Tampões Biológicos e Equilíbrio Ácido-Base

              Podemos dizer que estes são os principais tampões no sangue. Todos os nossos compartimentos biológicos (células, citoplasma) estão dissolvidos em H20 (ela raramente se dissocia, dependendo da temperatura em que ela é submetida.. Quando a água se dissocia gera hidroxilas e prótons.

-> ÁCIDOS: soluções doadoras de prótons (são colocadas no meio aquoso e se dissociam liberando prótons).

-> BASES: aceptoras de prótons.

-> pH: logatirização negativa de números, por exemplo 10 a menos 7, que com isso passa a ser 7, o qual consiste um pH neutro.

-> Qual a importância do pH 7,0? 

   Praticamente todos os mamíferos desenvolvem as suas proteínas, todo o seu arcabouço e toda a sua funcionalidade mantendo o pH perto de 7,4. As proteínas são anfóteras, ou seja, elas reagem na presença de H+ e OH, e mudam a sua conformação que causa mudança ou perda na sua funcionalidade, por isso o pH é mantido em uma faixa muito estreita (7,35 - 7,45).

->  Importância do pH para os tampões biológicos:

- Anfotericidade das diversas moléculas (como mencionado acima);

- Manutenção da estrutura e funcionalidade de proteínas e enzimas;

- Homeostasia de diversas substâncias;

- Processo respiratório (Efeito Bohr)

-> Valores do pH no corpo:

    Quando temos um pH mais alto ou mais baixo, a Hb é afetada. O organismo trabalha com um pH de acordo com o compartimento e de acordo com a necessidade fisiológica do mesmo. Encontramos um pH mais ácido no suco gástrico; nos lisossomos (no caso da degradação de proteínas). No suor e na urina, há uma grande variação desse pH, vai depender muito do estado homeostático que aquele organismo se encontra. No citoplasma, por exemplo, encontramos um pH mais "neutro", em torno de 7,0 e o plasma sanguíneo em torno de 7,4. No intestino delgado, temos uma alta concentração de bicarbonato, fazendo com que tenha-se um pH mais básico, quase 9,0 para neutralizar a acidez do suco gástrico que ali chega.

-> Reação de hidratação: é uma reação que naturalmente ocorre com muita dificuldade, essa hidratação gera um ácido. O CO fica na H20 e uma pequena parte de dissolve ou passa a ácido carbônico, com a maior parte ficando fora (isso aconteceria no sangue se não fosse a anidrase carbônica, pois ela catalisa a reação mais de mil vezes, ou seja, ela rapidamente transforma CO2 em bicarbonato, essa enzima é tão necessária, caso contrário, a nossa respiração não seria possível.) Ao mesmo tempo, existe um equilíbrio onde pode ocorrer a dissociação desse CO2 em próton e H2O. Então, temos esses dois extremos ( um componente básico e um ácido) que vai ser recorrente.
     Na produção de HCl, usa-se essa reação. Logo, é super importante, pois ela vai gerar os dois principais tampões no sangue ( HCO3 menos e CO2). A solução tampão é a mistura de uma base conjugada com um ácido fraco. O organismo usa essa reação de acordo com as suas necessidades. Especificamente, no sangue, temos um pH entre 7,4, onde tem mais CO2, temos um pH mais baixo. Já em um lugar onde temos baixo CO2 e alto HCO3 menos, teremos um pH mais ácido (essa variação estreita é considerada normal).
-> pH abaixo de 7,35 mantido por mais de meia hora = acidose;
-> pH acima de 7,45 mantido  por mais de meia hora = alcalose.
-> Em 6,85 e 7,95 = morte celular.
Quando o HCl é colocado em solução aquosa, ele é totalmente dissociado.

Existem esses ácidos no organismo, mais a maioria deles são orgânicos e quando colocados no plasma, pode se dissociar, que ele fica em equilíbrio.

* ácidos fortes: dissociam-se completamente (HCl; HNO3);

*ácidos fracos: dissociam-se parcialmente (nem todos ou apenas um pouco se dissocia, H3PO4, H2CO3).


-> Constituinte da dissociação:

Quanto maior o Ka, mais forte é o ácido.

pKa = -logKa ( trabalha-se com uma grandeza contrária, então quanto maior o pKa, mais fraco é o ácido). O constituinte de dissociação especifico de um ácido não muda! Utilizando esses conceitos, sabe-se que cada dissociação tem um pKa específico.  EX: O pka H2CO3/(HCO3menos) =6,1, quando H2CO3 se dissocia em (HCO3 menos). Os dois formam uma dupla de um ácido fraco com uma base conjugada que forma um tampão biológico, para que calculemos o pH é necessário saber o pKa.

-> O QUE É UM TAMPÃO?  E QUAL O SEU OBJETIVO?
É uma mistura de um ácido fraco com a sua base conjugada, onde a mesma irá reagir com o próton neutralizando-o, ou seja, essa base conjugada vai se tornar um ácido enquanto o próton vai se transformando em H20 (isso é importante pois esse H+ não vai estar mais dissociado e não vai alterar o pH). Com o aumento de OH, o ácido vai reagir com a hidroxila, gerando H20 e uma base conjugada, e o pH não se altera. O tampão evita mudanças abruptas numa faixa determinada de pH. É vantajoso, mas limitado. Por isso existem outros mecanismos acoplados. Quando apenas os tampões não conseguem resolver o problema, essas outras forças irão agir.

-> Processos importantes para o equilíbrio ácido-base:
1) presença dos tampões biológicos;
2) troca gasosa;
3) trabalho renal ( acionado mais tardiamente, quando os primeiros falham, ou seja, se excreta uma urina mais ácida ou mais alcalina, só que o acionamento renal é depois de 10/12 horas, dependendo da gravidade da situação). Um animal que tenha problema renal, por exemplo, deve-se fazer terapias para reequilibrar o pH sanguíneo.

-> ÁCIDOS FRACOS: 
Estes ácidos são os presentes no sangue. Eles não utilizam a formula (-log), e sim a constante de dissociação (+log) na proporção entre a base conjugada e o ácido.

                                                                 {essa proporção}

Quando se mantém essa proporção, tem-se o pH 7,4. Para o cálculo do pH no sangue, usa-se a equação de Henderson-Hasselbalch, mostrada na imagem acima.

  "Como se formam os ácidos e bases em organismos vivos?"
   Na medida que nos alimentamos, podemos ingerir componentes ácidos ou alcalinos. Na medida que o metabolismo acontece, nós geramos CO2 e também H+. O H+ (próton) que é gerado, vai automaticamente se combinar com HCO3menos para gerar H20, o CO2 vai influenciar. A (OH menos), vai reagir com componente ácido, gerando assim o (HCO3menos). Se todo esse sistema fosse fechado, teríamos um problema, mas ele é aberto, ou seja, na medida em que se gera o CO2, ele pode ser exalado através da respiração. Então, a medida que a tamponamento acontece, se gera muito CO2 e ele vai se acumulando. O estímulo é o aumento da ventilação respiratória, logo se exala mais CO2 para compensar e perder CO2 para atmosfera. Com o acúmulo de (HCO3 menos) no sangue, e perda de CO2, o pulmão diminui o ritmo respiratório, e isso faz com que haja retenção de CO2 para estabilizar a reação CO2/(HCO3menos). Então, o tampão trabalha junto a função respiratória. Mas se nenhum dos dois funcionarem, o rim é acionado para excretar (HCO3menos), ou CO2, ele é mais tardio, porém mais eficiente.
   Através da ingestão de substâncias ácidas, geram componentes ácidos; dentro de proteínas geram ácidos; dentro de metabolismo ocorre a lipólise (gera ácidos e prótons = jejum); exercício físico prolongado (gera excesso de lactato, ácido lático e ácido acético). Em todos esses ácidos, o excesso de próton será neutralizado pela base conjugada.
    Os eritrócitos também tem anidrase carbônica, e a Hb dentro deles funciona como tampão biológico.  Na medida que a PO2 força a Hb ácida a liberar o H+, de tal modo que o O2 ganhe o lugar do próton formando a Oxi-hemoglobina, esse próton liberado se combina com (HCO3menos). O processo contrário ocorre a nível tecidual, a medida que aumenta-se a PO2, ele entra na reação, e oxi-hemoglobina libera O2.

-> SITUAÇÕES:

1) Se pK (H2CO3) = 6,1 
Taxa de HCO3 no plasma = 24mEq/L e CO2 (1,2 mEq/L)
pH= 6,1 = log 24/1,20 = 6,1+log de 20= 6,1+1,3 = 7,4 (situação NORMAL = equilíbrio natural);

2) Se pK (H2CO3) = 6,1
Taxa de HCO3 no plasma = 20mEq/L e CO2 (2 mEq/L)
pH= 6,1 = log 20/2 = 6,1+ log de 10 = 6,1+1 = 7,1 (estado de acidose)

3) Se pK (H2CO3) = 6,1
Taxa de HCO3 no plasma = 28mEq/L e CO2 (1 mEq/L)
pH= 6,1 = log 28/1 = 6,1+ log de 28= 6,1+1,45 = 7,55 (estado de alcalose)  

-> DISTÚRBIOS ÁCIDO-BASE: 

* Quando o pH perdura por horas abaixo de 7,35 =ACIDOSE.
- Se a origem é a troca gasosa, ou seja, está havendo uma dificuldade na troca gasosa ( CO2 está ficando retido no sangue), logo teremos uma Acidose respiratória.
- Se a origem não é troca gasosa (problema na alimentação, metabolismo, cérebro, renal), logo teremos uma Acidose metabólica.

* Quando o pH perdura acima de 7,45 = ALCALOSE.
- Se a origem é de troca gasosa, ou seja, excesso de ventilação, de tal modo de que a PCO2 seja baixa , logo teremos uma Alacalose respiratória.
- Se houver acúmulo de (HCO3menos) no sangue, seja por distúrbio renal, excesso de (HCO3menos) formado pelo metabolismo, logo teremos uma Alcalose metabólica.

      Para finalizarmos, podemos dizer que estes distúrbios ácido-base não são uma doença, e sim são sinais concomitantes que surgem com algumas patologias! 

                                                                   " Busque forças em si mesmo, e jamais desista de tentar!"