E aí pessoal, tudo bem com vocês?

O sistema tampão bicarbonato minimiza as alterações do pH do líquido extracelular, e essa capacidade de minimizar as alterações do pH a gente chama de capacidade ou poder de tamponamento. Quanto maior a capacidade de minimizar as alterações do pH do líquido extracelular, maior o poder de tamponamento do sistema tampão bicarbonato.

Nesse vídeo, a gente vai ver os fatores que determinam o poder de tamponamento do sistema tampão bicarbonato no líquido extracelular, e entender por que esse sistema tampão é tão importante no equilíbrio ácido-base. Bora lá?

O primeiro fator que determina o poder de tamponamento do sistema tampão bicarbonato é a concentração total do seu componente ácido que pode doar H+, o gás carbônico, e a concentração total do seu componente básico que pode receber H+, o bicarbonato.

E é muito simples entender por que as concentrações desses dois componentes determinam a capacidade de tamponamento do sistema tampão bicarbonato pois, quanto mais ácido (gás carbônico), maior a capacidade do sistema doar H+ quando as concentrações desse íon diminuírem, evitando um grande aumento do pH. E quanto mais base (bicarbonato), maior a capacidade do sistema receber H+ quando as concentrações desse íon aumentarem, evitando uma grande diminuição do pH.

O segundo fator que determina o poder de tamponamento do sistema tampão bicarbonato é o pH do líquido extracelular e, como vimos, o pH desse líquido é determinado pela razão ou proporção entre o componente ácido (gás carbônico) e o componente básico (bicarbonato) desse sistema tampão. E é exatamente essa proporção que determina o pH, que pode também determinar a capacidade de tamponamento do sistema tampão bicarbonato.

Pra entender melhor como a razão ou proporção entre o gás carbônico e o bicarbonato determinam a capacidade de tamponamento do sistema tampão bicarbonato, a gente pode analisar a curva de titulação do gás carbônico e do bicarbonato.

Essa curva de titulação não é aquela curva de titulação clássica da química. Na verdade, essa curva de titulação que alguns livros de fisiologia utilizam, é simplesmente uma curva que relaciona a proporção entre gás carbônico e bicarbonato com o pH.

Então, preste atenção. Se o sistema tampão bicarbonato tivesse quase 100% na sua forma ácida (gás carbônico) e quase 0% na sua forma básica (bicarbonato), o pH do líquido extracelular ficaria em torno de 4.

Agora imagina o que aconteceria com essa proporção caso eu começasse a adicionar uma base nesse líquido. A base começaria a receber H+ e diminuir a concentração de H+ do líquido, a reação química do ácido carbônico seria deslocada pra direita, consumindo gás carbônico e produzindo bicarbonato.

Como a porcentagem de gás carbônico vai diminuindo e a porcentagem de bicarbonato vai aumentando, o pH vai aumentando, segundo a equação de Henderson-Hasselbalch. E se eu continuar adicionando base nesse líquido, vai chegar uma hora que quase todo o gás carbônico terá sido consumido, e a porcentagem desse gás será de quase 0% enquanto a porcentagem de bicarbonato será quase 100%, e o pH ficaria em torno de 8.

Embora o pH saia de 4 pra 8 conforme a gente adiciona base, perceba que o pH não mudou de forma abrupta. A inclinação da curva não foi na vertical, foi mais na diagonal, indicando que a mudança do pH foi gradual e não abrupta, ou seja, indicando que o sistema tampão bicarbonato tava lá minimizando a mudança do pH conforme a gente adicionava uma base.

Mas e se agora que a porcentagem de bicarbonato tá quase 100% e a de gás carbônico tá quase 0%, eu começar a adicionar um ácido?

O ácido começa a doar H+ e aumentar a concentração desse íon. O aumento da concentração de H+ deslocaria a reação química do ácido carbônico pra esquerda, consumindo bicarbonato e produzindo gás carbônico.

Como a porcentagem de bicarbonato vai diminuindo e a porcentagem de gás carbônico vai aumentando, o pH vai diminuindo segundo a equação de Henderson-Hasselbalch. Perceba que conforme a gente adiciona ácido, o pH do líquido também não muda de forma abrupta pois, o sistema tampão bicarbonato também minimiza a mudança do pH conforme se adiciona um ácido.

Assim, de forma resumida o que essa curva de titulação do sistema tampão bicarbonato nos diz é que esse sistema consegue minimizar a mudança do pH do líquido extracelular provocada tanto pela adição de ácidos quanto pela adição de bases. E quanto mais ele conseguir minimizar essa mudança, maior será o seu poder de tamponamento.

E aí eu pergunto: em qual proporção de gás carbônico e bicarbonato esse sistema tampão teria um maior poder de tamponamento?

Se você pensou na proporção de 50%/50%, você acertou.

Nesse ponto, a gente tá no meio da curva, e a capacidade de tamponar, ou minimizar a mudança de pH provocado pela adição de ácidos ou de bases é igual, ou seja, nesse ponto o sistema tem a mesma capacidade pra tamponar a adição de H+ e a remoção de H+.

Porém, presta atenção que quando a proporção é 50/50 o pH é igual a 6,1 à 37 ºC, e não 7,4 que é o pH normal, fisiológico do líquido extracelular.

-Pera, professora. Então, quer dizer que o líquido extracelular não tem essa proporção 50/50 de gás carbônico e bicarbonato?

Exato. Quando o pH é 7,4 tem muito mais bicarbonato do que gás carbônico. Lembre-se, nesse pH a concentração de bicarbonato é de 24 mM e a de gás carbônico é de 1,2 mM.

-Ué, professora, então esse sistema tampão não tem um poder de tamponamento muito bom, né?

Se a gente pensasse em um sistema fechado, em que a proporção de gás carbônico e bicarbonato fosse fixa, esse sistema realmente não teria um poder de tamponamento muito bom, principalmente pra tamponar a diminuição de H+ frente a adição de bases, porque em 7,4 a gente já tá quase no final da curva de titulação.

Mas esse sistema não é fechado, esse sistema é aberto e a concentração de gás carbônico e bicarbonato podem ser regulados de forma independente pelo sistema respiratório e pelo sistema renal, respectivamente.

Então, se eu adicionar base no líquido extracelular, vai aumentar a concentração de bicarbonato, mas a concentração de gás carbônico vai permanecer a mesma graças à regulação do sistema respiratório, e a proporção entre esses dois componentes do sistema tampão não vai variar muito, e o pH vai aumentar só um pouquinho por causa do aumento da concentração de bicarbonato.

Mas lembre-se que depois o sistema renal pode eliminar esse excesso de bicarbonato e tá tudo certo, o pH vai continuar 7,4.

Da mesma forma, se eu adicionar ácido no líquido extracelular, vai diminuir a concentração de bicarbonato, mas a concentração de gás carbônico vai permanecer a mesma graças à regulação do sistema respiratório, e a proporção entre esses dois componentes do sistema tampão não vai variar muito, e o pH vai diminuir só um pouquinho.

Mas lembre-se também que depois o sistema renal reabsorve bicarbonato pra corrigir a sua diminuição e tá tudo certo, o pH vai continuar 7,4.

Portanto, esse é o terceiro fator que pode determinar o poder de tamponamento do sistema tampão bicarbonato, ou seja, como o sistema tampão bicarbonato é aberto, as concentrações de um dos componentes do sistema tampão, como o gás carbônico, pode ser mantida quase constante, e o poder de tamponamento desse sistema se torna maior, o que é muito importante pra manutenção do equilíbrio ácido-base do líquido extracelular.

Mas caso o sistema respiratório pare de funcionar adequadamente e/ou se o sistema renal pare de funcionar adequadamente, aí as coisas podem desandar, pois se esses sistemas não derem conta de regular a concentração de gás carbônico e bicarbonato do líquido extracelular, o pH pode sair dos limites considerados normais.

E aí se o pH cair abaixo de 7,35 a gente vai ter um distúrbio ácido-base conhecido como acidose. E se o pH subir acima de 7,45 a gente vai ter um distúrbio ácido-base conhecido como alcalose.

No próximo vídeo a gente fala um pouco mais sobre esses distúrbios ácido-base, não perca!

Bom, então resumindo tudo o que a gente viu nesse vídeo, lembre-se que:

• O poder de tamponamento do sistema tampão bicarbonato depende de três fatores: da concentração total de gás carbônico e bicarbonato, do pH do líquido extracelular, ou melhor, da proporção entre gás carbônico e bicarbonato, e se o sistema é fechado ou aberto.

• Embora a concentração total de gás carbônico seja relativamente baixa, e a concentração de bicarbonato seja muito maior do que a concentração de gás carbônico, o sistema tampão bicarbonato funciona como um sistema aberto no líquido extracelular, o que garante um maior poder de tamponamento do pH desse líquido.

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A gente se vê num próximo vídeo. Abraço!

Sobre a autora

Mirian Ayumi Kurauti é apaixonada pela fisiologia humana, com uma trajetória acadêmica admirável. Ela se formou em Biomedicina pela Universidade Estadual de Londrina (UEL), fez mestrado e doutorado em Biologia Funcional e Molecular com ênfase em Fisiologia na Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), e ainda atuou como pesquisadora de pós-doutorado na mesma instituição. Além disso, já lecionou fisiologia humana na Universidade Estadual de Maringá (UEM) e biologia celular na UEL. A sua última experiência como professora de fisiologia humana foi na Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR). Fundadora da MK Educação Digital Ltda (MK Fisiologia), atualmente, Mirian é a mente criativa por trás de todos os conteúdos publicados nas redes sociais da empresa.

Apaixonada pela docência, Mirian adora dar aulas de fisiologia humana, mas de um jeito mais descontraído e se diverte muito ensinando. Ela está sempre buscando aprender algo novo não só sobre fisiologia, mas sobre qualquer coisa sobre a vida, o universo e tudo mais. Por isso, é uma consumidora compulsiva de conteúdos de divulgadores científicos. Nas horas vagas, você pode encontrá-la na piscina, treinando e participando de competições de natação. Para Mirian, a vida só tem graça, se ela tiver desafios a serem superados. Hoje, o seu maior desafio é ajudar o maior número de estudantes a entender de verdade a fisiologia humana, principalmente através de suas videoaulas publicadas no canal do YouTube MK Fisiologia.