Tampões Biologicos

Tampões biológicos

A regulação do PH nos fluídos intracelulares e extracelulares é atividade essencial dos organismos vivos. Mesmo pequenas mudanças na concentração do íon hidrogênio podem afetar grandemente as estruturas e as funções biológicas. A concentração do H+ é mantida relativamente constante por meio de soluções-tampões que resistem a alterações bruscas de PH quando adicionadas quantidades relativamente pequenas de ácido (H+) ou base (OH-). São formados por ácidos fracos e suas bases conjugadas.

A resistência a mudanças no PH de um tampão depende de dois fatores: (a) a concentração molar do ácido fraco e sua base conjugada e (b) a relação entre suas concentrações. Em outras palavras, quanto maior a quantidade de tampão presente, mais íons H+ e OH- podem ser absorvidos sem grandes mudanças do pH.

A capacidade tamponante máxima de um ácido é quando o pH = pKa do acido fraco, ou seja, quando as concentrações molares do ácido fraco (HA) e sua base conjugada (H-) são iguais. Na realidade, a capacidade tamponante é considerável mesmo dentro de uma faixa de ± 1,0 unidade de pH do valor de seu pKa. Fora destes limites a ação tamponante é mínima.

Tampão de bicarbonato

O sistema tampão do bicarbonato é o mais importante para a regulação da concentração de H+ no meio extracelular. Consiste em uma solução aquosa cujos componentes são o ácido carbônico (H2CO3) e um sal de bicarbonato, que ocorre no organismo predominantemente sob a forma de bicarbonato de sódio (NaHCO3).

CO2 + H2O < --- > H2CO3 < --- > H+ + HCO3-

Se houver adição de um ácido forte à solução de bicarbonato, o excesso de íons H+ será tamponado pelo HCO3-. Consequentemente haverá aumento da formação de H2CO3 , que será convertido a H2O e CO2 – que por sua vez, será eliminado do líquido extracelular pela expiração. Assim, a adição de um ácido ao líquido extracelular não ocasionará grandes alterações no pH sanguíneo graças ao tamponamento pelo sistema bicarbonato.

Se houver adição de uma BASE forte à solução de bicarbonato, o excesso de OH- será tamponado através de sua combinação ao H2CO3, levando à maior formação de HCO3-. O aumento do bicarbonato será corrigido através do aumento da excreção renal deste. Assim, a adição de uma base ao líquido extracelular não ocasionará grandes alterações no pH sanguíneo graças ao tamponamento pelo sistema bicarbonato.

Tampão de hemoglobina

Sistema hemoglobina: sistema tampão extremamente importante para os ácidos voláteis. Pode tamponar através de dois mecanismos: proteína ou grupo imidazol.

1ª etapa (plasma): produção de CO² decorrente do metabolismo podendo causar uma acidose intensa. A hemoglobina evita essa acidose sequestrando um próton do meio e diminuindo com isso a formação de ácido carbônico. O sinal para que a hemoglobina sequestre o próton do meio é a liberação de oxigênio.

2ª etapa (pulmão): a saída de grande quantidade de CO² pela respiração poderia causar uma grande alcalose (perda de acidez). Isso é compensado pela hemoglobina que, no momento que libera CO², capta o O² e libera o próton, num mecanismo que ocorre