SISTEMAS TAMPÃO

Para prova de Bioquimica1

DEFINIÇÃO:

Soluções que possuam capacidade de resistir a variações de pH, pela adição a ela de ácidos ou de bases, chamam-se soluções tampão. Elas são constituídas geralmente por sistemas de doadores e receptores de prótons, dissolvidos no mesmo solvente.

As reações bioquímicas em plantas ou animais são sensíveis a variações de pH, por dois motivos: -podem ser afetados equilíbrios críticos; -ou mais freqüentemente porque as velocidades de reação são muito alteradas por uma mudança no pH do meio de reação. Entretanto, estas variações de pH normalmente não ocorrem em organismos sadios, porque seus fluídos internos são bem tamponados. Grandes variações na comida e na bebida e na maneira de viver, embora produzam mudanças internas consideráveis no corpo, afetam muito pouco o pH do sangue. Até a maioria das doenças provoca mudanças muito pequenas. O sangue humano é tamponado por uma série de sistemas. O sistema H2CO3-HCO-

3 no sangue é especialmente interessante.

Homeostase (equilíbrio do organismo) do íon hidrogênio

A maioria dos seres vivos emprega oxigênio do ar atmosférico para oxidar metabólitos, gerando água, gás carbônico e obter energia necessária para o funcionamento dos vários processos vitais.

O gás carbônico, CO2, hidrata-se espontaneamente no sangue e forma ácido carbônico, H2CO3 , o qual é um doador potencial de prótons.

Os seres vivos contem sistemas físico-químicos e fisiológicos capazes de remover, transportar e lançar considerável massa de íons hidrogênio.

Nos vertebrados a remoção do CO2 formado nos tecidos pela respiração interna faz-se por simples difusão em conseqüência do gradiente que se estabelece entre as células e o sangue. O transporte

dá-se através do sangue que circula entre tecidos e pulmões. Os pulmões, por meio da respiração externa, encarregam-se da eliminação do gás carbônico.

Importância do estudo do sistema HCO-3\H2CO3

O conhecimento do sistema HCO-3\H2CO3 é de grande

importância:

O pH do sangue pode ser determinado com precisão, proporcionando conhecimentos das alterações da concentração hidrogeniônica em função das variações do bicarbonato do sangue, e portanto indicando as alterações do equilíbrio ácido-base.

Na neutralização de ácidos mais fortes que o ácido carbônico, este sistema constitui a primeira linha de defesa para evitar grandes modificações do estado de equilíbrio ácido- base.

Normalmente H2CO3 é formado, mesmo em condições patológicas. Nos processos fisiológicos, durante a rápida passagem do sangue pelos capilares dos tecidos ou dos pulmões, o tampão HCO-

3\H2CO3 sofre alterações dinâmicas para a neutralização e eliminação do H2CO3.

Os chamados centros respiratórios, que controlam os movimentos dos músculos torácicos, são regulados pela concentração de CO2 no sangue, fazendo com que a velocidade de eliminação deste gás pelos pulmões, mantenha o tampão HCO-

3\H2CO3 nas concentrações mais convenientes para garantir a homeostase.

É o sistema, quantitativamente, mais abundante no plasma sangüíneo.

TRANSPORTE DE CO2 PELO SANGUE

O gás carbônico resultante da atividade metabólica, difundido para o sangue, é conduzido até os alvéolos pulmonares por três processos principais:

1. Por dissolução física no plasma e nos glóbulos vermelhos ( CO2+ H2CO3 ).

2. Combinado às proteínas do sangue: R-NH2 + CO2® R.NHCOO- + H+

3. Ionizado na forma de bicarbonato. Esta é, quantitativamente, a forma mais importante de transporte de gás carbônico. 64% do

gás carbônico adicionado ao sangue na sua passagem pelos tecidos se transformam em íons bicarbonato, de acordo com a reação:

As perturbações da função respiratória ocasionam alterações na pressão de CO2. Certas alterações são denominadas primárias e determinam o afastamento do estado normal (concentração de H+, HCO-

3 ou de H2CO3) e podem ser:

1 Excesso primário de CO2 - Acidose Respiratória

Se a pressão de CO2 em uma solução de bicarbonato de sódio for aumentada, o pH diminui em conseqüência do aumento da concentração de H2CO3 e dissociação do ácido em H+ e HCO-

3.

No sangue, in vitro, a queda do pH não é da mesma ordem. Os íons H+ provenientes do H2CO3 são consumidos, em parte, na titulação dos ânions Hb-, formando secundariamente HCO-

3, de acordo com a reação:

Em conseqüência, na equação de Henderson-Hasselbach

com o aumento do valor do denominador, o numerador aumenta, produzindo a variação do pH.

Excesso de CO2 no sangue ocorre quando voluntariamente se prende a respiração ou se respira ar confinado por algum tempo, ou ainda no efisema pulmonar e nas operações no tórax. A condição, que se caracteriza pela redução do pH e elevação do conteúdo total de CO2 no sangue, é também chamada de acidose respiratória.

Em condições patológicas, onde a duração do fenômeno é suficientemente longa, observam-se modificações de origem renal, que tendem a compensar o excesso de CO2. A secreção de H+ no filtrado do glomérulo e a reabsorção de bicarbonato trazem o pH para valores próximos do normal. A condição, neste caso, aproxima-se de um excesso compensado de CO2.

2- Deficiência primária de CO2 - Alcalose respiratória

É a condição que ocorre quando voluntariamente se produz excessiva ventilação pulmonar pela aceleração do ritmo e aumento da extensão dos movimentos respiratórios. Em condições patológicas, dá-se quando os centros respiratórios são estimulados por drogas ou mesmo em certas perturbações mentais.

Em tais situações, a pressão de CO2 no sangue diminui primariamente, e pela própria natureza do equilíbrio, ou ainda, em conseqüência de processos fisiológicos de compensação, reduz-se também a concentração de bicarbonato, mas em menor extensão que a redução da pressão de CO2. A condição é conhecida também por Alcalose respiratória.

Deve-se salientar aqui o papel das proteínas do sangue, principalmente a hemoglobina, na conservação da constância da concentração de íons H+. ao reduzir a concentração de H2CO3, pela excessiva ventilação, a hemoglobina funciona como reservatório de prótons, doando-os ao bicarbonato e determinando assim a redução da concentração deste ânion.

O equilíbrio desloca-se no sentido inverso da condição anterior de acordo com a reação: