O Sistema Tamão

SISTEMA TAMPÃO

Conceito = sistema constituído por um ácido fraco e sua base conjugada.

Função = impedir grandes variações de pH quando há adição de outros ácidos ou álcalis.

A estrutura de muitas moléculas presentes na composição celular e, por conseguinte, a grande maioria dos processos bioquímicos são extremamente sensíveis a variações do pH.

Nos seres humanos, o pH plasmático deve ser mantido em 7.4 (pequenos decréscimos podem gerar grandes consequências).

Importância do pH:

→ Possui interferência na atividade de enzimas e catalisadores de todas as reações químicas celulares; 

→ A sua manutenção é conseguida pelos seres vivos graças aos sistemas-tampão. 

pH sanguíneo = 7,35 a 7,45.  Nesta faixa o funcionamento das proteínas e outras macromoléculas do organismo é perfeita.  Por isso, é necessário sempre se manter assim para evitar distúrbios. Em decorrência disso o organismo possui sistemas tampões que permitem a manutenção da homeostasia (processo de regulação para manter o equilíbrio constante).

ÁCIDOS E BASES DE BRONSTED

Bronsted definiu ácidos como substâncias capazes de doar prótons e bases como

substâncias capazes de recebê-los.

ÁCIDOS

Fontes de ácidos:  liberados/eliminados no metabolismo energético

Ácido forte

- Ácido Sulfúrico(protonado) --díassocia-->Sulfato SO4-2

Ácido fraco

- Ácido carbônico(protonado) --dissocia->Bicarbonato(R-COO-) (desprotonado): CO2 do Ciclo de Krebs

- Ácido láctico(protonado) --dissocia->Lactato                          (R-COO-)(desprotonado): Glicose Anaeróbica

- Ácido Pirúvico(protonado) --dissocia->Pirúvico                   (R-COO-)(desprotonado): Glicose (ácidos graxos)

- Dihidrogênio fosfato(protonado) -dissocia-> Monohidrogeno fosfato (HPO4-2 (desprotonado)): fosfatos orgânicos da dieta

- Íon Amônio NH4+(protonado)--dissocia-> Amônia(NH3)(desprotonado):

Compostos nitrogenados da dieta

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A entrada de H+ no plasma sanguíneo ocorre através de:  ácidos graxos, aminoácidos, CO2, ácido láctico e cetoácidos.

MANUTENÇÃO DE pH

A manutenção do equilíbrio ácido-base depende de:

- Controle da entrada, produção e eliminação de pH

- Atividade adequada dos sistemas de tamponamento

- Controle respiratório dos níveis de pCO2

- Eliminação renal de H+ e reabsorção de HCO3

O corpo não pode ficar muito tempo em situação de acidose ou alcalose, podendo haver a desnaturação de proteínas ou alteração de sua estrutura

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TAMPÕES BIOLÓGICOS

Os tampões Biológicos são aqueles encontrados nos seres vivos; na espécie humana, por exemplo há tampões capazes de manter o pH do sangue muito próximo de 7,4.

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Tampões[pic 5]

Sistema tampão [pic 6]

TAMPÃO FOSFATO

Representa um sistema tampão intracelular muito eficiente, mantendo o pH do liquido intracelular (LIC) em 6,8-7,0 o qual é ideal para reações bioquímicas. Além disso, também é tampão do líquido tubular renal (tem alta concentração de fosfato nos túbulos, aumentando o poder de tamponamento e o pH é próximo do pKa do sistema fosfato. Pode também participar no controle de pH plasmático.

•  O ânion fosfato inorgânico (H2PO4-) se dissocia para gerar H+ e a base conjugada (HPO42-), com pKa 7,2

•  Quando há uma acidose no plasma, o HPO42- se liga ao H+ formando H2PO4-. Para manter o equilíbrio tecidual, K+ sai da célula, aumentando a [K+] no plasma sanguíneo. Isso ocorre de maneira oposta quando ocorre alcalose.

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TAMPÃO PROTEÍNA

Atua no citoplasma de todas aas células. O citoplasma das células contém uma alta concentração de proteínas que possuem aminoácidos com grupos funcionais que são ácidos ou bases fracas (histidina e cisteina)

Aminoácidos que agem como tampão, sendo as cadeias laterais que ionizam, ou, também, grupo amina do primeiro aminoácido => desprotona e protona => tem que ser capaz de receber e doar prótons => proteínas atuam como tampão, pois aminoácidos são anfóteros

 •  Nas hemácias, a hemoglobina é um tampão importante

 •  Um dos tampões mais abundantes no corpo

•  O aminoácido histidina é um ácido fraco.

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TAMPÃO HEMOGLOBINA

• Principal tampão dos glóbulos vermelhos, tendo sua ação tamponante ligada a presença de grupos de ácidos fracos (COOH-) e bases fracas (NH2-). Em meio ácido:  a hemoglobina libera O2, significando diminuição da afinidade da hemoglobina pelo oxigênio.
• Fisiologicamente útil aos tecidos, onde um ambiente levemente ácido serve para liberar O2 mais facilmente da hemoglobina. Em meio alcalino:  maior saturação da hemoglobina. Isso ajuda a aumentar o carregamento de O2 nos capilares pulmonares.

TAMPÃO BICARBONATO

- O tampão bicarbonato é principal tampão biológico extracelular, responsável por manter o pH sanguíneo nas faixas ótimas.  

- Para o sistema tampão bicarbonato, o pka é 6,1. Usando a equação de Henderson-Hasselbalch:

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- O pH sanguíneo: razão entre HCO3- plasmático (base) e o CO2 (ácido)

- Controle fisiológico da composição de ácido e base no sangue:

• Rins (regulam [H+] e [HCO3-])
• Pulmões (regulam CO2)

- A enzima anidrase carbônica auxilia na reação, sendo abundante nos alvéolos pulmonares, onde o CO2 é liberado, e nas células epiteliais dos túbulos renais, onde o CO2 reage com H2O, formando H2CO3

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CONTROLE FISIOLÓGICO DA COMPOSIÇÃO ÁCIDO-BASE NO LIQUIDO EXTRACELULAR