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CURSO DE MEDICINA VETERINRIA

UFBA

BIOQUMICA BSICA ICS 050 Prof. Max Lima Aluno: Data:

GUA, pH E TAMPES- DISTRBIOS CIDO-BSICOS (Adaptado de http://perfline.com/cursos/cursos/acbas) A regulao dos lquidos do organismo inclui a regulao da concentrao do on hidrognio, para assegurar o ambiente timo para as funes celulares. A energia para todos os processos celulares e orgnicos, provm da energia qumica produzida pelo metabolismo celular. A concentrao dos ons hidrognio nos lquidos do organismo medida pela unidade denominada pH. A reduo do pH denominada acidose e o seu aumento constitui a alcalose. Ambos, acidose e alcalose, podem diminuir acentuadamente a eficincia das reaes qumicas celulares; o metabolismo celular exige um estreito limite para a concentrao do on hidrognio. O metabolismo celular produz cidos que devem ser neutralizados, a fim de preservar o pH ou, em outras palavras, manter estvel a concentrao do on hidrognio. A principal base do organismo o on bicarbonato, produzido partir da combinao do dixido de carbono com a gua. O bicarbonato e as demais bases do organismo atuam em associao com cidos da mesma natureza qumica, formando pares de substncias chamadas sistema tampo. A regulao do equilbrio entre os cidos e as bases do organismo depende de um mecanismo imediato, representado pelos sistema tampo e de um mecanismo respiratrio rpido, que elimina ou retm o dixido de carbono e, portanto, reduz ou aumenta o cido carbnico. Depende tambm do mecanismo renal, mais lento, que elimina on hidrognio e retm ou elimina o on bicarbonato, moderando a quantidade de bases disponveis no organismo. CONCEITOS DE CIDO, BASE E pH OBJETIVOS: Descrever o conceito de cidos e bases. Analisar a concentrao dos ons hidrognio nos lquidos do organismo e a determinao do pH. Descrever os mecanismos de regulao do pH. Definir acidose e alcalose. CONCEITOS GERAIS O metabolismo celular produz cidos que so lanados, continuamente, nos lquidos intracelular e extracelular e tendem a modificar a concentrao dos ons hidrognio. A manuteno da concentrao dos ons hidrognio dentro da faixa tima para o metabolismo celular, depende da eliminao do cido carbnico nos pulmes, da eliminao de ons hidrognio pelos rins e da ao dos sistemas tampo intra e extracelulares. O modo como o organismo regula a concentrao dos ons hidrognio (H+) de fundamental importncia para a compreenso e a avaliao das alteraes do equilbrio entre os cidos e as bases no interior das clulas, no meio lquido que as cerca (lquido intersticial) e no sangue (lquido intravascular). CONCEITO DE CIDO E BASE Os elementos importantes para a funo celular esto dissolvidos nos lquidos intra e extracelular. Sob o ponto de vista qumico, uma soluo um lquido formado pela mistura de duas ou mais substncias, homogeneamente dispersas entre s. A mistura homognea apresenta as mesmas propriedades em qualquer ponto do seu interior e no existe uma superfcie de separao entre os seus componentes. A soluo, portanto, consiste de um solvente, o composto principal, e um ou mais solutos. Nos lquidos do organismo a gua o solvente universal; as demais substncias em soluo, constituem os solutos. Em uma soluo, um soluto pode estar no estado ionizado ou no estado no ionizado. Nos lquidos do organismo, os solutos existem em ambas as formas, em um tipo especial de equilbrio qumico. Quando um soluto est ionizado, os elementos ou radiciais qumicos que o compem, esto dissociados uns dos outros; a poro da substncia que existe no estado ionizado chamada on. O soro fisiolgico, por exemplo, uma soluo de gua (solvente) contendo o cloreto de sdio (soluto). Uma parte do cloreto de sdio est no estado dissociado ou ionizado, constituida pelos ons Cl- (cloro) e Na+ (sdio), enquanto uma outra parte est no estado no dissociado, como NaCl (cloreto de sdio); ambas as partes esto em equilbrio qumico. Existem substncias, como os cidos fortes, as bases fortes e os sais, que permanecem em soluo, quase completamente no estado ionizado. Outras substncias, como os cidos e as bases fracas, ao contrrio, permanecem em soluo em graus diversos de ionizao. A gua tem sempre um pequeno nmero de molculas no estado ionizado. Os ons combinam-se entre si conforme a 1

sua carga eltrica. Os ctions so os ons com carga eltrica positiva, como o hidrognio (H+) e o sdio (Na+). Os nions so os ons com carga eltrica negativa, como o hidrxido ou hidroxila (OH-) e o cloreto (Cl-). Para ser um cido, necessrio que a molcula da substncia tenha, pelo menos, um hidrognio ligado ionicamente. O hidrognio ionizado, simplesmente representa um prton. Um cido uma substncia que, em soluo, capaz de doar prtons (H+). Uma base uma substncia que, em soluo, capaz de receber prtons. Em outras palavras, os cidos so substncias que, quando em soluo, tem capacidade de ceder ons hidrognio; as bases so substncias que, quando em soluo, tem capacidade de captar ons hidrognio. Um cido forte pode doar muitos ons hidrognio para a soluo, porque uma grande parte das suas molculas se encontra no estado dissociado (estado inico). Do mesmo modo, uma base forte pode captar muitos ons hidrognio de uma soluo. CONCEITO DE pH A atividade dos ons hidrognio em uma soluo qualquer, depende da quantidade de hidrognio livre na soluo. Para a avaliao do hidrognio livre nas solues, usa-se a unidade chamada pH. O termo pH significa potncia de hidrognio e foi criado para simplificar a medida da concentrao de ons hidrognio (H+) na gua e nas solues. A gua a substncia padro usada como referncia, para expressar o grau de acidez ou de alcalinidade das demais substncias. A gua se dissocia em pequena quantidade em ons hidrognio (H+) e hidroxila (OH-).

A gua considerada um lquido neutro por ser o que menos se dissocia ou ioniza. A quantidade de molculas dissociadas ou ionizadas na gua muito pequena, em relao ao total de molculas, bem como so pequenas as quantidades de ons H+ e OH-, em soluo. Para cada 1 molcula de gua dissociada em H+ e OH-, h 10.000.000 de molculas no dissociadas. A concentrao do H+ na gua, portanto, de 1/10.000.000 ou seja 0,0000001, conforme representado na figura acima. Para facilitar a comparao dessas pequenas quantidades de ons, foi adotada a frao exponencial, ao invs da frao decimal. Assim, pela frao exponencial o valor de 0,0000001 expresso como 10-7, chamada "potncia sete do hidrognio", e significa a sua concentrao na gua. Para evitar a utilizao de fraes exponenciais negativas, foi criada a denominao pH, que representa o logartmo negativo, ou seja, o inverso do logartmo, da atividade do on hidrognio. O pH de uma soluo, portanto, representa o inverso da sua concentrao de ons hidrognio. Esta forma de representao permite que os valores da atividade do hidrognio nas solues, sejam expressos com nmeros positivos. Como as quantidades dos ons nas solues se equivalem, a gua tem partes iguais do ction (H+) e do nion (OH-), ou seja, a concentrao de (H+) de 10-7 e a concentrao de (OH-) tambm de 10-7. A gua, portanto, tem o pH=7. H2O H+ (10-7) + OH- (10-7) A gua considerada uma substncia neutra. Isto equivale a dizer que a gua no cido nem base e serve de comparao para as demais solues. Um cido forte, em soluo, libera uma quantidade de ons hidrognio (H+), muito maior que a gua. O seu pH, portanto ser inferior ao da gua. Ao contrrio, uma base forte, por aceitar muitos prtons ou ons hidrognio da soluo, permitir que apenas uma pequena parte dos ons fique livre, em comparao gua. O pH da base forte, portanto, ser superior ao pH da gua. O pH expresso por uma escala numrica simples que vai de 0 (zero) a 14. O ponto 7 da escala o ponto de neutralidade e representa o pH da gua. As solues cujo pH est entre 0 e 7 so denominadas cidas; as que tem o pH entre 7 e 14 so denominadas bsicas ou alcalinas. Quanto maior a concentrao de hidrognio livre em uma soluo, tanto mais baixo ser o seu pH. REGULAO DO pH NO ORGANISMO Quando se adiciona cido gua, mesmo em pequenas quantidades, o pH da soluo se altera rapidamente. O mesmo fenmeno ocorre com a adio de bases. Pequenas quantidades de cido ou de base podem produzir grandes alteraes do pH da gua. Se adicionarmos cido ou base ao plasma sanguneo, veremos que h necessidade de uma quantidade muito maior de um ou de outro, at que se produzam alteraes do pH. Isto significa que o plasma dispe de mecanismos de defesa contra variaes bruscas ou significativas do pH. O balano entre os cidos e as bases no organismo se caracteriza pela busca permanente do equilbrio; o plasma resiste s alteraes do pH, por meio de pares de substncias, capazes de reagir tanto com cidos quanto com bases, chamadas sistemas "tampo". Os mesmos mecanismos de defesa existem nos lquidos intracelular e intersticial. 2

Trs mecanismos regulam o pH dos lquidos orgnicos, conforme demonstra a figura acima. O mecanismo qumico representado pelos sistemas tampo, capazes de neutralizar cidos e bases em excesso, dificultando as oscilaes do pH. O mecanismo respiratrio, de ao rpida, elimina ou retm o dixido de carbono do sangue, conforme as necessidades, moderando o teor de cido carbnico. O mecanismo renal de ao mais lenta e, fundamentalmente, promove a poupana ou a eliminao do on bicarbonato, conforme as necessidades, para, semelhana dos demais mecanismos, assegurar a manuteno do pH dentro dos limites normais. VALORES NORMAIS DO pH A gua o solvente universal dos lquidos orgnicos; a sua concentrao de hidrognio livre ou ionizado utilizada como valor de comparao para as demais solues. O pH normal da gua, considerada um lquido neutro 7. As solues com pH inferior a 7 so consideradas cidas e as solues com pH superior a 7 so consideradas alcalinas. Os lquidos orgnicos so constituidos de gua contendo uma grande quantidade de solutos de diversas caractersticas qumicas e inicas. A soluo orgnica padro para a avaliao do pH o sangue. O pH normal do sangue varia dentro da pequena faixa de 7,35 a 7,45. Em comparao com a gua, portanto, o sangue normal tem o pH levemente alca