áGua tampões

Bioquímica Estrutural

Água – Tampões

Profª Kasue

Água - Tampões

• Água = solvente universal, capaz de solubilizar substâncias iônicas, covalentes e anfipáticas

Profª Kasue

Solubilização de substâncias iônicas

A força de atração do cátion pelo ânion diminui até 80X na água, permitindo que cada partícula fique envolvida pela água, isto é, fique em solução

Profª Kasue

Solubilização de substâncias covalentes

Substâncias covalentes se dissolvem na água formando pontes de hidrogênio com moléculas de água

Profª Kasue

Solubilização de moléculas anfipáticas

Moléculas anfipáticas em meio aquoso se orientam com a parte hidrofílica polar para fora, e a parte hidrofóbica apolar para fora.

Profª Kasue

pH e Tampões

• A água se dissocia espontaneamente:

H2O ↔H+ + OH- (hidroxila)

H+ + H2O ↔ H3O+ (hidrônio) abreviadamente H+

• Os íons OH- e H+ são de grande importância nas funções biológicas, sendo que a concentração de H+ varia de 1 a 10-14mol/L, e a concentração de OH- acompanha em sentido inverso:

quando H+ sobe, OH- desce.

Profª Kasue

O pH é responsável pela reação das soluções, existindo as seguintes situações: pH < pOH pH = pOH pH ˃ pOH

Reação ácida Neutra Alcalina

A água pura tem reação neutra e a 25⁰C pH = 7,0, e portanto pOH = 7,0

Profª Kasue

Modificação do pH da água por

adição de ácidos e bases:

HCl pH 1 H3CCOOH

pH 4 H2O pH 7

NaOH pH 13

NH4OH pH 9

Adição de base

Adição de ácido

Escala de pH

0 14 7

Profª Kasue

Controle do pH – Sistemas tampões

pH 3 pH 7 pH 11

Solução sem tampão

+ Base Ácido +

pH 6,5 pH 7 pH 7,5

Solução com tampão

+ Base Ácido +

Profª Kasue

Um sistema tampão é constituído por: Um doador de prótons Um aceptor de prótons O mecanismo do efeito tampão pode ser resumido da seguinte maneira: O tampão: Recolhe prótons quando há excesso Fornece prótons quando há falta

Profª Kasue

Estrutura de um tampão

É formado por um ácido fraco + sal do mesmo ácido fraco obtido com uma base forte:

H3C-COONa + Na+

Aceptor

H+ + H3C-COO-

Doador

Profª Kasue

Tampões biológicos

• Sistema bicarbonato/ácido carbônico: é o mais importante do organismo para evitar variações de pH. Responde por cerca de 75% da capacidade tamponante do plasma sanguíneo.

Profª Kasue

Profª Kasue

Profª Kasue

Sistema hemoglobina

Principal tampão dos glóbulos vermelhos, tendo sua ação tamponante ligada à 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 O2. Fisiologicamente útil aos tecidos, onde um ambiente

levemente ácido serve para liberar o O2 mais facilmente da hemoglobina.

- Em meio alcalino: aumenta a afinidade da hemoglobina pelo O2, produzindo maior saturação da hemoglobina. Isso

ajuda a aumentar o carreamento de O­2 nos capilares pulmonares (levemente alcalinos) e é uma grande vantagem

no feto onde a pO2 é baixa.

Efeito da afinidade da hemoglobina por oxigênio

Profª Kasue

Distúrbios no equilíbrio ácido-base

Acidose respiratória:

• acúmulo de ácidos voláteis;

• tem-se um aumento de CO2 no sangue (aumenta a pressão de CO2).

• manifestações clínicas podem iniciar-se com cefaléias e sonolência. Também podem estar presentes dispnéia, tosse, sudorese, desmaio, cianose, arritmia, taquicardia, tremores e convulsão. O quadro pode evoluir para um estado comatoso.

Profª Kasue

Profª Kasue

Alcalose respiratória: • caracterizada pela diminuição de ácidos voláteis; • tem-se a redução de CO2 no sangue (baixa pressão de CO2). • em geral os quadros de alcalose respiratória são leves e de baixa gravidade. Nos casos mais severos pode ocorrer hipopotassemia, capaz de gerar arritmias cardíacas, pela entrada rápida de potássio nas células em troca pelos íons hidrogênio.

Profª Kasue

Profª Kasue

Acidose metabólica

• caracterizada pelo acúmulo de ácidos não voláteis; tem-se uma redução de bicarbonato do sangue;

• acúmulo de ácido lático, acúmulo de corpos cetônicos (cetoacidose diabética)

Alcalose metabólica

• caracterizada pela diminuição de ácidos não voláteis; tem-se um aumento de bicarbonato do sangue;

• perda de ácidos ou íons hidrogênio por vômitos ou uso imoderado de diuréticos

Profª Kasue