Sistema tampão. Um sistema tampão é constituído por um ácido fraco e sua base conjugada HA A - + H +

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1 Sistema tampão Um sistema tampão é constituído por um ácido fraco e sua base conjugada HA A - + H + Quando se adiciona um ácido forte na solução de ácido fraco HX X - + H + HA A - H + X - H + H + HA A + H +

2 Sistema tampão Quando se adiciona um álcali na solução de ácido fraco BOH B + OH - HA A - + H + OH - + H + H 2 O Resultado H + HA A - + H +

3 Equação de Henderson-Hasselbach Equação de Henderson-Hasselbach relaciona a K eq (K a ) e as [Ácido] e [Base conjugada] ph = pk a + log [A - ] [HA]

4 A eficiência de um tampão está restrita a uma faixa de ph ph = pk a + log [A - ] [HA] ph = pk a + log [base conjugada] [ácido conjugado] pk a = ph que provoca 50% de dissociação do ácido [HA] = [A - ] A eficiência máxima de um tampão é no ph correspondente a seu pk a Depende também da concentração das espécies

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6 Características de Tampões Ácido Base K a pk a Conjugada (ph ácido 50% dissociado) H 3 PO 4 H 2 PO 4-7,2 x ,14 Ác. Acético Acetato 1,7 x ,76 H 2 CO 3 HCO 3-4,3 x ,1 NH 4 + NH 3 5,6 x ,25 4 3

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8 Tampões biológicos e suas atuações contra variação do ph Muitas reações químicas que ocorrem dentro de uma célula, ou mesmo fora delas, dependem do ph. Pequenas variações no ph podem afetar a velocidade de uma reação química ou mesmo não permitir que ela ocorra, o que pode acarretar na morte celular.

9 Tampões biológicos e suas atuações contra variação do ph Durante o metabolismo celular ocorre liberação ou consumo de muitos ácidos e que são constantemente liberados no meio celular ou extracelular (corrente sanguínea). O organismo neutraliza estes ácidos para prevenir alterações na quantidade de H + e preservar a função celular. A variação do ph também pode ocorrer por meio de administração de medicamentos ou então serem geradas devido a problemas fisiológicos ou doenças. A forma como o organismo regula a concentração de H + é de fundamental importância e ocorre no interior das células (líquido intracelular), entre as células (líquido intersticial) e no sangue (líquido intravascular).

10 Tampões biológicos e suas atuações contra variação do ph Os mecanismos de defesa do organismo contra alterações do ph são químicos ou então fisiológicos e ambos estão interligados. Os mecanismos químicos são representados pelas substâncias químicas que se encontram dissolvidas no plasma, líquido intersticial ou líquido intracelular e que agem como ácidos e bases neutralizando o aparecimento de quaisquer ácidos ou bases oriundos do próprio metabolismo, medicamento ou distúrbios fisiológicos (sistemas-tampão). Os mecanismos fisiológicos são representados pelos pulmões e pelos rins, que eliminam substâncias indesejáveis ou em excesso, ácidas ou bases, e reservam outras, dependendo da necessidade momentânea do indivíduo.

11 Tampões biológicos e suas atuações contra variação do ph A tabela abaixo mostra alguns dos tampões importantes no organismo vivo e as suas quantidades relativas: Composição do sistema Percentual / % Bicarbonato/gás carbônico 64 Hemoglobina/Oxihemoglobina 28 Proteínas ácidas/proteínas básicas 7 Fosfato monoácido/fosfato diácido 1

12 O íon bicarbonato é o principal responsável pelo tamponamento do sangue humano. Como se forma o íon bicarbonato?

13 Como se forma o íon bicarbonato no sangue No metabolismo os compostos são oxidados no interior da célula: Composto + O 2 CO 2 + H 2 O No sangue: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H 2 CO 3 é um intermediário instável H 2 CO 3 H + + HCO 3 - CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 -

14 No sangue: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 A velocidade de formação de H 2 CO 3 a partir de CO 2 e H 2 O, que normalmente é lenta, é muito aumentada pela enzima anidrase carbônica, encontrada nas hemácias

15 CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 - O bicarbonato, HCO 3-, está em equilíbrio com CO 2 e H 2 CO 3 (ácido carbônico) H 2 CO 3 é um ácido fraco com pka igual a 3,77 Quando o ph do meio está acima do seu pka, como geralmente ocorre, H 2 CO 3 degrada-se em HCO 3- e H +

16 Tampões biológicos A capacidade de tamponamento (ou "poder tampão") é uma propriedade importante em sistemas biológicos, para os quais uma alteração rápida de ph pode ter conseqüências desastrosas. O tampão bicarbonato/ácido carbônico (pka = 6,1) mantém o ph do sangue numa "faixa segura" compreendida entre 7,35 e 7,45, resistindo às variações de ph para cima ou para baixo desses valores.

17 De forma geral, quando um indivíduo tem o ph sangüíneo abaixado para níveis inferiores a 7,35 diz-se que ele está com acidose. Quando o ph sangüíneo é aumentado a níveis superiores a 7,45 Quando o ph sangüíneo é aumentado a níveis superiores a 7,45 diz-se que o mesmo está com alcalose.

18 Quando a alcalose ou acidose são obtidas por alteração da freqüência respiratória, diz-se que são de origem respiratória. Acidose respiratória e alcalose respiratória. Acidose respiratória: caracterizada por diminuição do ph e aumento da pco 2. Ocorre devido a uma hipoventilação pulmonar que leva ao acúmulo de CO 2. Causas da hipoventilação: obstruções no trato respiratório, pneumonia, enfisema, transtornos neuromusculares, doenças ou drogas que deprimem o SNC (centro respiratório) ou inalação de CO 2 em excesso. Resposta compensatória: - rim: aumento da retenção de HCO 3- e excreção de íons H +

19 Alcalose respiratória: caracterizada por aumento do ph e diminuição da pco 2. Ocorre devido a uma hiperventilação pulmonar. Causas da hiperventilação: febre, ansiedade, dor intensa ou estresse, diminuição da pressão atmosférica (grandes altitudes). Resposta compensatória: - rim: diminuição da retenção de HCO 3- e da excreção de íons H +

20 A acidose e alcalose podem ainda ocorrer por meios metabólicos. Acidose e alcalose metabólica. Acidose metabólica: caracterizada por queda no ph e na concentração de HCO 3-. Causas: aumento de íons H + ou perda de bicarbonato. Aumento de H + : acúmulo de ácido lático ou corpos cetônicos, exercício exagerado, jejum prolongado e diabetes. Perda de HCO 3- : falha renal na retenção de HCO 3- ou na excreção de H +, ou perda de bicarbonato devido a uma diarréia severa.

21 Efeito compensatório - pulmão: hiperventilação = diminui a pco 2 - rim: aumento da reabsorção de HCO 3- e excreção de íons H +

22 Acidose Metabólica Alterações para valores ácidos (i.e., abaixo de 7,35) são particularmente prováveis, tendo em vista a variação na produção, pelo metabolismo, de ácidos como o láctico, o pirúvico, o acético, etc. Exemplo: Durante o exercício físico intenso o ph do sangue periférico pode ir a valores inferiores a 7,0 (pois forma-se ácido láctico).

23 O que acontece na Acidose? Pulmão CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 - ph < Com a expiração de CO 2 o ph do sangue volta ao normal.

24 Alcalose metabólica: caracterizada elevação no ph e na concentração de HCO 3-. Causas: ingestão excessiva de álcalis (exemplo bicarbonato de sódio como antiácido) ou perda de ácido pelo organismo, como ocorre no vômito prolongado. Resposta compensatória: - pulmão: reduz a taxa de ventilação = aumento da pco 2

25 No interior das células as proteínas e o tampão fosfato (pk a = 6,8) exercem efeito tamponante. O tampão bicarbonato é o principal tampão da saliva. *Importância nos ruminantes (manter ph do rúmen).

26 Intervalo ideal do ph ruminal: 6,2 a 6,8 Aumento ou queda do ph ruminal abaixo do intervalo ideal diminui e eficiência das bactérias. A digestão se tornará mais lenta causando diminuição na produção de leite ou no ganho de peso. *Uso de tamponantes nas rações: p. ex. bicarbonato de sódio *Infusão de soluções tamponantes: ou lactato de sódio p. ex. bicarbonato

27 BICARBO ATODESÓDIO 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 BicarbonTSFeed:99%deBicarbonatodeSódio.Indicadoparausoem Ruminantes, Aves e Suínos. Bicarbon TR: 86% de Bicarbonato de Sódio e 14% de Carbonato de Sódio. Indicado para uso em Ruminantes.

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