….As seqüências de reações em um organismo, só poderão ocorrer se o trânsito de íons em meio aquoso for estável, e para isso a composição e a osmolaridade deverão estar em um equilíbrio dinâmico. Para que esse equilíbrio seja mantido, é necessário o controle da concentração de hidrogênio (pH) a fim de que as reações não sejam perturbadas por variações ácido-básicas.
…..O potencial hidrogeniônico é a grandeza que mede a concentração de íons hidrogênio em uma solução. O pH de uma solução é o co-logarítmo da concentração de íons hidrogênio.
pH = -log[H+]
A acidez ou alcalinidade de uma solução depende da presença de íons de hidrogênio (H +) ou íons hidroxila (OH -).
A relação entre pH e [H+] pode também ser aplicada a [OH-], determinando o pOH de uma solução. O valor do pH varia entre 0 e 14, assim como o pOH.
Estabelece-se também que pH + pOH é igual a 14. Quanto menor o valor do pH de uma solução, mais ácida é essa solução e vice-versa.
A homeostase dos íons, principalmente H + e OH -, pode ser traduzida por um único termo: o equilíbrio ácido-básico. O pH do sangue está normalmente entre 7,35 a 7,45 , sendo uma solução levemente alcalina.
H 2 + CO 2 Û H 2CO 3 Û H + + HCO 3 –
Combinação química – o dióxido de carbono combina-se com o grupo amina das proteínas do plasma para ser transportado e também se une a porção amina da molécula de hemoglobina, enquanto o oxigênio se liga ao radical ferro da hemoglobina.
Outra maneira de transporte do dióxido de carbono é através do bicarbonato.
O dióxido de carbono se difunde rapidamente para dentro do eritrócito, onde há presença de anidrase carbônica que acelera a transformação de dióxido de carbono em ácido carbônico (H 2O + CO 2 => H 2CO 3 )
A hemoglobina reduzida (sem oxigênio) age como uma base e finaliza o H + liberado do H 2CO 3 => H + + HCO 3 – .
O HCO 3 liberado sai do eritrócito e é substituído pelo Cl – do plasma, e isso é denominado transporte iônico de cloreto
Dentro do eritrócito o Cl – se combina com o K +, e forma o cloreto de potássio, e no plasma o HCO 3 – combina-se com o Na + é forma o bicarbonato de sódio .
O pH sangüíneo dependerá da proporção de bicarbonato e ácido carbônico presente no plasma sanguíneo .
Na manutenção do equilíbrio ácido básico participam principalmente os pulmões, rins e os sistemas de tampões orgânicos.
……Antes de descrever os mecanismos atuantes, é importante entender a funcionalidade desse sistema que colabora com a Homeostase. Sabe-se que a produção iônica dentro do organismo garante um pH em torno da neutralidade que é constante e necessário para a ocorrência das reações químicas, como descrito anteriormente. Um desequilíbrio de pH seria inevitável se os seres vivos não possuíssem diversas formas de compensar e anular estas variações. Assim, pode-se dizer que o pH sanguíneo é mantido dentro de um nível padrão.
……Vários fatores podem levar a um desequilíbrio no pH plasmático, entre eles, a produção de metabólitos em reações de oxidação em nível celular, a absorção de íons através da alimentação e digestão. Cada substância que ingerimos pode resultar na formação de compostos ácidos ou básicos que irão cair na corrente circulatória, podendo assim causar um desequilíbrio indesejável. Para combater esse problema de variação, o ser humano, assim como os animais, possui alguns sistemas de proteção. Podemos separar em sistema tampão, regulação renal e regulação respiratória.
Tampão extracelular
……O HC0 3 é o sistema tampão mais importante do líquido extracelular e possui uma grande capacidade para evitar mudanças bruscas no pH do sangue arterial.
Tampão intracelular
……O H+ também penetra nas células para combinar-se com os tampões celulares, particularmente proteínas, fosfatos e hemoglobina. Este fenômeno que equilibra todos os tampões do corpo é reconhecido como principio “iso-hídrico” ou “efeito de íon comum”.
Tampão respiratório
……A acidose estimula os quimiorreceptores que controlam a respiração e aumentam a ventilação alveolar; como resultado, a PC0 2 diminuirá e o pH tenderá a normalidade. Isso ocorrerá pois a variação da PCO 2 no sangue e conseqüente variação de pH, promoverá um estímulo constante dos quimiorreceptores sensíveis às alterações do pH sanguíneo e do líquido cérebro-espinhal. Os receptores estão localizados na aorta, na carótida e no centro bulbar.
…..A respiração típica do paciente acidótico se conhece como respiração de Kussmaul. A hipocapnia que resulta da hiperventilação induzida pela acidemia é um mecanismo crítico para diminuir o efeito da carga ácida sobre a concentração de HCO 3.
Tampão renal
……O rim desempenha um papel importante para o equilíbrio ácido-básico através da regulação do HC0 3 plasmático. Isto se faz por duas maneiras: Reabsorção do íon HC0 3 filtrado que evita a perda urinaria e Excreção de 50 a 100 mEq de H + em 24 horas.
……Em humanos o pH mínimo que pode alcançar a urina é de 4.5 a 5.0 unidades, o que equivale a una excreção de H+ de 0.04 mEq/L, portanto para eliminar os 50 a 100 mEq de H + que produz o corpo por dia é necessário que o H + seja eliminado combinado com os tampões urinários, que se define como acidez titulável (a união do H +, com fosfatos e sulfatos) e a combinação com o amoníaco (NH 3) para formar a amônia (NH 4 +) e assim minimizar as mudanças do pH urinário. É importante assinalar que a reabsorção de HCO 3 e a formação de acidez titulável e NH 4 + ocorre pela existência do mecanismo de secreção ativa de H + da célula na luz tubular.
A Regulação renal
……A capacidade de reabsorção renal pode ser alterada por:
1- Acidose sistêmica: redução da concentração snaguínea de bicarbonato ou hipercapnia, o que estimula a secreção de prótons e expressão dos transportadores de membrana. Esse processo não se caracteriza por excretar íons, mas pode corrigir a acidose respiratória (e não a metabólica).
2- Hipovolemia: Provoca um aumento na reabsorção de sódio, associada à secreção de íons H+ e à recuperação so bicarbonato filtrado. Induz à alcalose. A quantidade de íons H+ escretada sob a forma livre é bem reduzida. Isso vai determinar o pH urinário. Quanto mais distal é o segmento do trato urinário, menor é o pH. Então, pode-se concluir que há, nesses locais, uma maior reabsorção de bicarbonato e um recrutamento de tampões urinários.
……Representando um terço da excreção diária, os ácidos tituláveis possuem uma importante função no tocante à manutenção do pH sanguíneo. Já nos segmentos distais, os íons H+ secretados sofrem a ação de tampões urinários não-voláteis. Sobretudo, deve-se ressaltar a ação dos fosfatos monoácidos e sua relação com o Paratormônio (PTH), tendo em vista sua ação fosfodiurética que leva a um aumento da disponibilidade distal desses íons.Agindo como principal ferramenta para a adaptação da excreção de sódio, tem se a regulação da concentração urinária de amônia. No nível dos ductos coletores, os prótons são tamponados, e a excreção dos íons H+ ocorre sob a forma de cloreto de amônia.
Três fatores principais participam da regulação da concentração urinária de amônia, são eles:
1- Aldosterona: Além de aumentar a concentração de amônia na urina, estimula a secreção ativa de prótons (H+).
2- Estado ácido-básico: A excreção de amônia é estimulada pela acidose plasmática.
3- Potassemia: A hiperpotassemia reduz a amoniogênese e a concentração de amônia na urina, determinando acidose. Já a hipopotassemia, determina a alcalose.
……Os sistemas tampões formam uma espécie de barreira às alterações do pH sanguíneo. De constituição química, eles possuem uma rapidez essencial para o combate às variações, porém, por outro lado, não solucionam o problema de vez ao passo que não promovem a eliminação do agente causador do distúrbio.
Acidose => corresponde ao aumento da PCO 2 (pode ocorrer por insuficiência respiratória, anestesia ou sedativos, etc), ou a redução do HCO3- (cetoacidose, eliminação excessiva de bases em diarreías graves, etc)
Alcalose => corresponde a Redução da PCO2 (hiperventilação assistida, infecções por bactérias Gramnegativas, etc) ou ao aumento do HCO3- (perda de ácidos por vômitos intensos, excesso de álcali, retenção de álcalis por excesso de diuréticos, etc)
LINKS & DOWNLOADS
“Fundamentos del equilibrio ácido-base” – Escuela de Medicina de la Universidad de Tulane, New Orleans
“Fundamentos do equilíbrio ácido-base” – Perfusion Line
“O equilíbrio ácido-base no sangue” – Núcleo de apoio ao ensino da química
“Alterações do equilíbrio ácido-base” – Fundamentos da Circulação Extracorpórea -1a edição – Maria Helena L. Souza & Decio O. Elias
“Fisiologia Renal” – Fundamentos da Circulação Extracorpórea -1a edição – Maria Helena L. Souza & Decio O. Elias
“Fisiologia Renal” – Disciplina de Fisiologia Veterinária da Universidade Federal Fluminense
“Apresentação sobre Fisiologia Renal” – Faculdade de Medicina da Universidade do Porto – Serviço de Fisiologia
“Alcalose” – Texto sobre alcalose metabólica escrito pelo Dr. Félix González.
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