Sistema tampão
Um sistema tampão é constituído por um ácido fraco e sua base
conjugada HA A- + H+
HA A- H+ X- H+
Quando se adiciona um ácido forte na solução de ácido fraco
HX →→→→ X- + H+
H+HA A + H+
Quando se adiciona um álcali na solução de ácido fraco
BOH →→→→ B + OH-
Sistema tampão
HA A- + H+
OH- +H+ H 2 O
ResultadoResultado
H+HA A- + H+
Equação de Henderson-Hasselbach
Equação de Henderson-Hasselbach
relaciona a Keq (Ka) e as [Ácido] e [Base conjugada]
pH = pKa + log [A-]
[HA]
A eficiência de um tampão está restrita a uma faixa de pH
pH = pK + log [A-] pH = pK + log [base conjugada]pH = pKa + log [A-]
[HA]
pH = pKa + log [base conjugada]
[ácido conjugado]
pKa = pH que provoca 50% de dissociação do ácido
[HA] = [A-]
A eficiência máxima de um tampão é no pH correspondente a seu pKa
Depende também da concentração das espécies
Características de Tampões
Ácido Base Ka pKa
Conjugada (pH ácido 50% dissociado)
H3PO4 H2PO4- 7,2 x 10-3 2,14
Ác. Acético Acetato 1,7 x 10-5 4,76
H2CO3 HCO3- 4,3 x 10-7 6,1
NH4+ NH3 5,6 x 10-10 9,254 3
Tampões biológicos e suas atuações contra variação Tampões biológicos e suas atuações contra variação Tampões biológicos e suas atuações contra variação Tampões biológicos e suas atuações contra variação do pHdo pHdo pHdo pH
Muitas reações químicas que ocorrem dentro de uma célula, oumesmo fora delas, dependem do pH. Pequenas variações no pHpodem afetar a velocidade de uma reação química ou mesmo nãopermitir que ela ocorra, o que pode acarretar na morte celular.permitir que ela ocorra, o que pode acarretar na morte celular.
Tampões biológicos e suas atuações contra variação Tampões biológicos e suas atuações contra variação Tampões biológicos e suas atuações contra variação Tampões biológicos e suas atuações contra variação do pHdo pHdo pHdo pH
Durante o metabolismo celular ocorre liberação ou consumo demuitos ácidos e que são constantemente liberados no meio celularou extracelular (corrente sanguínea). O organismo neutraliza estesácidos para prevenir alterações na quantidade de H+ e preservar aácidos para prevenir alterações na quantidade de H+ e preservar afunção celular.
A variação do pH também pode ocorrer por meio de administraçãode medicamentos ou então serem geradas devido a problemasfisiológicos ou doenças.
A forma como o organismo regula a concentração de H+ é defundamental importância e ocorre no interior das células (líquidointracelular), entre as células (líquido intersticial) e no sangue(líquido intravascular).
Tampões biológicos e suas atuações contra variação Tampões biológicos e suas atuações contra variação Tampões biológicos e suas atuações contra variação Tampões biológicos e suas atuações contra variação do pHdo pHdo pHdo pH
Os mecanismos de defesa do organismo contra alterações do pHsão químicos ou então fisiológicos e ambos estão interligados.
Os mecanismos químicos são representados pelas substânciasquímicas que se encontram dissolvidas no plasma, líquido intersticialou líquido intracelular e que agem como ácidos e basesneutralizando o aparecimento de quaisquer ácidos ou basesoriundos do próprio metabolismo, medicamento ou distúrbiosfisiológicos (sistemas-tampão).
Os mecanismos fisiológicos são representados pelos pulmões epelos rins, que eliminam substâncias indesejáveis ou em excesso,ácidas ou bases, e reservam outras, dependendo da necessidademomentânea do indivíduo.
Tampões biológicos e suas atuações contra variação Tampões biológicos e suas atuações contra variação Tampões biológicos e suas atuações contra variação Tampões biológicos e suas atuações contra variação do pHdo pHdo pHdo pH
A tabela abaixo mostra alguns dos tampões importantes noorganismo vivo e as suas quantidades relativas:
Composição do sistema Percentual / %
Bicarbonato/gás carbônico 64Hemoglobina/Oxihemoglobina 28
Proteínas ácidas/Proteínas básicas 7Fosfato monoácido/fosfato diácido 1
O íon bicarbonato é o principal responsável pelo tamponamento do sangue humano.
Como se forma o íon bicarbonato ?
Como se forma o íon bicarbonato no sangue
No metabolismo os compostos são oxidados no interior da célula:
Composto + O2 CO2 + H2O
No sangue:
CO2 + H2O H2 CO3
H2 CO3 é um intermediário instávelH2 CO3 é um intermediário instável
H2 CO3 H+ + HCO3 -
CO2 + H2O H2 CO3 H+ + HCO3 -
No sangue:
CO2 + H2O H2 CO3
A velocidade de formação de H2CO3 a partir deCO2 e H2O, que normalmente é lenta, é muitoaumentada pela enzima anidrase carbônica,encontrada nas hemácias
CO2 + H2O H2 CO3 H+ + HCO3 -
O bicarbonato, HCO3-, está em equilíbrio com CO2 e H2CO3 (ácido carbônico)
H2CO3 é um ácido fraco com pKa igual a 3,77
Quando o pH do meio está acima do seu pKa, como geralmenteocorre, H2CO3 degrada-se em HCO3
- e H+
Tampões biológicos
A capacidade de tamponamento (ou "poder tampão") é uma propriedadeimportante em sistemas biológicos, para os quais uma alteração rápida de pHpode ter conseqüências desastrosas.pode ter conseqüências desastrosas.
O tampão bicarbonato/ácido carbônico (pKa = 6,1) mantém o pH do sanguenuma "faixa segura" compreendida entre 7,35 e 7,45, resistindo àsnuma "faixa segura" compreendida entre 7,35 e 7,45, resistindo àsvariações de pH para cima ou para baixo desses valores.
De forma geral, quando um indivíduo tem o pH sangüíneoabaixado para níveis inferiores a 7,35 diz-se que ele está comacidose.
Quando o pH sangüíneo é aumentado a níveis superiores a 7,45Quando o pH sangüíneo é aumentado a níveis superiores a 7,45diz-se que o mesmo está com alcalose.
Quando a alcalose ou acidose são obtidas por alteração dafreqüência respiratória, diz-se que são de origem respiratória.Acidose respiratória e alcalose respiratória.
Acidose respiratória: caracterizada por diminuição do pH e
Causas da hipoventilação: obstruções no trato respiratório,pneumonia, enfisema, transtornos neuromusculares, doenças oudrogas que deprimem o SNC (centro respiratório) ou inalação de
Acidose respiratória: caracterizada por diminuição do pH eaumento da pCO2. Ocorre devido a uma hipoventilação pulmonarque leva ao acúmulo de CO2.
drogas que deprimem o SNC (centro respiratório) ou inalação deCO2 em excesso.
Resposta compensatória:
- rim: aumento da retenção de HCO3- e excreção de íons H+
Alcalose respiratória: caracterizada por aumento do pH ediminuição da pCO2. Ocorre devido a uma hiperventilaçãopulmonar.
Causas da hiperventilação: febre, ansiedade, dor intensa ouCausas da hiperventilação: febre, ansiedade, dor intensa ouestresse, diminuição da pressão atmosférica (grandes altitudes).
Resposta compensatória:
- rim: diminuição da retenção de HCO3- e da excreção de íons H+
A acidose e alcalose podem ainda ocorrer por meios metabólicos.
Acidose e alcalose metabólica.
Acidose metabólica: caracterizada por queda no pH e naAcidose metabólica: caracterizada por queda no pH e naconcentração de HCO3
-. Causas: aumento de íons H+ ou perda debicarbonato.
Aumento de H+: acúmulo de ácido lático ou corpos cetônicos,exercício exagerado, jejum prolongado e diabetes.
Perda de HCO3-: falha renal na retenção de HCO3
- ou na excreçãode H+, ou perda de bicarbonato devido a uma diarréia severa.
Efeito compensatório
- pulmão: hiperventilação = diminui a pCO2
- rim: aumento da reabsorção de HCO3- e excreção de íons H+
Alterações para valores ácidos (i.e., abaixo de 7,35) sãoparticularmente prováveis, tendo em vista a variação na produção, pelo
Acidose Metabólica
particularmente prováveis, tendo em vista a variação na produção, pelometabolismo, de ácidos como o láctico, o pirúvico, o acético, etc.
Durante o exercício físico intenso o pH do sangue periférico pode ir a valores
Exemplo:
Durante o exercício físico intenso o pH do sangue periférico pode ir a valoresinferiores a 7,0 (pois forma-se ácido láctico).
O que acontece na Acidose?
Pulmão
pH <
CO2 + H2O H2 CO3 H+ + HCO3 -
Com a expiração de CO2 o pH do sangue volta ao normal.
Alcalose metabólica: caracterizada elevação no pH e naconcentração de HCO3
-.
Causas: ingestão excessiva de álcalis (exemplo bicarbonato deCausas: ingestão excessiva de álcalis (exemplo bicarbonato desódio como antiácido) ou perda de ácido pelo organismo, comoocorre no vômito prolongado.
Resposta compensatória:
- pulmão: reduz a taxa de ventilação = aumento da pCO2- pulmão: reduz a taxa de ventilação = aumento da pCO2
No interior das células as proteínas e o tampão fosfatoNo interior das células as proteínas e o tampão fosfato(pKa = 6,8) exercem efeito tamponante.
O tampão bicarbonato é o principal tampão da saliva.*Importância nos ruminantes (manter pH do rúmen).
Intervalo ideal do pH ruminal: 6,2 a 6,8
Aumento ou queda do pH ruminal abaixo do intervaloAumento ou queda do pH ruminal abaixo do intervaloideal diminui e eficiência das bactérias.
A digestão se tornará mais lenta causando diminuição naprodução de leite ou no ganho de peso.
*Uso de tamponantes nas rações: p. ex. bicarbonato de*Uso de tamponantes nas rações: p. ex. bicarbonato desódio
*Infusão de soluções tamponantes: p. ex. bicarbonatoou lactato de sódio
BICARBO�ATO DE SÓDIO
O Bicarbonato de Sódio “Arm & Hammer” tipo “Nutrição Animal"
fabricado pela Química Geral do Nordeste S.A. é um pó cristalino* de
coloração branca ou levemente rosada, usado em rações de ruminantes
como tamponante ruminal, e em rações de aves e suínos no Balanço do
Equilíbrio Eletrolítico.
Produtos:
Carbonor �A: 99% de Bicarbonato de Sódio. Indicado para uso em
Ruminantes, Aves e Suínos
Bicarbon TS Feed: 99 % de Bicarbonato de Sódio. Indicado para uso em
Ruminantes, Aves e Suínos.
Bicarbon TR: 86% de Bicarbonato de Sódio e 14% de Carbonato deBicarbon TR: 86% de Bicarbonato de Sódio e 14% de Carbonato de
Sódio. Indicado para uso em Ruminantes.
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