Fisiologia do Equilíbrio Ácido-base

Visão Geral do pH

O pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance é a medida quantitativa da acidez ou basicidade de uma solução.

• pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance = –log ₁₀ [H ⁺ ]:
  • [H ⁺ ] = concentração de iões de hidrogénio (ou seja, protões) em solução
  • Escala logarítmica de 1 a 14
    • 1 = maximamente ácido, 14 = maximamente básico
    • 7 = ponto neutro: concentrações iguais de H ⁺ e OH ^–
• O pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance normal do sangue arterial é de aproximadamente 7.40.
• A faixa normal é bem regulada para permanecer entre 7.35 e 7.45.
  • Acidemia Acidemia Respiratory Acidosis: mais MAIS Androgen Insensitivity Syndrome iões de hidrogénio (H ⁺ ) no sangue = pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance< 7.35
  • Alcalemia: mais MAIS Androgen Insensitivity Syndrome iões hidróxido (OH ^– ) no sangue = pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance> 7.45
• “-emia” vs. “-ose”
  • “-emia” significa “no sangue”.
  • “-ose” refere-se a um processo: Acidose e alcalose referem-se aos processos que causam acidemia Acidemia Respiratory Acidosis e alcalemia.

Ácidos, Bases e Tampões

As concentrações relativas de ácidos e bases Bases Usually a hydroxide of lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium, but also the carbonates of these metals, ammonia, and the amines. Acid-Base Balance no sangue determinam o seu pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance. Os tampões fornecem uma solução de curto prazo para distúrbios neste equilíbrio antes que os pulmões e os rins possam atuar definitivamente para restaurar o equilíbrio.

Ácidos

Os ácidos são compostos que podem doar protões (H ⁺) ou aceitar eletrões.

• H ⁺ são libertados quando os ácidos se dissociam em solução → ↓ pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance
• Classificado por força e volatilidade:
  • Ácidos fortes:
    • Totalmente ionizados em água
    • Mais MAIS Androgen Insensitivity Syndrome H ⁺ libertado na água → maior efeito no pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance
    • Exemplo: ácido clorídrico ( HCl HCL Hairy cell leukemia (HCL) is a rare, chronic, B-cell leukemia characterized by the accumulation of small mature B lymphocytes that have “hair-like projections” visible on microscopy. The abnormal cells accumulate in the peripheral blood, bone marrow (causing fibrosis), and red pulp of the spleen, leading to cytopenias. Hairy Cell Leukemia)
  • Ácidos fracos:
    • Ionizam parcialmente em água
    • Menos H⁺ libertado na água → efeito relativamente menor no pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance
    • Exemplo: ácido carbónico (H₂CO₃)
  • Ácidos voláteis:
    • Podem mudar de estado para um gás → removível pelos pulmões
    • Exemplo primário: CO₂
    • O corpo produz aproximadamente 15.000 mmol de ácido volátil por dia através do metabolismo aeróbico.
  • Ácidos não voláteis (fixos):
    • Não podem mudar de estado para um gás → não removível pelos pulmões
    • Removido pelos rins
    • O corpo produz aproximadamente 70 mmol de ácidos fixos por dia através do metabolismo anaeróbico e do trato GI.
    • Exemplos: ácido lático, ácido úrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico

Bases Bases Usually a hydroxide of lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium, but also the carbonates of these metals, ammonia, and the amines. Acid-Base Balance

As bases Bases Usually a hydroxide of lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium, but also the carbonates of these metals, ammonia, and the amines. Acid-Base Balance são compostos que podem aceitar protões (H ⁺) ou doar eletrões.

• Os íons hidróxido (OH ^– ) são libertados quando as bases Bases Usually a hydroxide of lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium, but also the carbonates of these metals, ammonia, and the amines. Acid-Base Balance se dissociam em solução:
  • OH ^– combina com H⁺ livre para formar H₂O.
  • O resultado líquido é menor [H⁺ ] → ↑ pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance (torna-se mais MAIS Androgen Insensitivity Syndrome básico)
• Classificado por força:
  • Bases Bases Usually a hydroxide of lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium, but also the carbonates of these metals, ammonia, and the amines. Acid-Base Balance fortes:
    • Totalmente ionizadas em água
    • Mais MAIS Androgen Insensitivity Syndrome OH ^– libertado na água → maior efeito no pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance
    • Exemplo: hidróxido de sódio (NaOH)
  • Bases Bases Usually a hydroxide of lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium, but also the carbonates of these metals, ammonia, and the amines. Acid-Base Balance fracas:
    • Ionizam parcialmente em água
    • Menos OH ^– libertado na água → efeito relativamente menor no pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance
    • Exemplos: bicarbonato (HCO₃^– ), amónia (NH₃)

Tampões

Tampões são substâncias que consomem ou libertam iões de hidrogénio (H⁺ ) para estabilizar o pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance.

• A potência tampão refere-se à quantidade de H⁺ que pode ser adicionada ou removida.
• Categorizados como tampões de bicarbonato e não bicarbonato:
  • Bicarbonato (HCO₃^– ):
    • Tampão mais MAIS Androgen Insensitivity Syndrome importante fisiologicamente
    • HCO₃^– + H⁺ ⇆ H₂ CO₃ ⇆ CO₂ + H₂O
  • Tampões não bicarbonato:
    • Menos importante fisiologicamente
    • Exemplos: proteínas (por exemplo, albumina, hemoglobina), fosfatos
• pK: pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance de um tampão quando está 50% ionizado
  • Exemplo: bicarbonato
    • HCO₃^– + H⁺ ⇆ H₂ CO₃
    • 50% HCO₃^– e 50% H₂CO₃ ocorre em pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance 6.1.
    • pK de bicarbonato = 6.1
  • Define a faixa de pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance ideal para capacidade de tampão de um tampão específico
  • Os tampões funcionam melhor quando o pK está próximo do pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance do fluido que estão a tamponizar.
• Equação de Henderson-Hasselbalch:
  • Fórmula usada para determinar o pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance do sangue
  • O pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance do sangue depende principalmente da relação entre as quantidades de HCO₃^– (base) e CO₂ (ácido) no sangue.
  • Equação: pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance = 6.1 + log ([HCO₃^– ]/[0,03 × PCO₂ ] )
    • 6.1 = pK de HCO₃^– (tampão dominante no sangue)
    • [HCO₃^– ] = concentração de bicarbonato no sangue medida em mEq/L
    • PCO ₂ = pressão parcial de CO₂ no sangue medida em mm Hg
    • 0,03 = fator de solubilidade para CO₂
  • Usado para gerar curvas de titulação

Abordagem de Ácido nos Pulmões

O corpo produz aproximadamente 15.000 mmol de ácidos voláteis e 70 mmol de ácidos não voláteis diariamente. Os pulmões e os rins trabalham em conjunto para eliminar esta carga ácida diária, o que impede que a capacidade de tamponamento do sangue esteja sobrecarregada, permitindo assim manter um pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance normal.

• A carga ácida primária produzida pelo corpo está na forma de CO₂ (um ácido volátil) produzido através do metabolismo aeróbico.
• O CO₂ é eliminado pelo trato respiratório.
• ↑ CO₂ → ↑ respiração

Abordagem de Ácido nos Rins

Os rins são os principais responsáveis pela eliminação dos ácidos fixos (não voláteis), aproximadamente 70 mmol por dia. Evitam a excreção de bicarbonato e também combinam a excreção de ácido com a nova geração de bicarbonato para que o sistema tampão de bicarbonato esteja sempre disponível em plena capacidade.

Reabsorção de bicarbonato

O bicarbonato é filtrado livremente no glomérulo e 100% é então reabsorvido (80% no túbulo proximal) pelo seguinte processo:

1. O trocador de iões sódio-hidrogénio 3 ( NHE3 NHE3 A sodium-hydrogen antiporter expressed primarily by epithelial cells in the kidneys, it localizes to the apical membrane of the proximal kidney tubule, where it functions in sodium and water reabsorption and possibly calcium homeostasis. It also is expressed in heart, brain, and lung tissues and is resistant to amiloride inhibition. Carbonic Anhydrase Inhibitors, pela sigla em inglês) absorve Na ⁺ e secreta H ⁺ .
2. H ⁺ secretado combinam-se com o HCO₃ filtrado ^– para formar H₂CO₃ no lúmen tubular.
3. H₂CO₃ é convertido em H₂O e CO₂ pela anidrase carbónica apical IV.
4. O CO₂ difunde-se livremente através da membrana apical de volta para a célula.
5. A anidrase carbónica II intracelular converte CO₂ + H₂O novamente em H₂CO₃ .
6. H₂CO₃ pode então dissociar-se em H⁺ e HCO ₃^– :
   • H⁺ são reciclados pelo processo através de NHE3 NHE3 A sodium-hydrogen antiporter expressed primarily by epithelial cells in the kidneys, it localizes to the apical membrane of the proximal kidney tubule, where it functions in sodium and water reabsorption and possibly calcium homeostasis. It also is expressed in heart, brain, and lung tissues and is resistant to amiloride inhibition. Carbonic Anhydrase Inhibitors.
   • HCO₃^– é absorvido através da membrana basolateral via:
     • Cotransportador Na⁺ -HCO₃^–
     • Trocador HCO₃^– -Cl ^–
7. Resultados finais de todo o processo:
   • Excreção de H ⁺
   • Absorção _de HCO3 ^–
8. Nota: O bicarbonato não é livremente permeável através da membrana apical porque é uma molécula carregada.
9. Locais de reabsorção HCO₃^– :
   • Túbulo proximal: 80%
   • Ramo ascendente espesso: 10%
   • Túbulo contornado distal: 6%
   • Ducto coletor: 4%

Amónia (NH₃ )

NH₃ é capaz de ajudar a excretar ácidos fixos.

• Representa 60% da excreção fixa de ácido
• Ocorre principalmente no túbulo proximal
• O NH₃ pode-se ligar ao H⁺ , que é então eliminado na urina:
  • Dentro do túbulo, o NH ₃ pode-se ligar ao H⁺ → torna-se NH ₄⁺ , que permanece na urina e é excretado
  • O NH₄⁺ pode ser gerado dentro da célula do túbulo proximal e excretado no líquido tubular.
• NH₄⁺ (amónia) e HCO₃^– são gerados a partir do metabolismo da glutamina na mitocôndria:
  • Glutamina desidrogenase: glutamina → glutamato + NH ₄⁺ , depois
  • Glutamato desidrogenase: glutamato → 𝛼-cetoglutarato + NH ₄⁺ , depois
  • 𝛼-cetoglutarato entra no ciclo de Krebs → 2 moléculas de HCO ₃^–
• O NH ₄⁺ é secretado no fluido tubular através de 2 mecanismos:
  • NHE3 NHE3 A sodium-hydrogen antiporter expressed primarily by epithelial cells in the kidneys, it localizes to the apical membrane of the proximal kidney tubule, where it functions in sodium and water reabsorption and possibly calcium homeostasis. It also is expressed in heart, brain, and lung tissues and is resistant to amiloride inhibition. Carbonic Anhydrase Inhibitors troca diretamente Na ⁺ por NH4 ₊^.
  • NH ₃ é permeável à membrana:
    • Cruza livremente do interior da célula para o lúmen tubular
    • Combina com H ⁺ livre para formar NH ₄⁺
• HCO ₃^– produzido no ciclo de Krebs é reabsorvido através da membrana basolateral para a corrente sanguínea.
• Este processo é altamente adaptável: regula positivamente na acidose crónica.

Ácidos tituláveis

• Representam 40% da excreção fixa de ácido
• Ocorre no túbulo proximal, túbulo contorcido distal e ducto coletor
• Ácidos tituláveis tamponam um H ⁺ e são depois eliminados na urina:
  • O H ₂ CO ₃ intracelular dissocia-se em H ⁺ e HCO ₃^– .
  • Os iões H ⁺ são secretados no lúmen tubular por:
    • ATPase H ⁺ do tipo V
    • NHE3 NHE3 A sodium-hydrogen antiporter expressed primarily by epithelial cells in the kidneys, it localizes to the apical membrane of the proximal kidney tubule, where it functions in sodium and water reabsorption and possibly calcium homeostasis. It also is expressed in heart, brain, and lung tissues and is resistant to amiloride inhibition. Carbonic Anhydrase Inhibitors
  • O ácido titulável liga-se ao H ⁺ .
  • O composto ligado é excretado na urina.
  • HCO ₃^– (da primeira etapa) fica dentro da célula e é considerado “regenerado”.
• Exemplos de ácidos tituláveis:
  • pK está mais MAIS Androgen Insensitivity Syndrome próximo do pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance da urina normal → mais MAIS Androgen Insensitivity Syndrome útil para a ligação de H ⁺ em condições normais:
    • Fosfato (pK 6.8)
  • pK mais MAIS Androgen Insensitivity Syndrome distante do pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance normal da urina → menos útil:
    • Urato (pK 5.8)
    • Creatinina (pK 5.0)
  • pK menor que o pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance mínimo possível da urina (aproximadamente 4.4) → não é útil:
    • Lactato (pK 3.9)
    • Piruvato (pK 2.5)
• Este sistema não se regula positivamente na acidose crónica (ao contrário do sistema de amónia).

Relevância Clínica

Quando um processo de doença supera a capacidade normal de regular Regular Insulin o pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance, ocorrem os principais distúrbios ácido-base listados abaixo. Também ocorrem mecanismos compensatórios, que ajudam a compensar a mudança no pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance.

• Acidose metabólica: processos que resultam na acumulação de H ⁺ e geralmente causam acidemia Acidemia Respiratory Acidosis (ou seja, a diminuição do pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance do sangue): Este processo pode ser o resultado de perda excessiva de tampões (por exemplo, diarreia) ou aumento da produção de ácidos (por exemplo, cetoacidose e acidose láctica).
• Alcalose metabólica: processos que resultam na acumulação de HCO ₃^– e geralmente causam alcalemia (ou seja, aumento do pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance do sangue): Este processo pode ser resultado do fornecimento excessivo de tampões ou aumento da excreção de iões hidrogénio. As causas comuns são vómitos e síndrome cálcio-alkali.
• Acidose respiratória: processos que resultam na acumulação de CO ₂ arterial e geralmente causam acidemia Acidemia Respiratory Acidosis (ou seja, a diminuição do pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance do sangue): Este processo pode ser resultado de uma remoção insuficiente de CO ₂ pelos pulmões. As causas comuns são doença pulmonar obstrutiva crónica e asma ASMA Autoimmune Hepatitis.
• Alcalose respiratória: processos que resultam na diminuição do CO ₂ arterial e geralmente causam alcalemia (ou seja, aumento do pH pH The quantitative measurement of the acidity or basicity of a solution. Acid-Base Balance do sangue): Este processo pode ser o resultado da remoção excessiva de CO ₂ do sangue pelo aumento da ventilação. As causas comuns incluem gravidez, ansiedade e overdose de aspirina.