em sistemas biológicos, para os quais uma alteração rápida de pH
pode ter conseqüências desastrosas.
pode ter conseqüências desastrosas.
O tampão bicarbonato/ácido carbônico (pKa = 6,1) mantém o pH do sangue
numa "faixa segura" compreendida entre 7,35 e 7,45, resistindo às
numa "faixa segura" compreendida entre 7,35 e 7,45, resistindo às
variações de pH para cima ou para baixo desses valores.

17. De forma geral, quando um indivíduo tem o pH sangüíneo
abaixado para níveis inferiores a 7,35 diz-se que ele está com
acidose.
Quando o pH sangüíneo é aumentado a níveis superiores a 7,45
Quando o pH sangüíneo é aumentado a níveis superiores a 7,45
diz-se que o mesmo está com alcalose.

18. Quando a alcalose ou acidose são obtidas por alteração da
freqüência respiratória, diz-se que são de origem respiratória.
Acidose respiratória e alcalose respiratória.
Acidose respiratória: caracterizada por diminuição do pH e
Causas da hipoventilação: obstruções no trato respiratório,
pneumonia, enfisema, transtornos neuromusculares, doenças ou
drogas que deprimem o SNC (centro respiratório) ou inalação de
Acidose respiratória: caracterizada por diminuição do pH e
aumento da pCO2. Ocorre devido a uma hipoventilação pulmonar
que leva ao acúmulo de CO2.
drogas que deprimem o SNC (centro respiratório) ou inalação de
CO2 em excesso.
Resposta compensatória:
- rim: aumento da retenção de HCO3
- e excreção de íons H+

19. Alcalose respiratória: caracterizada por aumento do pH e
diminuição da pCO2. Ocorre devido a uma hiperventilação
pulmonar.
Causas da hiperventilação: febre, ansiedade, dor intensa ou
Causas da hiperventilação: febre, ansiedade, dor intensa ou
estresse, diminuição da pressão atmosférica (grandes altitudes).
Resposta compensatória:
- rim: diminuição da retenção de HCO3
- e da excreção de íons H+

20. A acidose e alcalose podem ainda ocorrer por meios metabólicos.
Acidose e alcalose metabólica.
Acidose metabólica: caracterizada por queda no pH e na
Acidose metabólica: caracterizada por queda no pH e na
concentração de HCO3
-. Causas: aumento de íons H+ ou perda de
bicarbonato.
Aumento de H+: acúmulo de ácido lático ou corpos cetônicos,
exercício exagerado, jejum prolongado e diabetes.
Perda de HCO3
-: falha renal na retenção de HCO3
- ou na excreção
de H+, ou perda de bicarbonato devido a uma diarréia severa.

21. Efeito compensatório
- pulmão: hiperventilação = diminui a pCO2
- rim: aumento da reabsorção de HCO3
- e excreção de íons H+

22. Alterações para valores ácidos (i.e., abaixo de 7,35) são
particularmente prováveis, tendo em vista a variação na produção, pelo
Acidose Metabólica
particularmente prováveis, tendo em vista a variação na produção, pelo
metabolismo, de ácidos como o láctico, o pirúvico, o acético, etc.
Durante o exercício físico intenso o pH do sangue periférico pode ir a valores
Exemplo:
Durante o exercício físico intenso o pH do sangue periférico pode ir a valores
inferiores a 7,0 (pois forma-se ácido láctico).

23. O que acontece na Acidose?
Pulmão
pH <
CO2 + H2O H2 CO3 H+ + HCO3
-
Com a expiração de CO2 o pH do sangue volta ao normal.

24. Alcalose metabólica: caracterizada elevação no pH e na
concentração de HCO3
-.
Causas: ingestão excessiva de álcalis (exemplo bicarbonato de
Causas: ingestão excessiva de álcalis (exemplo bicarbonato de
sódio como antiácido) ou perda de ácido pelo organismo, como
ocorre no vômito prolongado.
Resposta compensatória:
- pulmão: reduz a taxa de ventilação = aumento da pCO2
- pulmão: reduz a taxa de ventilação = aumento da pCO2

25. No interior das células as proteínas e o tampão fosfato
No interior das células as proteínas e o tampão fosfato
(pKa = 6,8) exercem efeito tamponante.
O tampão bicarbonato é o principal tampão da saliva.
*Importância nos ruminantes (manter pH do rúmen).

26. Intervalo ideal do pH ruminal: 6,2 a 6,8
Aumento ou queda do pH ruminal abaixo do intervalo
Aumento ou queda do pH ruminal abaixo do intervalo
ideal diminui e eficiência das bactérias.
A digestão se tornará mais lenta causando diminuição na
produção de leite ou no ganho de peso.
*Uso de tamponantes nas rações: p. ex. bicarbonato de
*Uso de tamponantes nas rações: p. ex. bicarbonato de
sódio
*Infusão de soluções tamponantes: p. ex. bicarbonato
ou lactato de sódio

27. BICARBOATO DE SÓDIO
O Bicarbonato de Sódio “Arm Hammer” tipo “Nutrição Animal
fabricado pela Química Geral do Nordeste S.A. é um pó cristalino* de
coloração branca ou levemente rosada, usado em rações de ruminantes
como tamponante ruminal, e em rações de aves e suínos no Balanço do
Equilíbrio Eletrolítico.
Produtos:
Carbonor A: 99% de Bicarbonato de Sódio. Indicado para uso em
Ruminantes, Aves e Suínos
Bicarbon TS Feed: 99 % de Bicarbonato de Sódio. Indicado para uso em
Ruminantes, Aves e Suínos.
Bicarbon TR: 86% de Bicarbonato de Sódio e 14% de Carbonato de
Bicarbon TR: 86% de Bicarbonato de Sódio e 14% de Carbonato de
Sódio. Indicado para uso em Ruminantes.
http://www.milkpoint.com.br/mn/hotsites/QGN/