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A regulação dos líquidos do organismo inclui a regulação da concentração do íon hidrogênio, para assegurar o ambiente ótimo para as funções celulares. A energia para todos os processos celulares e orgânicos, provém da energia química produzida pelo metabolismo celular. A concentração dos íons hidrogênio nos líquidos do organismo é medida pela unidade denominada pH. A redução do pH é denominada acidose e o seu aumento constitui a alcalose. Ambos, acidose e alcalose, podem diminuir acentuadamente a eficiência das reações químicas celulares; o metabolismo celular exige um estreito limite para a concentração do íon hidrogênio. O metabolismo celular produz ácidos que devem ser neutralizados, a fim de preservar o pH ou, em outras palavras, manter estável a concentração do íon hidrogênio. A principal base do organismo é o íon bicarbonato, produzido à partir da combinação do dióxido de carbono com a água. O bicarbonato e as demais bases do organismo atuam em associação com ácidos da mesma natureza química, formando pares de substâncias chamadas sistema tampão. A regulação do equilíbrio entre os ácidos e as bases do organismo depende de um mecanismo imediato, representado pelos sistema tampão e de um mecanismo respiratório rápido, que elimina ou retém o dióxido de carbono e, portanto, reduz ou aumenta o ácido carbônico. Depende também do mecanismo renal, mais lento, que elimina íon hidrogênio e retém ou elimina o íon bicarbonato, moderando a quantidade de bases disponíveis no organismo.
CONCEITOS DE ÁCIDO, BASE E pH
OBJETIVOS: Descrever o conceito de ácidos e bases. Analisar a concentração dos íons hidrogênio nos líquidos do organismo e a determinação do pH. Descrever os mecanismos de regulação do pH. Definir acidose e alcalose.
CONCEITOS GERAIS O metabolismo celular produz ácidos que são lançados, continuamente, nos líquidos intracelular e extracelular e tendem a modificar a concentração dos íons hidrogênio. A manutenção da concentração dos íons hidrogênio dentro da faixa ótima para o metabolismo celular, depende da eliminação do ácido carbônico nos pulmões, da eliminação de íons hidrogênio pelos rins e da ação dos sistemas tampão intra e extracelulares. O modo como o organismo regula a concentração dos íons hidrogênio (H+) é de fundamental importância para a compreensão e a avaliação das alterações do equilíbrio entre os ácidos e as bases no interior das células, no meio líquido que as cerca (líquido intersticial) e no sangue (líquido intravascular).
CONCEITO DE ÁCIDO E BASE Os elementos importantes para a função celular estão dissolvidos nos líquidos intra e extracelular. Sob o ponto de vista químico, uma solução é um líquido formado pela mistura de duas ou mais substâncias, homogeneamente dispersas entre sí. A mistura homogênea apresenta as mesmas propriedades em qualquer ponto do seu interior e não existe uma superfície de separação entre os seus componentes. A solução, portanto, consiste de um solvente, o composto principal, e um ou mais solutos. Nos líquidos do organismo a água é o solvente universal; as demais substâncias em solução, constituem os solutos. Em uma solução, um soluto pode estar no estado ionizado ou no estado não ionizado. Nos líquidos do organismo, os solutos existem em ambas as formas, em um tipo especial de equilíbrio químico. Quando um soluto está ionizado, os elementos ou radiciais químicos que o compõem, estão dissociados uns dos outros; a porção da substância que existe no estado ionizado é chamada íon. O soro fisiológico, por exemplo, é uma solução de água (solvente) contendo o cloreto de sódio (soluto). Uma parte do cloreto de sódio está no estado dissociado ou ionizado, constituida pelos íons Cl- (cloro) e Na+ (sódio), enquanto uma outra parte está no estado não dissociado, como NaCl (cloreto de sódio); ambas as partes estão em equilíbrio químico. Existem substâncias, como os ácidos fortes, as bases fortes e os sais, que permanecem em solução, quase completamente no estado ionizado. Outras substâncias, como os ácidos e as bases fracas, ao contrário, permanecem em solução em graus diversos de ionização. A água tem sempre um pequeno número de moléculas no estado ionizado. Os íons combinam-se entre si conforme a sua carga elétrica. Os cátions são os íons com carga elétrica positiva, como o hidrogênio (H+) e o sódio (Na+). Os ânions são os íons com carga elétrica negativa, como o hidróxido ou hidroxila (OH-) e o cloreto (Cl-). Para ser um ácido, é necessário que a molécula da substância tenha, pelo menos, um hidrogênio ligado ionicamente. O hidrogênio ionizado, simplesmente representa um próton. Um ácido é uma substância que, em solução, é capaz de doar prótons (H+). Uma base é uma substância que, em solução, é capaz de receber prótons. Em outras palavras, os ácidos são substâncias que, quando em solução, tem capacidade de ceder íons hidrogênio; as bases são substâncias que, quando em solução, tem capacidade de captar íons hidrogênio. Um ácido forte pode doar muitos íons hidrogênio para a solução, porque uma grande parte das suas moléculas se encontra no estado dissociado (estado iônico). Do mesmo modo, uma base forte pode captar muitos íons hidrogênio de uma solução.
CONCEITO DE pH A atividade dos íons hidrogênio em uma solução qualquer, depende da quantidade de hidrogênio livre na solução. Para a avaliação do hidrogênio livre nas soluções, usa-se a unidade chamada pH. O termo pH significa potência de hidrogênio e foi criado para simplificar a medida da concentração de íons hidrogênio (H+) na água e nas soluções. A água é a substância padrão usada como referência, para expressar o grau de acidez ou de alcalinidade das demais substâncias. A água se dissocia em pequena quantidade em íons hidrogênio (H+) e hidroxila (OH-).
ÁGUA, pH E TAMPÕES- DISTÚRBIOS ÁCIDO-BÁSICOS (Adaptado de http://perfline.com/cursos/cursos/acbas)
FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS
Cursos de Saúde - 2º semestre Disciplina Bioquímica Humana Prof. Dra. Astria Dias Ferrão Gonzales
A água é considerada um líquido neutro por ser o que menos se dissocia ou ioniza. A quantidade de moléculas dissociadas ou ionizadas na água é muito pequena, em relação ao total de moléculas, bem como são pequenas as quantidades de íons H+ e OH-, em solução. Para cada 1 molécula de água dissociada em H+ e OH-, há 10.000.000 de moléculas não dissociadas. A concentração do H+ na água, portanto, é de 1/10.000.000 ou seja 0,0000001, conforme representado na figura acima. Para facilitar a comparação dessas pequenas quantidades de íons, foi adotada a fração exponencial, ao invés da fração decimal. Assim, pela fração exponencial o valor de 0,0000001 é expresso como 10-7, chamada "potência sete do hidrogênio", e significa a sua concentração na água. Para evitar a utilização de frações exponenciais negativas, foi criada a denominação pH, que representa o logarítmo negativo, ou seja, o inverso do logarítmo, da atividade do íon hidrogênio. O pH de uma solução, portanto, representa o inverso da sua concentração de íons hidrogênio. Esta forma de representação permite que os valores da atividade do hidrogênio nas soluções, sejam expressos com números positivos. Como as quantidades dos íons nas soluções se equivalem, a água tem partes iguais do cátion (H+) e do ânion (OH-), ou seja, a concentração de (H+) é de 10-7 e a concentração de (OH-) também é de 10-7. A água, portanto, tem o pH=7. H2O Û H+ (10-7) + OH- (10-7) A água é considerada uma substância neutra. Isto equivale a dizer que a água não é ácido nem base e serve de comparação para as demais soluções. Um ácido forte, em solução, libera uma quantidade de íons hidrogênio (H+), muito maior que a água. O seu pH, portanto será inferior ao da água. Ao contrário, uma base forte, por aceitar muitos prótons ou íons hidrogênio da solução, permitirá que apenas uma pequena parte dos íons fique livre, em comparação à água. O pH da base forte, portanto, será superior ao pH da água. O pH é expresso por uma escala numérica simples que vai de 0 (zero) a 14. O ponto 7 da escala é o ponto de neutralidade e representa o pH da água. As soluções cujo pH está entre 0 e 7 são denominadas ácidas; as que tem o pH entre 7 e 14 são denominadas básicas ou alcalinas. Quanto maior a concentração de hidrogênio livre em uma solução, tanto mais baixo será o seu pH.
REGULAÇÃO DO pH NO ORGANISMO Quando se adiciona ácido à água, mesmo em pequenas quantidades, o pH da solução se altera rapidamente. O mesmo fenômeno ocorre com a adição de bases. Pequenas quantidades de ácido ou de base podem produzir grandes alterações do pH da água. Se adicionarmos ácido ou base ao plasma sanguíneo, veremos que há necessidade de uma quantidade muito maior de um ou de outro, até que se produzam alterações do pH. Isto significa que o plasma dispõe de mecanismos de defesa contra variações bruscas ou significativas do pH. O balanço entre os ácidos e as bases no organismo se caracteriza pela busca permanente do equilíbrio; o plasma resiste às alterações do pH, por meio de pares de substâncias, capazes de reagir tanto com ácidos quanto com bases, chamadas sistemas "tampão". Os mesmos mecanismos de defesa existem nos líquidos intracelular e intersticial.
Três mecanismos regulam o pH dos líquidos orgânicos, conforme demonstra a figura acima. O mecanismo químico é representado pelos sistemas tampão, capazes de neutralizar ácidos e bases em excesso, dificultando as oscilações do pH. O mecanismo respiratório, de ação rápida, elimina ou retém o dióxido de carbono do sangue, conforme as necessidades, moderando o teor de ácido carbônico. O mecanismo renal é de ação mais lenta e, fundamentalmente, promove a poupança ou a eliminação do íon bicarbonato, conforme as necessidades, para, à semelhança dos demais mecanismos, assegurar a manutenção do pH dentro dos limites normais.
VALORES NORMAIS DO pH A água é o solvente universal dos líquidos orgânicos; a sua concentração de hidrogênio livre ou ionizado é utilizada como valor de comparação para as demais soluções. O pH normal da água, considerada um líquido neutro é 7. As soluções com pH inferior a 7 são consideradas ácidas e as soluções com pH superior a 7 são consideradas alcalinas. Os líquidos orgânicos são constituidos de água contendo uma grande quantidade de solutos de diversas características químicas e iônicas. A solução orgânica padrão para a avaliação do pH é o sangue. O pH normal do sangue varia dentro da pequena faixa de 7,35 a 7,45. Em comparação com a água, portanto, o sangue normal tem o pH levemente alcalino. Essa alcalinidade do sangue representa a atividade iônica de numerosas substâncias incluindo-se os sistemas tampão. O sangue arterial é o padrão habitual para avaliação do pH; seu valor se situa na porção mais alcalina da faixa normal, entre 7,4 e 7,45. O sangue venoso tem maior concentração de hidrogênio livre, recebido do líquido intersticial pelos capilares venosos. Em consequência, o pH do sangue venoso se situa na faixa menos alcalina do pH normal, geralmente entre 7,35 e 7,40.
A Tabela acima lista os sistemas tampão que existem no sangue (líquido intravascular), nos tecidos (líquido intersticial) e no interior das células (líquido intracelular). Quando um ácido se acumula em maior quantidade no organismo, é neutralizado no sangue, no líquido intersticial e no interior das células, em partes aproximadamente iguais, ou seja, 1/3 do ácido é neutralizado no sangue, 1/3 é neutralizado no líquido intersticial e 1/3 no líquido intracelular. O processo intracelular é mais lento e pode demorar cerca de duas horas, para compensar uma alteração.
Quando um ácido é adicionado ao sangue, o bicarbonato do tampão prontamente reage com ele; a reação produz um sal, formado com o sódio do bicarbonato e ácido carbônico. Essa reação diminui a quantidade de bases e altera a relação entre o bicarbonato e o ácido carbônico. O ácido carbônico produzido pela reação do bicarbonato do tampão, se dissocia em CO2 e água; o CO2 é eliminado nos pulmões, recompondo a relação de 20:1 do sistema protetor. Quando uma base invade o organismo, o ácido carbônico prontamente reage com ela, produzindo bicarbonato e água. O ácido carbônico diminui. Os rins aumentam a eliminação de bicarbonato ao invés do íon hidrogênio, reduzindo a quantidade de bicarbonato no organismo, para preservar a relação do sistema tampão. Todos os sistemas tampão do organismo atuam da mesma forma que o sistema bicarbonato/ácido carbônico. O sistema neutraliza o excesso de ácidos ou de bases e em seguida o organismo tenta recompor a relação normal do tampão. O princípio fundamental da regulação do equilíbrio ácido-base é a manutenção da relação constante entre o numerador e o denominador do sistema tampão. O bicarbonato total disponível no organismo é de aproximadamente 1.000 mEq, dos quais cerca de 450 mEq. estão imediatamente disponíveis, distribuidos em 15 litros de líquido extracelular, sendo 3 litros de plasma e 12 litros de líquido intersticial. Nas alcaloses o organismo tolera a redução dos íons hidrogênio em cerca da metade do seu valor normal, até alcançar o pH incompatível com a vida celular. Nas acidoses, o organismo tolera a elevação dos íons hidrogênio 3 vezes acima do normal, até alcançar o pH incompatível com a vida.
INTEGRAÇÃO DA DEFESA CONTRA VARIAÇÕES DO pH
Os sistemas de defesa que mantém o pH dos líquidos orgânicos dentro de uma faixa estreita, atuam perfeitamente integrados em suas funções. Todos os líquidos do organismo possuem sistemas tampão, para impedir alterações significativas da concentração dos íon hidrogênio ou, em outras palavras, do pH. Se a concentração do íon hidrogênio aumenta ou diminui significativamente, o centro respiratório é imediatamente estimulado, para alterar a frequência respiratória e modificar a eliminação do dióxido de carbono. As variações da eliminação do dióxido de carbono, tendem a retornar o pH aos seus valores normais. Quando o pH se afasta da faixa normal, os rins eliminam urina ácida ou alcalina, contribuindo para o retorno da concentração dos íons hidrogênio aos valores normais.
O TAMPÃO BICARBONATO/ÁCIDO CARBÔNICO
O sistema tampão constituido pelo bicarbonato e pelo ácido carbônico tem características especiais nos líquidos do organismo. O ácido carbônico é um ácido bastante fraco e a sua dissociação em íons hidrogênio e íons bicarbonato é mínima, em comparação com outros ácidos. Em cada 1.000 moléculas de ácido carbônico, cerca de 999 estão em equilíbrio sob a forma de dióxido de carbono (CO2) e água (H2O), do que resulta uma alta concentração de dióxido de carbono dissolvido e uma baixa concentração de ácido. O sistema tampão do bicarbonato/ácido carbônico é muito poderoso porque os seus componentes podem ser facilmente regulados. A concentração do dióxido de carbono é regulada pela eliminação respiratória e a concentração do bicarbonato é regulada pela eliminação renal.
OUTROS SISTEMAS TAMPÃO Além do principal sistema tampão, o bicarbonato/ácido carbônico, outros sistemas são importantes na manutenção do equilíbrio ácido-base. No líquido intracelular, cuja concentração de sódio é baixa, o tampão do ácido carbônico consiste principalmente de bicarbonato de potássio e de magnésio.O sistema tampão fosfato, formado pelo fosfato de sódio e ácido fosfórico é eficaz no plasma, no líquido intracelular e nos túbulos renais onde se concentra em grande quantidade. O sistema tampão das proteinas é muito eficaz no interior das células, onde é o sistema mais abundante. O tampão hemoglobina é exclusivo das hemácias; colabora com a função de transporte do CO2 e com o tampão bicarbonato. Os sistemas tampão não são independentes entre sí, mas cooperativos. Qualquer condição que modifique um dos sistemas também influirá no equilíbrio dos demais; na realidade, os sistemas tampão auxiliam-se uns aos outros.
RESUMO O organismo dispõe de três mecanismos reguladores do pH, que funcionam em sincronia, para preservar as condições ótimas para o metabolismo celular: o mecanismo respiratório, de ação rápida, que elimina o dióxido de carbono, reduzindo a quantidade de ácido carbônico; o mecanismo renal, de ação lenta, que elimina ou economiza íons hidrogênio e bicarbonato e o mecanismo químico, de ação imediata, constituído pelos sistemas tampão, que neutralizam ácidos ou bases que se acumulam no organismo. O sistema tampão bicarbonato/ácido carbônico é o mais importante e corresponde a 64% do poder tamponante do plasma. A principal característica do sistema tampão é a relação constante que deve existir entre o sal (numerador) e o ácido (denominador) do sistema. Quando um ácido é produzido no organismo, o sal do sistema tampão reage com o mesmo, produzindo um novo sal de sódio e ácido carbônico ou dióxido de carbono e água. O dióxido de carbono em excesso é eliminado pelos pulmões. Quando uma base é produzida no organismo, o ácido do sistema tampão reage com a mesma, produzindo bicarbonato de sódio e água. O bicarbonato em excesso é eliminado pelos rins. O princípio fundamental da regulação do equilíbrio ácido-base é a manutenção da relação constante entre o sal e o ácido do sistema tampão. O organismo tenta preservar a relação, para manter sempre disponível o seu sistema de defesa. Além do sistema bicarbonato/ácido carbônico, existem os sistemas tampão fosfato, da hemoglobina e das proteinas. .
DISTÚRBIOS ÁCIDO-BÁSICOS
OBJETIVOS: Descrever as principais alterações do equilíbrio ácido-base. Analisar os desvios do pH. Descrever os distúrbios de origem respiratória e os de origem metabólica. Conceituar acidose e alcalose.
CONCEITOS GERAIS Os desvios da concentração de íons hidrogênio são ocorrências relativamente comuns nos pacientes graves, nos pacientes sob regime de terapia intensiva, especialmente quando a ventilação depende de respiradores mecânicos e nos que apresentam doença significativa pulmonar ou renal, devido à interferência com os mecanismos reguladores naturais. São ainda comuns em pacientes com doenças sistêmicas severas, de qualquer natureza, em que haja comprometimento das funções metabólicas ou respiratórias.
DESVIOS DO pH O pH é o indicador do estado ácido-base do organismo. Os desvios do equilíbrio ácido-base refletem-se nas alterações do pH do sangue. O pH normal do sangue, situa-se entre 7,35 e 7,45. Quando o pH está abaixo do valor mínimo normal, existe acidose. Se o pH está acima da faixa normal, existe alcalose. A prática tem demonstrado que o organismo humano tolera um certo grau de alcalose, melhor que graus idênticos de acidose. A severidade dos distúrbios do equilíbrio ácido-base pode ser apreciada pelo grau de alteração do pH. Quanto mais baixo o pH, mais severa é a acidose; do mesmo modo um pH muito elevado, indica a presença de alcalose grave.
Desvios extremos do equilíbrio ácido-base, em geral se acompanham de alterações profundas da função dos órgãos vitais e podem determinar a morte do indivíduo. Em geral, o valor mínimo do pH, compatível com a vida nas acidoses é de 6,85; nas alcaloses, o valor máximo de pH, tolerado pelo organismo é de aproximadamente 7,95. As variações da concentração dos íons hidrogênio no organismo podem ser de origem interna (endógena) ou externa (exógena). O acúmulo de ácidos no organismo pode ser consequência da retenção do CO2 no sangue por dificuldade de eliminação nos alvéolos pulmonares, pode ocorrer em consequência do aumento da produção de ácido lático e por incapacidade de eliminação de ácidos fixos pelos rins (causas endógenas). Pode também ocorrer, em consequência da ingestão acidental de grande quantidade de ácidos, como o ácido acetil-salicílico (aspirina) ou outros agentes de natureza ácida (causas exógenas). A redução dos ácidos no organismo pode ser consequência da eliminação excessiva do CO2 (causa endógena), da perda de ácidos fixos ou da administração excessiva de bases, como o bicarbonato de sódio, por exemplo (causa exógena). Sempre que há tendência a desvios do equilíbrio ácido-base, o organismo intensifica a atuação dos mecanismos de compensação, na tentativa de impedir grandes desvios do pH. Nestas circunstâncias os desvios podem ser parcialmente compensados. A compensação completa do desvio, entretanto, depende da remoção da sua causa primária.
CLASSIFICAÇÃO DOS DESVIOS DO EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE
Os distúrbios do equilíbrio ácido-base são classificados conforme os seus mecanismos de produção. Dessa forma, as alterações podem ter origem respiratória ou metabólica. Esses desvios correspondem, portanto, a quatro tipos de alterações. Os desvios do tipo respiratório devem-se à alterações da eliminação do dióxido de carbono. Os desvios do tipo metabólico não sofrem interferência respiratória na sua produção. Conforme a duração, os desvios do equilíbrio ácido-base podem ser agudos ou crônicos. Os distúrbios crônicos, em geral, acompanham doenças crônicas do sistema respiratório ou dos rins. Os distúrbios crônicos costumam ser de intensidade mais leve, parcialmente compensados e melhor tolerados.
ACIDOSES Ocorre acidose quando a concentração de íons hidrogênio livres nos líquidos do organismo está elevada; em consequência, o pH, medido no sangue arterial, está abaixo de 7,35. As acidoses podem ser de dois tipos: acidose respiratória e acidose metabólica. A acidose respiratória ocorre em consequência da redução da eliminação do dióxido de carbono nos alvéolos pulmonares. A retenção do CO2 no sangue que atravessa os capilares pulmonares, produz aumento da quantidade de ácido carbônico no sangue, com consequente redução do pH, caracterizando a acidose de origem respiratória. A acidose metabólica ocorre em consequência do aumento da quantidade de ácidos fixos, não voláteis, no sangue, como o ácido lático, corpos cetônicos ou outros. O pH do sangue se reduz, devido ao acúmulo de íons hidrogênio livres; não há interferência respiratória na produção do distúrbio. As acidoses, como distúrbio primário do equilíbrio ácido-base, são encontradas na prática clínica, mais frequentemente que as alcaloses. ALCALOSES Ocorre alcalose quando a concentração de íons hidrogênio livres, nos líquidos do organismo está reduzida. Em consequência, o pH medido no sangue arterial está acima de 7,45. Conforme o mecanismo de produção, as alcaloses podem ser de dois tipos, alcalose respiratória e alcalose metabólica. A alcalose respiratória ocorre em consequência do aumento da eliminação de dióxido de carbono nos alvéolos pulmonares. A eliminação excessiva do CO2 do sangue que atravessa os capilares pulmonares, produz redução da quantidade de ácido
A produção díária de dióxido de carbono é elevada e depende da atividade metabólica dos indivíduos. O índice metabólico é o fator determinante da produção do CO 2 e, portanto, da sua eliminação pelos pulmões. Os gases tem um comportamento especial quando estão em solução. A quantidade de gás existente em uma solução é medida pela sua pressão parcial, ou seja, a pressão ou a tensão exercida pelo gás na solução, independente da presença de outros gases. A pressão parcial é proporcional à quantidade de gás existente na solução. Por essa razão, a quantidade de CO 2 existente no sangue é medida pela sua pressão parcial. A pressão parcial do dióxido de carbono é representada pelo símbolo PCO 2. Nos capilares alveolares, o dióxido de carbono do sangue venoso se difunde para o gas dos alvéolos. A difusão do CO 2 para os alvéolos é comandada pela diferença de pressão parcial (PCO 2 ) entre o sangue venoso e o gas alveolar; esta difusão rápidamente equilibra a pCO 2 do sangue com a PCO2 do gas dos alvéolos pulmonares. A eliminação do CO 2 , reduz a quantidade de ácido carbônico, conforme representado na figura 8. A redução do CO 2 do sangue, elimina ácido e eleva o pH. O aumento da quantidade de dióxido de carbono no sangue, altera o pH para o lado ácido; a redução da quantidade (ou da tensão parcial) do dióxido de carbono no sangue, altera o pH para o lado alcalino. É com base nessa relação que o sistema respiratório modifica o pH.
MECANISMO DA AUTO-REGULAÇÃO DO pH
A concentração de íons hidrogênio do sangue ou, em outras palavras, o pH do sangue, modifica a ventilação alveolar, através do centro respiratório. Esta estrutura do sistema nervoso central se comporta como um "sensor" do pH do sangue. Quando a concentração de íons hidrogênio do sangue está elevada (pH baixo) o centro respiratório aumenta a frequência dos estímulos respiratórios, produzindo taquipneia. Com o aumento da frequência respiratória, aumenta a eliminação do CO 2 do sangue; a redução dos níveis sanguíneos do CO 2 eleva o pH. A concentração de H+ no sangue é permanentemente acompanhada pelo centro respiratório, que regula seus estímulos de acordo com ela, conforme demonstra o diagrama da figura 9. Ao contrário, quando a concentração de íons hidrogênio (H+) está baixa (pH elevado), o centro respiratório diminui a frequência dos estímulos à respiração e ocorre bradipneia, que reduz a eliminação do CO 2 tentando corrigir o pH do sangue. Na realidade, a regulação respiratória do pH, por estímulos do centro respiratório, não normaliza o pH do sangue, porque, à medida que a concentração do íon hidrogênio se aproxima do normal, o estímulo que modifica a atividade respiratória vai desaparecendo. Apesar disso, a compensação respiratória é extremamente eficaz para impedir grandes oscilações do pH.
RESUMO A função respiratória se processa mediante três mecanismos interligados: a ventilação pulmonar, através da qual o ar atmosférico alcança os alvéolos; a perfusão pulmonar, através da qual o sangue venoso alcança os capilares alveolares para as trocas gasosas e a difusão pulmonar, através da qual o dióxido de carbono do sangue é eliminado para os alvéolos e o oxigênio do ar inspirado é captado pelo sangue venoso. O dióxido de carbono (CO2) é o produto final do metabolismo aeróbico. O CO2 alcança o líquido extracelular e o sangue para eliminação nos alvéolos. A quantidade de CO2 é expressa pela sua pressão parcial, representada pela sigla PCO2. Como a PCO2 do sangue venoso é maior que a PCO2 do gas alveolar, o CO2 se difunde do sangue para os alvéolos. Quando o CO2 deixa o sangue, diminui a quantidade de ácido carbônico e em consequência o pH tende a se elevar. Se, ao contrário, a eliminação do CO2 for reduzida, haverá acúmulo de ácido carbônico no sangue, com consequente redução do pH. A concentração do íon hidrogênio no sangue ou, em outras palavras, o pH do sangue, modifica a ventilação pulmonar, através de estímulos do centro respiratório. Quando o pH do sangue está baixo (acidose), o centro respiratório aumenta a frequência respiratória e, desse modo, acentua a eliminação do CO2. Quando o pH do sangue está elevado (alcalose), o centro respiratório diminui a frequência respiratória e, desse modo, acumula CO2 no sangue, reduzindo a sua eliminação.
REGULAÇÃO RENAL DO pH
OBJETIVOS: Descrever a função renal e o mecanismo de eliminação através da secreção tubular. Analisar os mecanismos de eliminação do íon hidrogênio e de eliminação do íon bicarbonato na regulação tardia do pH.
CONCEITOS GERAIS Os principais mecanismos reguladores do equilíbrio ácido-base do organismo são os sistemas tampão, a regulação respiratória e a regulação renal. A regulação respiratória é de ação rápida, capaz de controlar a eliminação do dióxido de carbono e dessa forma, moderar a quantidade de ácido carbônico e a concentração de hidrogênio livre no plasma sanguíneo. Quando a concentração de íons hidrogênio se afasta do normal, os rins eliminam urina ácida ou alcalina, conforme as necessidades, contribuindo para a regulação da concentração dos íons hidrogênio dos líquidos orgânicos. O mecanismo renal de regulação faz variar a concentração de íons bicarbonato (HCO3-) do sangue, mediante reações que se processam nos túbulos renais. É o mecanismo definitivo de ajuste na maioria dos desequilíbrios ácido-básicos de origem metabólica.
FUNÇÕES RENAIS Os rins podem excretar diariamente cerca de 50mEq. de íons hidrogênio (H+) e reabsorver 5.000 mEq. de íon bicarbonato ((HCO3-). Os rins eliminam material não volátil que os pulmões não tem capacidade de eliminar. A eliminação renal é de início mais lento, torna-se efetiva após algumas horas e demora alguns dias para compensar as alterações existentes. A eliminação de bases e seus cátions é feita exclusivamente pelos rins. Os rins tem a capacidade de reabsorver o sódio (Na+) e o potássio (K+) filtrados para a urina, eliminando o íon hidrogênio (H+) em seu lugar; o sódio reabsorvido pode ser usado para produzir mais bicarbonato e reconstituir a reserva de bases do organismo. Além de influir na restauração do equilíbrio ácido-base, os rins reagem à desidratação, à hipotensão, aos distúrbios da osmolaridade e eliminam ácidos fixos. Os rins desempenham fundamentalmente duas funções no organismo:
- eliminação de produtos terminais do metabolismo, como uréia, creatinina e ácido úrico e,
- controle das concentrações da água e de outros constituintes dos líquidos do organismo como sódio, potássio, hidrogênio, cloro, bicarbonato e fosfatos. A unidade funcional dos rins é o néfron. Existem cerca de 2.400.000 néfrons nos dois rins. Cada néfron é formado de um novelo de capilares para filtração do sangue, chamado glomérulo e um conjunto de túbulos que recebem o filtrado dos glomérulos, reabsorvem a sua maior parte e eliminam substâncias na sua luz para a formação da urina. Os rins cumprem as suas funções no organismo através de 3 mecanismos principais: Filtração gromerular - O sangue que alcança os glomérulos é filtrado para os túbulos renais. O líquido filtrado é chamado filtrado glomerular e corresponde a aproximadamente 180 litros por dia. O filtrado é transformado em urina à medida que atravessa os túbulos renais. Reabsorção tubular - Cerca de 99% do filtrado glomerular são reabsorvidos para o sangue. O restante, cerca de 1,8 L constitui a urina, que representa um concentrado do filtrado glomerular. Secreção tubular - A secreção tubular atua em direção oposta à reabsorção tubular. As substâncias são transportadas do interior dos capilares sanguíneos para a luz dos túbulos para mistura com a urina e subsequente eliminação. Esse transporte ativo de substâncias, a secreção tubular, é desempenhado pelas células dos túbulos renais. A secreção tubular é fundamental à manutenção do equilíbrio ácido- base.
REGULAÇÃO RENAL DO pH Os rins regulam a concentração de íon hidrogênio (H+), promovendo o aumento ou a diminuição da concentração dos íons bicarbonato (HCO-3), nos líquidos do organismo. Essa variação dos íons bicarbonato ocorre em consequência de reações nos túbulos renais, às custas do mecanismo da secreção tubular.
O dióxido de carbono do líquido extracelular penetra nas células tubulares e, com o auxílio da anidrase carbônica, combina-se com a água, para formar ácido carbônico, que se dissocia em íons bicarbonato e hidrogênio, conforme a reação:
O hidrogênio assim formado é secretado para a luz do túbulo renal, sendo misturado ao filtrado glomerular. As células dos túbulos renais absorvem sódio do filtrado glomerular e o combinam ao íon bicabonato, produzindo o bicarbonato de sódio, que é devolvido ao líquido extracelular. A formação do bicarbonato depende da produção e secreção de H+ pelas células tubulares e mantém a reserva de bases do organismo. A figura 10 representa a atividade de uma célula tubular, nas trocas de íons hidrogênio (H+) pelos íons sódio (Na+) do filtrado glomerular, para a formação de bicarbonato. O excesso de íon hidrogênio no filtrado tubular é neutralizado pelos tampões do líquido tubular, principalmente o fosfato, a amônia, os uratos e citratos. O resultado final da excessiva secreção de íons hidrogênio nos túbulos renais é o aumento da quantidade de bicarbonato de sódio no líquido extracelular. Isso aumenta a quantidade de bicarbonato do sistema tampão bicarbonato/ácido carbônico, que mantém a normalidade do pH. Quando a quantidade de bicarbonato no sangue está aumentada, a sua proporção, em relação ao ácido carbônico, é maior e o pH está acima do normal. Nestas circunstâncias, aumenta a filtração renal dos íon
- A artéria radial é puncionada na altura do punho. Devemos inicialmente palpar a artéria para assegurar a sua perfeita localização; a mão do paciente é posicionada mantendo o punho em extensão ampla, para facilitar a palpação da artéria. A posição é mantida com apoio sobre uma compressa dobrada ou enrolada, conforme demonstra a figura abaixo; * A pele no local da punção é limpa e desengordurada com algodão embebido em álcool ou solução de álcool iodado; * Faz-se um pequeno botão anestésico no local da punção, com agulha 25, que permite várias tentativas sem produzir dor no local;
- A artéria é palpada com uma das mãos, enquanto a outra empunha a seringa com agulha 20 ou 21; * A agulha deve fazer um ângulo de trinta graus com a pele, para perfurar a artéria em posição oblíqua, que facilita a hemostasia natural pelas fibras musculares da parede arterial; * Ao ser alcançada a luz da artéria, observa-se o fluxo sanguíneo no interior da seringa que em geral impulsiona o êmbolo. Esta manobra é mais fácil com as seringas de vidro que com as de plástico. Nestas últimas, em geral, é necessário puxar levemente o êmbolo para estabelecer o fluxo sanguíneo para o interior da seringa; * Se a punção transfixa a artéria, a agulha deve ser retirada vagarosamente, até que a sua ponta alcance a luz do vaso, quando se estabelecerá o fluxo sanguíneo; * A aspiração vigorosa com o êmbolo favorece a entrada de ar na amostra e deve ser evitada. Quando necessário, aspirar o sangue suavemente; * Após remover 2 mL. de sangue, retirar a agulha e comprimir o local da punção com algodão embebido em álcool ou álcool-iodado, por três minutos, para evitar a formação de hematomas no local da punção. * A punção em crianças pequenas deve ser feita com um escalpe fino (calibre 21), não adaptado à seringa, para permitir o livre fluxo do sangue. Um auxiliar deve conectar a seringa e aspirar a amostra quando o escalpe estiver cheio. A punção em crianças requer mais experiência com a técnica, embora as linhas gerais do procedimento sejam as mesmas.
ANALISADORES DE GASES Os analisadores de gases sanguíneos utilizam eletrodos especiais para a determinação do pH, da pressão parcial de dióxido de carbono (PCO2) e da pressão parcial de oxigênio (PO2). A pressão parcial de oxigênio é determinada ao mesmo tempo que os demais parâmetros; contudo, sua análise não tem implicações nos mecanismos do equilíbrio ácido-base. A PO2 do sangue arterial nos informa sobre a eficiência da oxigenação realizada nos alvéolos pulmonares. Os eletrodos de pH, pCO2 e de pO2 são contidos em um pequeno reservatório, cuja temperatura é controlada. O aparelho requer calibração prévia para uso, que é obtida por comparação com soluções padronizadas. Os aparelhos modernos calculam os parâmetros que não são diretamente medidos pelos eletrodos e são de grande precisão. A taxa de hemoglobina do sangue do paciente deve ser informada, para a correção do valor das bases em excesso ou em déficit. Estes cálculos consideram a presença do sistema tampão da hemoglobina. INTERPRETAÇÃO DO EXAME A interpretação da gasometria arterial, para a identificação de distúrbios do equilíbrio ácido-base é feita em etapas sucessivas: * Verificação do pH; * Verificação da PCO 2 ; * Verificação das bases (bicarbonato); * Verificação da diferença de bases (excesso ou déficit). VERIFICAÇÃO DO pH O valor do pH da amostra indica o estado do equilíbrio ácido-base. Um pH normal demonstra a ausência de desvios ou sua completa compensação. Se o pH está abaixo de 7,35, dizemos que existe acidose; quando o pH está acima de 7,45, dizemos que existe alcalose, conforme representado na figura abaixo.
A análise do pH demonstra, simplesmente, a existência de acidose ou alcalose. Podemos, com base na experiência clínica, estimar a gravidade dos distúrbios pelos níveis do pH. Um pH igual ou inferior a 7,25 é indicativo de acidose severa, enquanto que um pH, igual ou superior a 7,55 é indicativo de alcalose severa. A avaliação isolada do pH, obviamente, não oferece qualquer indicação sobre a origem do distúrbio, que pode ser respiratória ou metabólica.
VERIFICAÇÃO DA PCO 2 Após determinar a presença de acidose ou alcalose, devemos investigar a origem do distúrbio. O passo seguinte é avaliar o componente respiratório do equilíbrio ácido-base.
O componente respiratório é avaliado pela quantidade de ácido carbônico existente no sangue. O ácido carbônico existe quase completamente sob a forma de CO2 + H2O. A sua quantidade, portanto, pode ser determinada pela pressão parcial do dióxido de carbono (PCO 2 ). A pressão parcial do CO2 no sangue arterial normal oscila entre 35 e 45mmHg. Um valor anormal da PCO2, acima de 45mmHg ou abaixo de 35mmHg, indica a origem respiratória do distúrbio. Quando a PCO2 está acima de 45mmHg significa que há retenção de CO2 no sangue, o que, em consequência reduz o pH. Existe, portanto, acidose respiratória. Quando, ao contrário, a PCO2 está abaixo de 35mmHg significa que há excessiva eliminação de CO2 do sangue e, em consequência, o pH se eleva. Nessas circunstâncias, estamos diante de um quadro de alcalose respiratória. A figura 15 ilustra o comportamento da PCO2 que origina os dois distúrbios de natureza respiratória. NOTA: Embora na prática, o termo PCO2 seja de uso corrente, a expressão da pressão parcial de gases, deve respeitar a seguinte convenção: PACO 2 : refere-se à pressão parcial do CO2 no gas alveolar (com A maiúsculo). PaCO2: refere-se à pressão parcial do CO2 no sangue arterial (com a minúsculo). PvCO2: refere-se à pressão parcial do CO2 no sangue venoso (com v minúsculo).
VERIFICAÇÃO DAS BASES A quantidade de bases disponíveis no sangue, indica o estado do componente metabólico do equilíbrio ácido-base. As bases disponíveis no organismo para a neutralização dos ácidos, não são medidas diretamente na amostra do sangue, como acontece com o pH e a pCO2; na realidade, a medida das bases é derivada das medidas anteriores. Os analisadores de gases de uso corrente calculam aqueles valores. A relação entre o bicarbonato plasmático, controlado pelos rins, e o ácido carbônico, controlado pelos pulmões, determina o pH. Esse princípio permite o cálculo das bases, em função da sua relação com o pH e a PCO 2.
Existem diversos modos de expressar as bases existentes no sangue. Os dois parâmetros mais correntemente utilizados na prática, são o bicarbonato real e o base excess. No analisador de gases, a amostra de sangue é colocada em presença de uma solução padronizada, cuja PCO2 é de 40mmHg. Após o equilíbrio, a PCO2 da amostra será de 40mmHg, independente do seu valor inicial. O bicarbonato real existente no sangue é calculado à partir do pH e do CO2. Os valores das bases são expressos em miliequivalentes por litro ou, mais comumente em milimols/litro (mM/L). O valor normal do bicarbonato real (BR), oscila de 22 a 28mM/L. A figura 16 ilustra o comportamento do bicarbonato real nos distúrbios metabólicos do equilíbrio ácido-base. Quando o bicarbonato real (BR) está baixo, inferior a 22mM/L, significa que parte da reserva de bases foi consumida; em consequência o pH do sangue se reduz, configurando o quadro de acidose metabólica. Quando, ao contrário, o bicarbonato real (BR) está elevado, acima de 28mM/L, significa que há excesso de bases disponíveis no sangue. O excesso das bases eleva o pH, configurando o quadro da alcalose metabólica.
VERIFICAÇÃO DA DIFERENÇA DE BASES
O cálculo do bicarbonato ignora o poder tamponante do fosfato e das proteinas (principalmente a hemoglobina) do sangue e, portanto, não permite quantificar o distúrbio com precisão. A capacidade total de neutralização das bases é melhor refletida pelo cálculo da diferença de bases (excesso ou déficit de bases existentes). Este parâmetro é calculado à partir das medidas do pH, da PCO2 e da hemoglobina. O resultado expressa o excesso de bases existentes nas alcaloses metabólicas ou o déficit de bases existentes nas acidoses metabólicas. O valor aceito como normal para a diferença de bases é de 2mEq/L ou, em outras palavras: a diferença de bases oscila entre um déficit (BD) de -2,0mEq/l e um excesso (BE) de +2,0mEq/l. Usa-se o termo excesso de bases, do inglês "base excess" (BE) para exprimir o resultado positivo e o termo déficit ou deficiência de bases, "base deficit" (BD) para exprimir o resultado negativo. Um déficit de bases indica a
O distúrbio primário da acidose respiratória é a redução da eliminação do dióxido de carbono ao nível das membranas alvéolo-capilares dos pulmões. O CO 2 acumulado no sangue mantém elevada a quantidade de ácido carbônico e de íons hidrogênio livres. O hidrogênio tende a penetrar nas células em troca pelo potássio, que aumenta seu valor no plasma nas primeiras horas do início da alteração. Os rins procuram eliminar o máximo de íons hidrogênio, que tornam a urina excessivamente ácida.
QUADRO LABORATORIAL
Os resultados da gasometria arterial permitem o diagnóstico da acidose respiratória:
- O pH está baixo (inferior a 7,35);
- A PCO2 está elevada (acima de 45mmHg). A associação daquelas alterações do pH e da pCO2, permitem o diagnóstico da acidose respiratória, conforme ilustra a figura acima. Em geral, nos distúrbios agudos a reserva de bases (bicarbonato real) é normal. COMPENSAÇÃO DA ACIDOSE RESPIRATÓRIA A acidose respiratória em geral é um distúrbio agudo que pode ser grave e rapidamente fatal. Casos de enfisema pulmonar e outras doenças crônicas do parênquima pulmonar, podem desenvolver graus leves de acidose respiratória crônica, cuja duração permite compensação relativamente eficaz. A retenção crônica de dióxido de carbono, aumenta o teor de ácido carbônico do organismo. Os rins eliminam íons hidrogênio e retém os íons bicarbonato, o que aumenta a reserva de bases e mantém o pH nos limites normais ou muito próximo deles. Infecções respiratórias podem descompensar estes pacientes levando-os a grandes aumentos da PCO2 e grandes quedas do pH resultando em acidose respiratória crônica agudizada.
TRATAMENTO DA ACIDOSE RESPIRATÓRIA O tratamento da acidose respiratória depende da causa e da severidade do distúrbio. Em linhas gerais, contudo, o tratamento consiste de medidas para estimular a ventilação pulmonar que vão desde o incentivo à tosse e eliminação de secreções bronco-pulmonares até a entubação traqueal e ventilação mecânica. Um plano adequado de toilete bronco-pulmonar e fisioterapia respiratória são importantes medidas auxiliares que, em certas circunstâncias podem contribuir para reduzir a necessidade de ventilação mecânica. A ventilação mecânica, quando utilizada, deve ser cuidadosamente conduzida e monitorizada. A ventilação mecânica inadequada também pode ser causa de hipoventilação e retenção de dióxido de carbono, com produção de acidose respiratória.
RESUMO Os distúrbio do equilíbrio ácido-base podem ser de origem respiratória ou de origem metabólica. A eliminação respiratória do dióxido de carbono é o grande regulador da concentração do ácido carbônico no organismo. Quando a eliminação do dióxido de carbono nos alvéolos pulmonares está reduzida, o CO2 se acumula no sangue e, em consequência, aumenta a quantidade de ácido carbônico e de íons hidrogênio livres. Estas circunstâncias originam a acidose de natureza respiratória. Devido à maior quantidade de íons hidrogênio livres o pH se reduz. Os valores do pH inferiores a 7,35 caracterizam a existência da acidose. O acúmulo do dióxido de carbono no sangue é representado pela elevação da sua pressão parcial (PCO2). Quando a PCO2 supera 45mmHg, configura a natureza respiratória da acidose. Em geral os quadros de acidose respiratória são de instalação rápida; não há tempo para que os mecanismos de compensação sejam eficazes. O tratamento da acidose respiratória consiste de medidas destinadas a estimular a ventilação pulmonar e inclui estímulo à tosse, toilete bronco-pulmonar, fisioterapia respiratória e ventilação com respiradores mecânicos. Quando a acidose respiratória é leve e causada por doença pulmonar crônica, a compensação renal consiste em reter íons bicarbonato, aumentando a reserva de bases e normalizando o pH.
ALCALOSE RESPIRATÓRIA
OBJETIVOS: Descrever a alcalose de origem respiratória e suas principais causas. Analisar as consequências da excessiva redução do dióxido de carbono e do ácido carbônico no sangue. Analisar os resultados da gasometria arterial na alcalose respiratória.
CONCEITOS GERAIS Os quatro grandes distúrbios do equilíbrio ácido-base são de origem respiratória ou metabólica. Os distúrbios de origem respiratória decorrem de alterações da eliminação do dióxido de carbono (CO2) do sangue, ao nível das membranas alvéolo-capilares. A eliminação respiratória regula a quantidade de dióxido de carbono no sangue e, dessa forma, regula o nível de ácido carbônico. Quando a eliminação do dióxido de carbono nos pulmões é elevada, o nível sanguíneo de ácido carbônico se reduz; há menor quantidade de íons hidrogênio livres. A quantidade reduzida de dióxido de carbono no sangue, em consequência da hiperventilação é denominada hipocapnia. O distúrbio resultante é a alcalose respiratória. A alcalose respiratória é, portanto, consequência da hiperventilação pulmonar.
CAUSAS DE ALCALOSE RESPIRATÓRIA A alcalose respiratória é sempre consequência da hiperventilação pulmonar, tanto na sua forma aguda como na crônica. A hiperventilação pulmonar pode ser secundária a doença pulmonar ou não. A hiperventilação pode também ser devida à resposta quimioceptora do organismo em consequência de hipoxemia, disfunção do sistema nervoso central ou mecanismo de compensação ventilatória, na presença de acidose metabólica. A hiperventilação que acompanha certos quadros de agitação psico-motora pode produzir alcalose respiratória
aguda que leva a tonteiras ou desmaios. Na terapia intensiva a alcalose respiratória é frequentemente produzida pelo uso da ventilação artificial com respiradores mecânicos. Nessas circunstâncias um leve grau de alcalose, com PCO2 entre 30 e 34mmHg contribui para reduzir o estímulo respiratório e manter o paciente ligeiramente sedado com menores doses de tranquilizantes. Outras causas de alcalose respiratória como subproduto da hiperventilação podem ser enumeradas como: angústia, dor, febre elevada com calafrios, insuficiência hepática, meningoencefalites, sepsis e hipertireoidismo. Hiperventilação intencional, com níveis de PaCO2 entre 28 e 30 mmHg são utilizados clinicamente objetivando reduzir a pressão intracraniana.
ALTERAÇÕES DA FISIOLOGIA O distúrbio primário da alcalose respiratória é a eliminação excessiva de dióxido de carbono ao nível das membranas alvéolo-capilares dos pulmões. A tensão parcial do CO2 no sangue se reduz, bem como reduz-se a quantidade de ácido carbônico e a quantidade de íons hidrogênio livres. Há o deslocamento de íons hidrogênio do interior das células para o interstício, em troca pelo potássio, cujo teor no sangue se reduz.
QUADRO LABORATORIAL
Os resultados da gasometria arterial mostram os principais achados que permitem o diagnóstico da acidose respiratória:
- O pH está elevado (acima de 7,45);
- A PCO2 está baixa (abaixo de 35mmHg). A existência dessas duas alterações permitem firmar o diagnóstico da alcalose respiratória, conforme ilustra a figura. COMPENSAÇÃO DA ALCALOSE RESPIRATÓRIA A alcalose respiratória é um distúrbio menos severo que a acidose respiratória. Frequentemente é induzida por terapia respiratória que inclui ventilação mecânica. Quando o distúrbio se prolonga, os rins diminuem a absorção de íon bicarbonato do filtrado glomerular, promovendo maior eliminação pela urina, que se torna excessivamente alcalina.
TRATAMENTO DA ALCALOSE RESPIRATÓRIA Em geral os quadros de alcalose respiratória são leves e de baixa gravidade. O tratamento em todos os casos consiste em remover a causa da hiperventilação. Nos casos mais severos pode ocorrer hipopotassemia, capaz de gerar arritmias cardíacas, pela entrada rápida de potássio nas células em troca pelos íons hidrogênio. Os casos mais frequentes de alcalose respiratória severa são secundários à ventilação mecânica prolongada; o tratamento consiste em ajustar os controles do aparelho adequando a ventilação às necessidades do paciente. RESUMO Os distúrbios do equilíbrio ácido-base podem ser de origem respiratória ou de origem metabólica. A eliminação respiratória do dióxido de carbono é o grande regulador da concentração do ácido carbônico no organismo. Quando a eliminação do dióxido de carbono nos alvéolos pulmonares é excessiva, a quantidade de CO2 e, em consequência, a quantidade de ácido carbônico do sangue estão diminuidos. Estas circunstâncias originam a alcalose de natureza respiratória. Devido à menor quantidade de íons hidrogênio livres, o pH se eleva. Os valores do pH superiores a 7,45 caracterizam a existência da alcalose. A redução do dióxido de carbono no sangue é representada pela queda da sua pressão parcial (PCO2). Quando a PaCO2 é inferior a 35mmHg., configura-se a natureza respiratória da alcalose. Em geral os quadros de alcalose respiratória ocorrem em pacientes sob ventilação mecânica nas unidades de terapia intensiva. São de instalação rápida e não há tempo para que os mecanismos de compensação sejam eficazes. O tratamento consiste em remover as causas da hiperventilação. Quando o distúrbio é leve e persistente a compensação renal consiste em reduzir a absorção dos íons bicarbonato do filtrado glomerular, mantendo a relação do sistema tampão constante. A urina se torna alcalina.
ACIDOSE METABÓLICA
OBJETIVOS: Descrever a acidose de origem metabólica e suas principais causas. Analisar as consequências do excesso de ácidos não voláteis no sangue. Analisar os resultados da gasometria arterial na acidose metabólica.
CONCEITOS GERAIS
Os quatro grandes distúrbios do equilíbrio ácido-base são de origem respiratória ou metabólica. Os distúrbios de origem metabólica são produzidos pelo acúmulo de ácidos fixos (acidose metabólica) ou de bases (alcalose metabólica) nos líquidos do organismo. Ocorre acidose metabólica quando há predomínio da quantidade de ácidos fixos em relação às bases disponíveis para a sua neutralização. Estas circunstâncias podem ser consequência do aumento da produção de ácidos, da ingestão de ácidos fixos ou da perda excessiva de bases pelo organismo.
CAUSAS DE ACIDOSE METABÓLICA
A acidose metabólica é um distúrbio bastante comum nas unidades de emergência, de pós-operatório e de terapia intensiva. É um distúrbio sério, capaz de produzir complicações severas ou mesmo levar à morte. A acidose metabólica, de um modo geral, ocorre em quatro circunstâncias:
- Aumento da produção de ácidos não voláteis, que supera a capacidade de neutralização ou de eliminação do organismo;
podemos administrar 1 a 2mEq de bicarbonato de sódio a 8,4% por quilo de pêso do paciente, a cada 15 ou 30 minutos ou mais frequentemente, se necessário, até que se consiga realizar a gasometria arterial ou haja a recuperação dos batimentos cardíacos. A acidose inibe a resposta do miocárdio ao estimulo da adrenalina e outras drogas inotrópicas e antiarrítmicas. A tendência atual é limitar muito ou mesmo abolir o uso de bicarbonato de sódio nesta situação. Há diversos estudos mostrando aspectos negativos do uso de bicarbonato na recuperação da contração miocárdica. O bicarbonato administrado neutraliza o ácido láctico produzido pelo metabolismo anaeróbico e o ácido carbônico resultante se dissocia em CO2 e água. O CO2 se acumula no sangue e, sendo extremamente difusível, penetra nas células causando acidose respiratória intracelular, o que dificulta muito a recuperação do miocárdio. Nos casos de insuficiência renal podem ser indicados os métodos de depuração extrarrenal: diálise peritoneal ou hemodiálise.
RESUMO Os distúrbios do equilíbrio ácido-base podem ser de origem metabólica ou respiratória. A acidose metabólica ocorre em uma de quatro circunstâncias:
- Quando há excesso de produção de ácidos fixos,não voláteis, como o ácido lático ou ácidos cetônicos, por exemplo.
- Quando há ingestão de substância ácida.
- Quando os ácidos fixos não podem ser eliminados devido à insuficiência renal.
- Quando há perda excessiva de bases, como na obstrução intestinal alta e nas diarréias intensas, por exemplo. A acidose metabólica é acompanhante comum dos quadros de hipotensão arterial severa, choque de todos os tipos e parada cardio-respiratória. Pode ocorrer ainda nas diarréias severas, no diabetes descompensado e na obstrução intestinal alta. Os íons hidrogênio liberados pela dissociação do ácido em excesso reduzem o pH; os radicais negativos dos ácidos fixos reagem com o bicarbonato, produzindo sais de sódio e ácido carbônico. Na insuficiência de bases, o bicarbonato total está diminuido, com predomínio dos ácidos e aumento dos íons hidrogênio livres. A gasometria arterial mostra o pH abaixo de 7,35, caracterizando a acidose. A PaCO2 é normal e o bicarbonato padrão ou standard é baixo, inferior a 22mEq/L. Há também um déficit de bases, maior que -2mEq/L. O principal tratamento da acidose metabólica consiste na remoção das causas do distúrbio. A administração de bicarbonato de sódio pode controlar a acidose metabólica, enquanto as medidas dirigidas à remoção da causa primária são providenciadas ou tornam-se eficazes. Nos casos de parada cardio-respiratória podemos administrar 1 a 2 mEq. de bicarbonato de sódio por quilograma de peso a cada 15 ou 30 minutos.
ALCALOSE METABÓLICA
OBJETIVOS: Descrever a alcalose de origem metabólica e suas principais causas. analisar as consequências do excesso de bases no sangue. Analisar os resultados da gasometria arterial na alcalose metabólica.
CONCEITOS GERAIS
Os principais distúrbios do equilíbrio ácido-base são de origem respiratória ou metabólica. Quando há acúmulo de bases no organismo, em relação à quantidade de ácidos a serem neutralizados, configura-se o quadro da alcalose metabólica. Isto pode ocorrer em consequência de ganho real de bases ou em consequência da perda de ácidos. Este distúrbio não é muito frequente na prática médica; a alcalose metabólica é, frequentemente, produzida pela administração vigorosa ou intempestiva de álcalis, como o bicarbonato de sódio, com a finalidade de tamponar acidoses pré-existentes.
CAUSAS DE ALCALOSE METABÓLICA
A alcalose metabólica pode surgir em duas circunstâncias principais:
- Ganho excessivo de bases. Em geral as bases em excesso são administradas aos pacientes, sob a forma de bicarbonato de sódio, com o intuito de tamponar acidose pré-existentes. Com o manuseio adequado dos demais distúrbios do equilíbrio ácido-base, essa causa de alcalose metabólica se torna cada vez mais rara. 2. Perda de ácidos ou íons hidrogênio. A perda de íon hidrogênio mais comum ocorre na estenose pilórica, onde os vômitos produzidos pela dilatação do estômago eliminam grande quantidade de ácido clorídrico. O uso imoderado de diuréticos também acentua a eliminação de íons hidrogênio pela urina e pode produzir alcalose metabólica. Nas alcaloses os íons hidrogênio e potássio são trocados pelos íons sódio; pode, portanto, ocorrer hipopotassemia associada nas alcalose metabólicas.
ALTERAÇÕES DA FISIOLOGIA
Quando ocorre um excesso de bases, estas captam os íons hidrogênio, cuja concentração fica menor; o pH se eleva. As bases em excesso reagem com o ácido carbônico, produzindo bicarbonato e outros. O bicarbonato total e o bicarbonato standard se elevam. A perda de íons hidrogênio também eleva o pH. O bicarbonato deixa de ser reabsorvido do filtrado glomerular e a urina se torna mais alcalina.
QUADRO LABORATORIAL
Os resultados da gasometria arterial permitem o diagnóstico da alcalose metabólica:
- O pH está elevado, superior a 7,45;
- A PaCO2 está normal; não há interferência respiratória na produção do distúrbio;
- O bicarbonato real está elevado, acima de 28mM/L; 4. Há um excesso de bases (BE), superior a +2mEq/L.
COMPENSAÇÃO DA ALCALOSE METABÓLICA
O mecanismo de compensação respiratória é pouco expressivo, nas alcaloses respiratórias. A redução da eliminação de dióxido de carbono produziria hipóxia concomitante; como o centro respiratório é extremamente sensível ao teor de CO2, esta compensação é limitada. Os rins diminuem a produção de amônia e trocam menos ión hidrogênio por sódio, para permitir sua maior eliminação. A reabsorção tubular do íon bicarbonato também fica deprimida. A urina resultante é bastante alcalina.
TRATAMENTO DA ALCALOSE METABÓLICA
De um modo geral a alcalose metabólica é leve ou moderada e não requer tratamento especial a não ser a remoção da sua causa, quando possível. A reposição líquida nos casos de estenose pilórica, com frequência contribui para normalizar o total das bases. O uso mais moderado dos diuréticos e a administração de cloreto de potássio tendem à normalizar os demais quadros. Em casos excepcionais, a alcalose metabólica é tão severa que pode justificar a necessidade de se administrar soluções de ácidos por via venosa. Nesses raros casos usam-se soluções de ácido clorídrico. Essas soluções, contudo, não existem em nosso mercado. RESUMO Os distúrbios do equilíbrio ácido-base podem ser de origem metabólica ou respiratória. A alcalose metabólica é um distúrbio pouco frequente, na prática clínica, em relação aos demais distúrbios. Em geral, a alcalose metabólica ocorre em uma de duas circunstâncias:
- Quando há excesso de bases, geralmente por administração intempestiva de bicarbonato de sódio, para corrigir acidose pré-existente;
- Quando há perda de ácidos fixos, como pode ocorrer na estenose pilórica em que o ácido clorídrico do estômago é perdido através os vômitos. As bases em excesso nos líquidos captam os íons hidrogênio; o pH se eleva. O bicarbonato real está elevado e o excesso de bases supera o valor de +2mEq/L. A eliminação acentuada de íons hidrogênio por uso de diuréticos, também pode causar alcalose metabólica. A gasometria arterial mostra o pH acima de 7,45, o bicarbonato real superior a 28mM/L e um BE maior que +2. O tratamento da alcalose metabólica consiste em atuar sobre as causas primárias do distúrbio.
