Alterações no Equilíbrio Ácido-Base

1. Alterações no Equilíbrio Ácido-Base Os principais tampões com interesse fisiológico

2. Ácidos e Bases

3. Segundo Arrhenius • Ácido – Substância que em solução aquosa produz iões H+ • HCl (aq) H+ (aq) + Cl- (aq) • Base – Substância que, contendo grupos OH, em solução aquosa liberta iões OH- • NaOH (aq) Na+ (aq) + OH- (aq) • [H+]= [OH-] – solução neutra • [H+] > [OH-] – solução ácida • [H+] < [OH-] – solução básica ou alcalina

4. Teoria Protónica de Brönsted-Lowry • Ácido é uma espécie que cede protões (H+) (a uma base):

5. Teoria Protónica de Brönsted-Lowry • Base é uma espécie que aceita protões de um ácido:

6. Pares Ácido-Base conjugados

7. Forças relativas de pares ácido-base conjugados • A força de um ácido e de uma base pode medir-se pela extensão da respectiva reacção com a água.

8. Constante de Equilíbrio

9. Auto-ionização da água Kw = 1,00 x 10-14, 25ºC

10. Constantes de Acidez e de Basicidade • Ka x Kb = Kw

11. Conceito de pH • pH + pOH = pKw • pH + pOH = 14 • O pH é o inverso do logaritmo da concentração de H+ • O pOH é o inverso do logaritmo da concentração de OH- • pH = -log[H+] • pOH = -log[OH-] • pKw = -logKw

12. Conceito de pH 25ºC

13. Conceito de pH • O pH afecta a estrutura e a actividade de biomoléculas; • A medida de pH no sangue e na urina são parâmetros importantes no diagnóstico médico.

14. Soluções Tampão • Ácido fraco + sal de uma base forte. • Combinam-se com ácidos e bases em excesso evitando variações de pH. • É possível relacionar a concentração do tampão com o pH e o pKa através da chamada equação de Henderson-Hasselbalch : • pH = pKa + log [sal] [ácido]

15. Soluções Tampão

16. Sistemas Tampão do Organismo • Função: regulam o pH do organismo • Mecanismos reguladores de pH no organismo: • Mecanismos renais • Mecanismos respiratórios • Sistemas Tampão Eliminam substâncias indesejáveis ou em excesso • Reagem com ácidos e bases neutralizando-os

17. Principais Sistemas Tampão do Organismo • Actuação: • Líquido intravascular – sangue • Líquido intersticial – tecidos • Líquido intracelular – interior das células

18. Tampão Fosfato H2PO4- HPO42- + H+

19. Sistema Tampão das Proteínas Grupo Carboxílico Grupo Aminíco Aminoácidos

20. Sistema Tampão das Proteínas Curva de Titulação da Glicina

21. Sistema Tampão das Proteínas Ácido Aspártico

22. Sistema Tampão das Proteínas Curva de Titulação do Ácido Aspártico

23. Sistema Tampão das Proteínas

24. Hemoglobina CO2 CO2

25. Tampão bicarbonato Mecanismo químico – reacção imediata Meio extracelular - Bicarbonato de potássio - Bicarbonato de magnésio - Bicarbonato de sódio

26. CO2 + H2O <--> H2CO3 <--> H+ + HCO3- Se[HCO3- ] pH Se [CO2 ] pH

27. Se for adicionada solução ácida: Ácido carbónico é muito instável – dissocia-se de imediato H2CO3 CO2 + H2O Regulação respiratória

28. Excesso de CO2: • Se p(CO2) em NaHCO3 o pH Acidose Respiratória Deficiência de CO2: • Se p(CO2) em NaHCO3 o pH Alcalose Respiratória

29. Se for adicionada solução alcalina: Regulação renal

30. Importância do estudo do tampão bicarbonato • pH do sangue pode ser determinado – conhecimento das alterações da [H+] em função das variações do bicarbonato; • Primeira linha de defesa para evitar grandes modificações do estado de equilíbrio ácido-base;

31. Importância do estudo do tampão bicarbonato • H2CO3 é formado mesmo em condições patológicas; • Nos processos fisiológicos durante a passagem de sangue pelos capilares dos tecidos/pulmões o tampão HCO3-/H2CO3 sofre alterações para neutralização e eliminação do H2CO3;

32. Importância do estudo do tampão bicarbonato • Centros respiratórios são regulados pela [CO2] no sangue, permitindo manter o tampão nas concentrações convenientes; • Sistema, quantitativamente, mais abundante no plasma sanguíneo.

33. Mecanismo regulador respiratório

34. Mecanismo regulador respiratório A função respiratória processa-se mediante três actividades distintas: • ventilação • perfusão • difusão

35. Mecanismo regulador respiratório Sistema respiratório Sangue venoso Ar atmosférico

36. Mecanismo regulador respiratório O dióxido de carbono é transportado sob três formas possíveis: • Forma dissolvida • Forma carbamino-hemoglobina • Forma de ião bicarbonato

37. Mecanismo regulador respiratório H+ + HCO3-<--> H2CO3<-->CO2 + H2O Difunde-se para os alvéolos e é expirado

38. Mecanismo regulador respiratório

39. Mecanismo regulador respiratório

40. Mecanismo regulador respiratório • A regulação respiratória do equilíbrio ácido-base é feita exclusivamente através da regulação do dióxido de carbono; • Alterações da ventilação alveolar podem interferir com o metabolismo celular.

41. Mecanismo Regulador Renal Este mecanismo tem como base o sistema tampão de bicarbonato: * Regula [H+]; Rim * Promove a ou o [HCO3-]; * Elimina urina ácida ou básica.

42. Mecanismo Regulador Renal Mas como é que este mecanismo funciona realmente?

43. Mecanismo Regulador Renal • [H+] reabsorção de HCO3- (acidose) (compensação) • [H+] excreção de HCO3- (alcalose) (compensação)

44. Mecanismo Regulador Renal * Reajuste do pH mais tardio ; * Pode manter-se em funcionamento por longos períodos de tempo; * Acção lenta, porém efectiva;

45. Trabalho elaborado por: • Ana Catarina Machado • Ana Catarina Rodrigues • Ana Cristina Fernandes • Ana Cristina Cardoso • Ana Cristina Martins