pH do sangue arterial = 7 - politecnica.pucrs.brtrussomano/Eng Biomedica II/Equilibrio... ·...

Teresa Moura1

Regulação do Equilíbrio Ácido Base

pH do pH do sangue sangue arterial = 7.4arterial = 7.4

< 6.9 < 6.9 ouou > 7.7 > 7.7 = = MORTEMORTE

Teresa Moura2

Importância do pH nos processos biológicosImportância do pH nos processos biológicos

Proteínas

Estado ionização de resíduosde a.a. e dos gruposterminais amino e carboxílico

Conformação espacial

Reactividade

Actividade é função do pH

Enzimas

Receptores Membranares

Transportadores

Taxas de trocas entre meios

Protonação ou desprotonação de radicais proteicos

Variação da carga total da molécula

Teresa Moura3

VariaçVariação doão do pH induz variaç pH induz variação noão no Volume Celular Volume Celular

Diminuição do pH

Protonização de uma molécula

Diminuição nº de partículas/Diminuição nº de partículas/unidade de volumeunidade de volume

Líquido celular Líquido celular hipotónicohipotónico

SSaídaaída de de águaágua

DiminuiçDiminuição Volume ão Volume CelularCelular

Aumento do pH

Desprotonização de uma molécula

Aumento nº de partículas/ unidadeAumento nº de partículas/ unidadede volumede volume

Líquido celular Líquido celular hipertónicohipertónico

Entrada de Entrada de águaágua

Aumento Volume Aumento Volume CelularCelular

isoiso

isoisopH volume pH volume

hiper

água

hipo

pH volume pH volume

água

Teresa Moura4

Principais fontes de protões no organismoPrincipais fontes de protões no organismo

HH+ + HH+ + HH+ + HH+ + HH+ + HH+ +

HH++ H H+ + HH+ + HH+ + HH+ + HH++

HH+ + HH+ + HH+ + HH+ + HH+ + HH+ +

AeróbioAeróbio

GlucoseGlucose

COCO22 ÁcÁc. Láctico. Láctico

AnaeróbioAnaeróbio

Ácidos Gordos

CorposCetónicos

ProteínasFosfolípidos

H3PO4 H2SO4

Teresa Moura5

ProduçProduçãoão Di Diáriaária de Prot de Protõesões

•• Produção diária de protões = 50 Produção diária de protões = 50 mEq/lmEq/l

•• Excreção diária de protões = 0.2 Excreção diária de protões = 0.2 mEq/l mEq/l

• pH Sangue Arterial = 7.45

• pH Sangue Venoso = 7.35

• Acidose quando pH < 7.35

• Alcalose quando pH > 7.45

• <6.9 ou > 7.7 = MORTE

Teresa Moura6

Mecanismos Fisiológicos de controlo da [HMecanismos Fisiológicos de controlo da [H++] plasmática] plasmática

SistemasSistemas Tampão Tampão

PulmãoPulmão

RimRim

Para pequenos desiquilíbrios os três mecanismosfuncionam em conjunto

Tamponamento QuTamponamento Quíímico mico ((rápidorápido))

Ajuste Respiratório (lento)

Ajuste Renal (mais lento)

Teresa Moura7

RegulaçRegulação ão do pH no do pH no OrganismoOrganismo




Para pequenos desiquilíbrios os três mecanismosfuncionam em conjunto

Teresa Moura8

Tamponamento QuTamponamento Químicoímico

HA H+ + A-ácido protão base

Constante de equilíbrio[H[H++] [A] [A--]]

[HA[HA]]K =K =

[A-][HA]

pH = pK + logEquação de Henderson Hassalbalch

Teresa Moura9

Principais Tampões FisiológicosPrincipais Tampões Fisiológicos

• Intracelulares– Ião Bicarbonato– Fosfato– Proteínas

•Plasmáticos–Ião Bicarbonato –Hemoglobina–Proteínas plasmáticas

Teresa Moura10

Tamponamento QuímicoTamponamento Químico

ProteínaProteína-

Tampão Bicarbonato

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

FosfatoFosfato HH22POPO44-- HPO HPO44

2 -2 - + H+ H++

HH - -

HH Pr- - + + nHnH++

Teresa Moura11

[HCO3-]= 24 mM

α pCO2 = 1.2

[HCO3-]= 14 mM

α pCO2 = 11.2

10 mmoles HCl10 mmoles HCl

pH = 7.4pH = 7.4 pH = 6.2pH = 6.2

[HCO3-]

α pCO2

pH = pKa + log

Tampão Bicarbonato a 37 º – Tampão Bicarbonato a 37 º – pKa pKa = 6.1= 6.1

α = 0.03 é a relação entre [H2CO3] e pCO2

pCO2 arterial = 40 mm Hg

Teresa Moura12

Tampão Bicarbonato – Tampão Bicarbonato – pKa pKa = 6.1= 6.1

[HCO3-]= 24 mM

α pCO2 = 1.2

[HCO3-]= 14 mM

α pCO2 = 1.2

10 mmoles HCl10 mmoles HCl

pH = 7.4pH = 7.4 pH = 7.2pH = 7.2

pCO2 = 40 mm Hg pCO2 = 40 mm Hg

[HCO3-]

α pCO2

pH = pKa + log

Teresa Moura13

Tampão Bicarbonato – Tampão Bicarbonato – pKa pKa = 6.1= 6.1


Relação fixaRelação fixa

[HCO3-]

[pCO2]pH αPor issoPor isso……..

Teresa Moura14

ImpotImpotância Fisiológica ância Fisiológica do do Tampão BicarbonatoTampão Bicarbonato

[HCO3-]

[pCO2]pH α

RIM regula

PULMÃO PULMÃO regularegula


Teresa Moura15

RegulaçRegulação ão do pH no do pH no OrganismoOrganismo




Para pequenos desiquilíbrios os três mecasnismosfuncionam em conjunto

Teresa Moura16

Sangue Sangue Arterial Arterial –– Valores NormaisValores Normais

• pH 7.4

• [HCO3-] 24 mmol

• pCO2 40mm Hg

[HCO3-]

[pCO2]pH α

Teresa Moura17

pHpH estimula respiração estimula respiração ((quimioreceptores periféricosquimioreceptores periféricos))

Controlo Controlo RespiratórioRespiratório

CO2 + H20 H+ + HCO3-

pHpH aumenta ventilação... CO aumenta ventilação... CO22 é eliminado é eliminado

Teresa Moura18

Controlo RespiratórioControlo Respiratório

CO2 + H20 H+ + HCO3-

pHpH estimula respiração estimula respiração ((quimioreceptores periféricosquimioreceptores periféricos))

Reacção Reacção move-se move-se para para a a esquerdaesquerda

pHpH aumenta ventilaçãoaumenta ventilação... CO... CO22 é é eliminadoeliminado

pH pH restabelecidorestabelecido

Teresa Moura19

Sistemas tampSistemas tampãoão

• Quando é que um Tampão

Fisiológico possui a sua eficácia

máxima?

Teresa Moura20

Regulação Regulação do pH do pH plasmáticoplasmático




Para pequenos desiquilíbrios os três mecasnismosfuncionam em conjunto

Teresa Moura21

HH++ é é secretado secretado no no Tubulos Tubulos Proximal e Proximal e Ducto ColectorDucto Colector

Lumen Sangue

HH++

HH++

NaNa++

ATPase protõesATPase protões

antiporteantiporte

Teresa Moura22

HCO3- do filtrado é reabsorvido no TTúbulo úbulo ProximalProximal

Lumen Sangue

HH++

NaNa++

HCO3-

H2CO3

CO2

H2Ocaca

+ HCO3-

CO2 H2Ocaca

HCO3-HH++

ca - ca - anidrase carbanidrase carbónicaónica

Teresa Moura23

TTúbulo úbulo ProximalProximal

• Sempre que 1 protão é secretado, um iãoHCO3

- é adicionado ao sangue

• Um ião H+ secretado reage com um iãoHCO3

- filtrado

• HCO3- é, com efeito reabsorvido

Teresa Moura24

TTúbulo úbulo Distal – Distal – Excreção Excreção do Hdo H++ via via Tampão FosfatoTampão Fosfato

Lumen Sangue

HH++

ATPase protõesATPase protões

HPOHPO44- -- -

HH22POPO44--

CO2 H2Ocaca

HH++ + HCO3-

HCO3-

Teresa Moura25

TTúbulo úbulo Distal – Distal – Excreção Excreção do Hdo H++ via via Tampão AmóniaTampão Amónia

Lumen Sangue

HH++

NHNH44++

Glutamina

Glutamato

NHNH33NHNH33

CO2 H2Ocaca

HH++ + HCO3-

HCO3-

Teresa Moura26

RIMRIM

• Sempre que um ião H+ é secretado, um iãoHCO3

- é adicionado ao sangue

• Um ião H+ secretado reage com um ião HCO3-

filtrado.

• SE um ião H+ secretado reage com outrotampão tubular, passa para o plasma HCO3

-

adicional.

Teresa Moura27

Acidoses Acidoses e e AlcalosesAlcaloses

Acidoses ou alcaloses Respiratórias

[HCO3-]

[pCO2]pH α

Acidoses ou alcaloses Metabólicas

[HCO3-]

[pCO2]pH α

Teresa Moura28

Diagrama de Diagrama de DavenportDavenport

[HCO3-]

[pCO2]

[pCO2]

80 40

20

pH

Teresa Moura29

Acidose RespiratAcidose Respiratóriaória

Insuficiência Respiratória – Redução naEliminação de CO2

Aumento da pCO2 nos tecidos.

O equilíbrio desloca-se para a direita.

COCO22 + H + H2200 HH++ + HCO + HCO33--

Teresa Moura30

Acidose RespiratóriaAcidose Respiratória

Alteração Primária:

pCOpCO2 2 arterial arterial

Resultado:

HCO HCO33- - e e HH++ no plasmano plasma

Compensação

RenalRenal : : SecreçãoSecreção de H de H++

SecreçãoSecreção Renal HRenal H+ + significa retenção significa retenção de HCOde HCO33 - - . . [HCO3

–] permanecerá elevada enquanto durar desiquilibro respiratóriopermanecerá elevada enquanto durar desiquilibro respiratório

Teresa Moura31

pH 7.4pH 7.4

Acidose RespiratóriaAcidose Respiratória

[HCO[HCO33--]]

24 24 mMmMAlteraçãoAlteração

PrimáriaPrimária

CompensaçãoCompensaçãoRenalRenal

Causas possíveis: 1) Doenças pulmonares - Pulmão inactivo 2) Anestésicos e drogas

Teresa Moura32

Alcalose RespiratAlcalose Respiratóriaória


pCOpCO2 2 arterial arterial

Resultado:

HCO HCO33- - e e HH++ no plasmano plasma

Compensação

RenalRenal : : Secreção Secreção de Hde H++

da Secreção Renal H+ provoca da retenção de HCO3 - .

[HCO3 –] permanecerá baixa enquanto durar o desiquilibro respiratório

Teresa Moura33

Alcalose respiratAlcalose respiratóriaória

Algumas causas possíveis: 1) Dor 2) Histeria 3) Hipóxia

pH 7.4pH 7.4

[HCO[HCO33--]]

24 24 mMmM AlteraçãoAlteração

PrimáriaPrimária

CompensaçãoCompensaçãoRenalRenal

Teresa Moura34

Acidose MetabAcidose Metabólicaólica

• Adição de H+ que não de naturezarespiratória

• Aumento directo da [H+] nos tecidos(diminuição de pH)

• O equilíbrio desloca-se para a esquerda…efeito tampão simples

COCO22 + H + H2200 HH++ + HCO + HCO33--HH++

Teresa Moura35


Alteração Primária: Adição Adição de Hde H++ exógenoexógeno ou metabólico ou metabólico Perda Perda de HCOde HCO33

- - no no intestinointestino....

Resultado:

do HCO do HCO33- - no plasmano plasma

Compensação RespiratóriaRespiratória ((inicia-se rapidamenteinicia-se rapidamente):):

aumento da ventilação aumento da ventilação mais mais o HCOo HCO33

-- , , mas restabelecendo mas restabelecendo o Ho H++

Renal ( Renal (mais lentamais lenta): ): Secreção Secreção de Hde H++

Reposição Reposição de HCOde HCO33--

Teresa Moura36


Causas possíveis: 1) Perda de Base (ex: diarreia). 2) Ganho de ácido (diabetes, insuficiência renal).

pH 7.4pH 7.4

[HCO[HCO33--]]

24 mM24 mMAlteraçãoAlteraçãoPrimáriaPrimária

CompensaçãoCompensaçãoRespiratóriaRespiratória

Compensação Renal HCO3

- conservado

Teresa Moura37

Alcalose MetabAlcalose Metabólicaólica

• Perda de H+ que não de origem respiratória

• Diminuição da [H+] (aumento do pH).

• O equilíbrio desloca-se para a direita… efeitotampão simples

COCO22 + H + H2200 HH++ + HCO + HCO33--HH++

Teresa Moura38



Adição de HCO3- exógeno

Perda de H+ no intestino..

Resultado:

do HCO3- no plasma

Compensação RespiratóriaRespiratória ((Inicia-se rapidamenteInicia-se rapidamente))

redução da ventilaçãoredução da ventilaçãoHCOHCO33

-- aumenta maisaumenta mais, , mas restabelece mas restabelece HH++

RenalRenal ( (mais lentamais lenta) ) redução da secreção redução da secreção de Hde H++

permite excretar permite excretar HCOHCO33-- na urinana urina

Teresa Moura39


pH 7.4pH 7.4

[HCO[HCO33--]]

24 mM24 mM AlteraçãoAlteraçãoprimáriaprimária

CompensaçãoCompensaçãoRespiratóriaRespiratória

Compensaçãorenal

HCO3- perdido

na urina

Algumas causas possíveis: 1) Ingestão de excesso de Base. 2) Perda de ácido (Vómito)

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