Clinical Correlates of pH Levels Problem Set

Lista de problemas sobre o Significado Clínico dos Níveis de pH

Introdução

O bicarbonato como tampão

Os principais sistemas-tampão que agem no corpo são as proteínas (por causa de aminoácidos como his, asp e glu), o fosfato e o bicarbonato. Todos eles têm valores de pK_a menores que o pH fisiológico. Como conseqüência, sua capacidade de tamponamento aumenta à medida que o pH diminui e sai da faixa fisiológica. A maioria dos desvios do pH sangüíneo ocorrem para a direção ácida. Assim, o baixo valor do pK_a desses sistemas-tampão os torna adequados para resistir à acidose metabólica.

Dos três, apenas o bicarbonato tem a característica de ser continuamente produzido e retirado do sangue, o que tem conseqüências importantes. Assim, a variação da concentração de seus componentes confere ao sistema do bicarbonato uma influência mais dinâmica sobre o pH (e a capacidade de tamponamento) do que a das proteínas e do fosfato, sistemas cuja composição é mais estática.

Produção de Bicarbonato
Os componentes do sistema-tampão do bicarbonato são produzidos metabolicamente em grande quantidade. Portanto, o corpo não depende da ingestão de compostos exógenos ou de sínteses complexas para a manutenção desse sistema-tampão.
Remoção de Bicarbonato
Através da respiração, o sistema-tampão do bicarbonato mantém um equilíbrio direto com o meio externo (pulmões e ar). Isso permite que ele responda rapidamente a alterações endógenas. Por outro lado, ele pode ser positivamente (ou negativamente) afetado pela manipulação das condições do ambiente.

Os componentes ácidos do sistema do bicarbonato (i.e. H⁺ e CO₂) atravessam rapidamente as membranas biológicas, sem depender, portanto, de uma cinética de transporte complexa.

O componente aniônico (básico) do sistema (HCO₃^-) é transportado rapidamente em todas as células por um sistema de troca de íons. Conseqüentemente, o sistema-tampão do bicarbonato ajuda também a manter o pH do meio intracelular, além do pH extracelular.

Os componentes ácidos do sistema do bicarbonato são transportados dos tecidos para os pulmões pela hemoglobina. Assim, essa importante proteína participa tanto na produção como na remoção da acidez metabólica.

Importância Clínica: Acidose e Alcalose

A produção de CO₂ pelo metabolismo é normalmente equivalente à quantidade de CO₂ expirada nos pulmões, sem resultar, portanto, em produção líquida de H₂CO₃. Entretanto, algumas circunstâncias podem desbalancear essa equação, criando situações de relevância médica.

Condição	Causas possíveis
acidose respiratória	apnéia ou capacidade pulmonar prejudicada, com acúmulo de CO₂ nos pulmões.
acidose metabólica	ingestão de ácido, produção de cetoácidos no diabetes descompensado ou disfunção renal. (Em todas elas, há um acúmulo de H⁺ não decorrente de um excesso de CO₂.)

Condição	Causas possíveis
alcalose respiratória	hiperventilação, produzindo diminuição do CO₂ no sangue.
alcalose metabólica	ingestão de álcali (base), vômitos prolongados (perda de HCl) ou desidratação extrema levando a retenção de bicarbonato pelos rins. (O aspecto comum é a perda de H⁺não decorrente de uma baixa do CO₂ sangüíneo)

Tratamento

Although a slight drop in pH from 7.4 to 7.2 does not sound significant, this involves an increase in H<SUP>+</SUP> concentration from 3.9 to x 10<SUP>-8</SUP> M to 6.3 x 10<SUP>-8</SUP> M, an increase of > 60%!

Como os desequilíbrios de origem respiratória são causados por alterações no CO₂, o melhor tratamento é o que envolve ventilação. Se fosse utilizada a administração de bicarbonato para aumentar o pH em casos acidose respiratória, o resultado poderia ser fatal, pois os mecanismos de compensação também estão trabalhando para aumentar a concentração de bicarbonato.

Como os problemas de origem metabólica envolvem o HCO₃^-, o melhor tratamento é uma infusão de bicarbonato (na acidose) ou de NH₄Cl (na alcalose). O NH₄Cl se dissocia em NH₄⁺ e Cl^-. O NH₄⁺ (íon amônio) está em equilíbrio com NH₃ (amônia) e H⁺. Por ser volátil, a amônia é expirada nos pulmões, deixando para trás H⁺ e Cl^- (ácido clorídrico), o que diminui o pH do sangue. A acidose metabólica está freqüentemente associada a uma alcalose respiratória compensatória. Essa situação é delicada, pois a capacidade de tamponamento do sangue fica sensivelmente diminuída.

The Biology Project
The University of Arizona
13 de junho de 2000
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