trocas pulmões -20

Revisão
O que é pH ???
Parâmetro químico que indica a concentração de
íons de hidrogênio em uma solução aquosa
Revisão
Soluções neutras
[H+] = [OH-] = 10-7 M
Soluções ácidas
[H+] > [OH-]
Soluções básicas
[H+] < [OH-]
pH
pH =
1
= - log [H+]
log[H+]
Ácidos e Bases
ÁCIDOS: ↑ [H+]
Doadores de prótons, tendem a perdê-los numa solução aquosa
Ex: HCl, HNO3, H2SO4
BASES:  [H+]
Aceptores de prótons, tendem a incorporá-los em suas moléculas
numa solução aquosa
Ex: NaOH, KOH, Ca(OH)2
Ácidos e bases
Ácidos ou bases fortes
Completamente ionizados quando diluídos em solução aquosa
Ácidos ou bases fracas
Não estão completamente ionizados quando diluídos em água
Comuns em sistemas biológicos
Papel importante no metabolismo e regulação
Par ácido-base conjugado
Doador de prótons e seu aceptor correspondente
CH3COOH
H+ + CH3COO-
Ácido
Base conjugado
Quanto mais forte o ácido, maior a tendência em perder prótons
HA
Keq =
H+ + A-
[H+] [A-]
[HA]
= Ka
Equação de Henderson-Hasselbach
Quanto mais forte o ácido, menor o pKa
Absorção Medicamentos
Afeta a estrutura e a atividade das biomoléculas
Diagnóstico clínico (pH do sangue e urina)
Absorção de medicamentos
Fármacos são ácidos ou bases fracas presentes nas soluções tanto sob a
forma ionizada (BH+ ou A-) quanto não-ionizada (B ou HA)
variando de acordo com o pH
BH+
B + H+
HA
A- + H+
Absorção de medicamentos e pH
Ionizada (BH+ ou A-):
Menor lipossolubilidade sendo incapaz
de atravessar as membranas
Não-ionizada (B ou HA):
Maior lipossolubilidade e podem se
difundir através da membrana
Em qual pH a aspirina será melhor absorvida??
Estômago; pH = 1,0
1 = 3 + log [A- ]
[HA]
log [A- ] = -2
[HA]
log [A- ] = log 0,01
[HA]
[HA] = 100 vezes maior que [A-]
[A- ] = 1
[HA]
100
Como será absorção da aspirina no pH = pka ??
3 = 3 + log [A- ]
[HA]
log [A- ] = 0
[HA]
log [A- ] = log 1
[HA]
[A- ] = [HA]
[A- ] = 1
[HA]
E como será a absorção da aspirina em ph básico ??
Intestino; pH = 8,0
8 = 3 + log [A- ]
[HA]
log [A- ] = 5
[HA]
log [A- ] = log 100.000
[HA]
[A- ] = 100.000
[HA]
[A- ] = 100.000 vezes maior que [HA]
Absorção de medicamentos e pH
Tampões
Soluções que resistem às variações do pH quando pequenas quantidades
de ácido (H+) ou base (OH-) são adicionados
CH3COOH
(Ácido)
H+ + CH3COO(Base conjugada)
Tamponamento resulta do equilíbrio de duas reações reversíveis
que apresenta quantidades iguais ou próximas do doador
(ácido) e aceptor (base) de prótons
Como determinar a concentração de um ácido ou base
em uma solução?
Titulação:
A concentração de ácido é
calculada a partir do volume e da
concentração de base
Ácido Acético  Acetato
Curva de titulação de ácidos com forças diferentes
Ácido mais fraco (demora
mais a perder H+) maior pKa
Ácido mais forte (perde H+
mais rapidamente) menor pKa
Íon Amônio
Diidrogênio Fosfato
Ácido Acético
Qual a importância de uma curva de titulação?
Mostra graficamente que um par ácido-base conjugado
pode funcionar como um tampão
Ácido Acético  Acetato
Ação dos tampões contra as variações de pH nos
sistemas biológicos
Variações do pH provocam grandes variações na velocidade dos processos biológicos
Ex: Atividade enzimática em catalisar reações
Pepsina
Enzima digestiva produzida no estômago
Função: quebrar proteínas
em peptídeos mais simples
Tripsina
Age nas proteínas do quimo no intestino
Produzida no pâncreas e ativada no duodeno
pelo suco intestinal
Fosfatase Alcalina
Remove grupos fosfatos de nucleotídeos,
proteínas e alcalóides
Produzida por diversos órgãos e tecidos (ex:
ossos, fígado e placenta)
Como manter o pH constante e específico?
Ácidos ou Bases fracos tamponam
células e tecidos contra variações no pH
Como manter o pH constante e específico??
Ácidos ou Bases fracos
tamponam células e tecidos
contra variações no pH
Proteínas como sistemas tampão
Altas concentrações de proteínas
Aminoácidos apresentam grupos funcionais que são ácidos ou bases fracos.
As proteínas possuem apenas um
grupo amino e caboxila livre em
cada extremidade. Outros grupos
amino e carboxila dos
aminoácidos restantes estão
ligados covalentemente entre si
(ligações peptídicas) e assim não
contribuem para o comportamento
ácido base da proteína. Assim, o
que interessa na proteína como
sistema tampão é o pKa da cadeia
lateral.
Tamponamento do pH do citoplasma
Ex: Aminoácido Histidina (pKa = 6)
Tamponamento efetivo em pH neutro
Tampão fosfato
pH
pKa ~7,0
Tamponamento do citoplasma
pH entre 6,9 e 7,4
Tampão bicarbonato
Tamponamento do plasma sanguíneo
pH ~ 7,4
H2CO3 do plasma sanguíneo está em equilíbrio com o CO2 dos pulmões
CO2 (g) ↔ CO2(d) + H2O ↔H2CO3
↔ H+ + HCO3-
Como funciona o tampão bicarbonato durante um exercício físico?
Ácido láctico (H+) produzido no músculo é adicionado no sangue provocando
Ácido carbônico
hiperventilação
Como funciona o tampão bicarbonato quando o
pH do sangue aumenta?
Produção de amônia (NH3) durante o catabolismo de proteínas provoca:
Bicarbonato
Respiração
lenta regula
pH
Pacientes com problemas respiratórios
(liberação de CO2)?
Ex: Fibrose Cística, Asma, Pneumonia Severa, Enfisema Pulmonar (DPOC)
Acidose respiratória
 Muco pulmão dificulta a
liberação de CO2
Acidose Respiratória
Insuficiência Respiratória – redução na eliminação de CO2
Causas possíveis:
Asma - depressão respiratória devido a resistência na passagem do ar
Pneumonia severa – prejuízo nas trocas gasosas
Aumento da pCO2 nos tecidos.
O equilíbrio desloca-se para a direita.
CO2 + H20
H+ + HCO3-
Compensação renal
excreta H+ ( aumentar pH plasmático)
reabsorve HCO3- (combina com H+ livre e
aumenta o pH)
SOLUÇÃO:
Respirar novamente o CO2
expirado ( CO2)
Reverte a alcalose respiratória
Alcalose Respiratória
Ex: Pessoas ansiosas; com crise nervosa
Alcalose respiratória
 Freqüência respiratória
Alcalose Respiratória
Algumas causas possíveis: Dor, Histeria, Ansiedade.
A alcalose respiratória ocorre como resultado da hiperventilação
A diminuição de CO2 desloca o equilíbrio pra esquerda
Para reverter: respirar dentro de um saco de papel
CO2 + H20
H+ + HCO3-
Compensação renal
excreta HCO3reabsorve H+ (Diminuir
pH, aumentando conc H+)
 Distúrbios ácido-base
Hipoventilação
Exercício exaustivo
Hiperventilação
Vômitos
Distúrbios ácido-base