Princípio geral de funcionamento dos tampões
A manutenção da constância do meio interno exige reações imediatas. Os sistemas de tampão atuam como verdadeiros «amortecedores» químicos. Estruturalmente, cada um desses tampões é formado por um ácido fraco e uma base conjugada, que se encontram em uma proporção estritamente definida.
Quando uma pequena quantidade de um ácido ou base externa é adicionada à solução, o sistema tampão reage com eles. Os íons $H^+$ ou $OH^-$ são ligados pelos componentes do tampão, transformando-se em compostos fracos de baixa dissociação ou em água. Assim, os íons agressivos livres desaparecem e o nível de pH permanece estável.
Sistema tampão bicarbonato
Este tampão é composto por ácido carbônico fraco ($H_2CO_3$) e íon bicarbonato ($HCO_3^-$) na proporção de 1:20 (ácido para íon).
O mecanismo de ação depende da natureza da alteração:
- Na acidose (acidificação): o excesso de íons $H^+$ liga-se à base ($HCO_3^-$). Forma-se ácido carbônico ($H_2CO_3$). Em seguida, sob a ação da enzima anidrase carbônica, ele se decompõe em água e dióxido de carbono. Como o excesso de $CO_2$ é constantemente eliminado pelos pulmões, o sistema de bicarbonato é chamado de «aberto».
- Na alcalose (alcalinização): os íons $OH^-$ interagem com os íons de hidrogênio que fazem parte do ácido carbônico, formando moléculas de água ($H_2O$).
Apesar de este tampão responder por apenas 7–9% da capacidade de tamponamento total do sangue total, ele é criticamente importante para os líquidos extracelulares. No plasma, na linfa e no líquor, sua participação atinge impressionantes 97–98% de toda a capacidade de tamponamento.
Sistemas fosfato e proteico
Os outros dois sistemas desempenham um papel auxiliar, mas importante, em diferentes compartimentos líquidos.
O tampão fosfato é composto pelo íon di-hidrogenofosfato ($H_2PO_4^-$) e pelo íon hidrogenofosfato ($HPO_4^{2-}$). Sua proporção normal é de 1:4. A principal função desse sistema no sangue é manter o equilíbrio ideal dos componentes do tampão bicarbonato. Isso é descrito pela equação de reação: $H_2CO_3 + HPO_4^{2-} \leftrightarrow H_2PO_4^- + HCO_3^-$
O sistema tampão proteico funciona devido à anfotericidade das proteínas. Dependendo do meio, as proteínas comportam-se de diferentes maneiras:
- Em meio básico, elas sofrem dissociação com a formação de íons $H^+$, ou seja, agem como ácidos.
- Em meio ácido, elas liberam íons $OH^-$.
Quando a concentração de $H^+$ aumenta, as proteínas formam ácidos de baixa dissociação e, com o excesso de $OH^-$, favorecem a formação de água. A capacidade das proteínas plasmáticas é bastante modesta — apenas cerca de 2% da capacidade de tamponamento do líquido extracelular.
Sistema tampão da hemoglobina
Este é o sistema tampão mais potente, respondendo por 75% (3/4) de toda a capacidade de tamponamento do sangue. Sua eficácia incrível deve-se a dois fatores: as propriedades anfóteras da parte proteica (globina) e a influência da oxigenação sobre as características acidobásicas da hemoglobina.
Principais propriedades das diferentes formas de hemoglobina:
- Hemoglobina reduzida ($Hb$) — é uma base mais forte, portanto, liga-se muito mais facilmente aos íons de hidrogênio livres ($H^+$).
- Oxihemoglobina ($HbO_2$) — comporta-se como um ácido mais forte em comparação com a forma reduzida.
Mecanismo fisiológico nos tecidos: Quando o sangue passa pelos capilares dos tecidos, ele libera oxigênio e absorve dióxido de carbono. A oxihemoglobina transforma-se em hemoglobina reduzida. O dióxido de carbono que entra na hemácia (atuando como componente ácido) é neutralizada quase por completo e instantaneamente, pois a hemoglobina reduzida formada atua como uma base forte e absorve o impacto.
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Quais parâmetros são utilizados para avaliar o estado acidobásico do sangue na prática clínica (método de Astrup)?
A avaliação do estado acidobásico e de seus desvios na clínica é realizada levando-se em conta a faixa de normalidade dos seguintes parâmetros:
- pH.
- pCO2.
- SB (Standard Bicarbonate) — bicarbonato padrão do plasma sanguíneo.
- BB (Buffer Base) — bases tampão do sangue capilar.
- BE (Base Excess) — excesso de bases do sangue capilar.
Qual é o papel dos rins na regulação do estado acidobásico do organismo?
Os rins regulam o estado acidobásico por meio de processos nos túbulos renais.
Principais processos da regulação renal:
- Reabsorção — recaptação de bicarbonato e outros metabólitos a partir da urina primária.
- Secreção — liberação de íons de hidrogênio no lúmen tubular em troca de íons de sódio reabsorvidos.
Principais mecanismos de redução ou correção dos desvios do EAB nos néfrons:
- Acidogênese.
- Ammoniogênese.
- Secreção de fosfatos.
- Mecanismo de troca de K+, Na+.
Para memorizar as capacidades: Hemoglobina — A principal no sangue (75%), Bicarbonato — O principal extracelular (98% do plasma).
Questões de aulas e exames
Porque um dos produtos finais de sua reação — o dióxido de carbono ($CO_2$) — não se acumula, sendo constantemente eliminado do organismo pelo sistema respiratório (pulmões).
Porque um dos produtos finais de sua reação — o dióxido de carbono ($CO_2$) — não se acumula, sendo constantemente eliminado do organismo pelo sistema respiratório (pulmões).
Devido à anfotericidade das proteínas: em meio ácido, elas são capazes de liberar íons hidroxila e, em meio alcalino, dissociam-se como ácidos, liberando íons hidrogênio.
Devido à anfotericidade das proteínas: em meio ácido, elas são capazes de liberar íons hidroxila e, em meio alcalino, dissociam-se como ácidos, liberando íons hidrogênio.
Nos tecidos, a hemoglobina libera oxigênio e converte-se na forma reduzida ($Hb$). Essa forma é uma base forte e liga-se facilmente aos íons de hidrogênio do dióxido de carbono que chega, prevenindo a queda do pH.
Nos tecidos, a hemoglobina libera oxigênio e converte-se na forma reduzida ($Hb$). Essa forma é uma base forte e liga-se facilmente aos íons de hidrogênio do dióxido de carbono que chega, prevenindo a queda do pH.
O que mais estudar sobre o tema
- O papel da enzima anidrase carbônica nas hemácias
- Mecanismos de formação da acidose tecidual
- A interrelação entre trocas gasosas e estado acidobásico
- Diferenças na capacidade de tamponamento do líquido intracelular e extracelular
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