·
Engenharia de Produção ·
Outros
Envie sua pergunta para a IA e receba a resposta na hora
Texto de pré-visualização
SISTEMA TAMPÃO 1 SISTEMA TAMPÃO BIOQUÍMICA SISTEMA TAMPÃO 2 SISTEMA TAMPÃO CONTEÚDO YASMIN FRAGA DA SILVA ALVES CURADORIA PEDRO SULTANO SISTEMA TAMPÃO 3 SUMÁRIO SUMÁRIO 3 SISTEMA TAMPÃO 4 Curva de Titulação 5 Sistema Tampão 6 Homeostasia 7 Tampão bicarbonato 8 Referências 10 SISTEMA TAMPÃO 4 SISTEMA TAMPÃO A água tem potencial hidrogeniônico pH neutro em torno de 7 funcionando como um ácido ou base e por isso pode doar ou cap turar prótons do meio Ácidos são moléculas capazes de doar íons H formando o íons H3O Já as bases são moléculas com capacidade para capturar aceptoras os íons H Ácidos em solução aquosa tendem a perder o próton tal como descreve a reação a seguir Essa tendência depende da força do ácido Essas reações entre ácidos e bases tendem ao equilíbrio Nesse sentido a reação que descreve essa constante de equilíbrio do ácido Ka ou constante de ionização com para a concentração dos reagentes ioniza ção do ácido aos produtos forma molecular do ácido Ácidos mais fortes têm maior va lor de Ka comparados a ácidos mais fracos A partir da constante de equilíbrio do ácido podemos calcular a constante de dissocia ção desse ácidopKa O pKa expressa a tendência de um grupo for necer um próton H ao meio Por essas duas fórmulas é possível analisar a relação inversamente proporcional entre o Ka e o pKa Com isso é possível determinar a força do ácido analisado já que quanto maior a tendência de o próton ser doado ao meio maior o Ka e menor o pKa Imagem 1 Constantes de dissociação de alguns ácidos e o valor de pKa e pH correspondente Fonte Nelson DV Princípios de Bioquímica de Lehninger 7ed 2019 SISTEMA TAMPÃO 5 O ácido carbônico e aminoácidos possuem pelo menos 2 prótons e podem doar ou rece ber prótons de acordo com o pH do meio Isso ocorre também com ácidos triprotona dos podendo doar 3 prótons ao meio e por isso três pKa definidos Curva de Titulação Utilizamos a titulação para definir a quanti dade de ácido em solução Nesse caso é utilizado uma base forte de concentração e volumes conhecidos a fim de reagir e neutra lizar o ácido na sequência a quantidade deste pode ser determinada por um indica dor ou pHmetro Na curva de titulação valores de pH e a quantidade de base forte adicionada formam os eixos e fornecem o pKa do ácido Imagem 2 Curva de titulação do ácido acético Está representada nessa imagem o ponto isoelétrico e a região de tamponamento Fonte Nelson DV Princípios de Bioquímica de Lehninger 7ed 2019 O ponto isoelétrico é o ponto central da ti tulação na qual as concentrações de doado res e aceptores de prótons são iguais e o pH é igual ao pKa Nesse ponto a carga é neutra Nesse ponto portanto a força de tampona mento do sistema é máxima Já a região de tamponamento sombreada no gráfico a seguir representa a região em que há poder tamponante ou seja região na qual há poucas variações do pH Nessa zona certas quantidades de prótons ou hidroxilas adicionadas ao sistema têm poucos efeitos no pH em comparação à mesma quantidade sendo adicionada fora dessa zona SISTEMA TAMPÃO 6 Sistema Tampão Em um sistema não tampão quando adici onamos ácido a um meio neutro há dissoci ação do ácido e a concentração de H excede a concentração de OH do meio tornando esse meio ácido Contudo essa ampla ten dência variação de pH no organismo hu mano interromperia diversas etapas do me tabolismo e comprometeria os constituintes celulares Por isso existem soluções tampão que mesmo com a adição de espécies ácidas ao meio mantém o pH deste constante Os tampões são portanto sistemas que tendem a resistir a variações no seu pH quando pe quenas quantidades de um ácido ou uma base são adicionadas A solução tampão é formada por um ácido fraco o doador de prótons e sua base con jugada o aceptor de prótons porque pos suem baixa tendência de se dissociar man tendo o controle do próton na sua molécula Se for um ácido fraco ele dissocia o próton que fica associado à água íon hidrônio H3O e libera sua base conjugada Já se a solução tampão for formada por uma base fraca ela pode capturar um próton for mando o ácido conjugado e mantendo a quantidade de base no sistema Existem diversos sistemas tampões no nosso organismo que mantém o pH cons tante Há os mecanismos primários ou pri meira linha de defesa contra alterações de pH que são sistemas de tampões quími cos Os principais exemplos são Tampão bicarbonato Tampão fosfato Proteínas aminoácidos No entanto caso esses mecanismos iniciais não sejam efetivos a segunda linha de de fesa contra alterações de pH formada por tampões fisiológicos entra em ação É o caso do Mecanismo respiratório com excre ção de CO2 Mecanismo renal com excreção de H SISTEMA TAMPÃO 7 Imagem 3 O par ácido acéticoacetato é um exemplo de sistema tampão pois sempre que H ou OH são adicio nados em um tampão há mudança na razão das concentrações relativas de produtos e reagentes tendendo a ma nutenção do equilíbrio do pH Fonte Nelson DV Princípios de Bioquímica de Lehninger 7ed 2019 HOMEOSTASIA Durante as atividades vitais é comum ocor rerem alterações no metabolismo que acar retam alterações nos metabólitos sanguí neos e por conseguintes variações no pH As principais fontes de prótons H decor rentes dos processos metabólicos advém de quatro processos Metabolismo aeróbico da glicose com formação de ácido carbônico e consequente liberação de H Metabolismo anaeróbico da gli cose fermentação lática com for mação de ácido lático e liberação de H Oxidação incompleta de ácidos graxos betaoxidação com forma ção de corpos cetônicos ácidos e libe ração de H Oxidação de aminoácidos sulfura dos com formação de ácido sulfúrico e liberação de H Nesse sentido os compartimentos do orga nismo exibem diferentes valores de pH As linhas de defesa contra alterações de pH são fundamentais para a manutenção de es truturas e biomoléculas como as enzimas que podem ser ativadas ou inativadas con forme o pH do meio SISTEMA TAMPÃO 8 Imagem 4 pH ótimo de algumas enzimas Fonte Nelson DV Princípios de Bioquímica de Lehninger 7ed 2019 Contudo no sangue essas alterações são mais sensíveis visto que pequenas altera ções 0204 no pH podem modificar o me tabolismo de células e componentes desse compartimento O sangue arterial costuma estar em torno de 74 reduções nesse pH representam Acidose enquanto casos de au mento do pH culminam em Alcalose Ambas podem ser de origem metabólica ou respira tória dependendo do tipo de tampão ou res posta envolvida Compartimento corporal Concentração de H em mEqL pH Líquido extracelular Sangue arterial Sangue venoso Líquido Intersticial 40𝑥105 40𝑥105 40𝑥105 740 735 735 Líquido Intracelular 10𝑥103 a 40𝑥105 60 a 74 Urina 30𝑥102 a 10𝑥105 45 a 80 HCl gástrico 160 08 Tampão bicarbonato O tampão ácido carbônicobicarbonato é o principal sistema tampão do organismo sendo a primeira linha de defesa contra alte rações fisiológicas e metabólicas É um tam pão fisiológico efetivo em pH próximo de 74 Quando há incremento de H no sangue du rante uma atividade física vigorosa por exemplo o próton é capturado pelo bicarbo nato alterando a constante de equilíbrio da água e favorecendo a produção de ácido car bônico Nesse sentido quanto maior a SISTEMA TAMPÃO 9 concentração de ácido no sangue maior a formação de ácido carbônico para tamponar esse excesso No pulmão o ácido carbônico é dissociado em água e gás carbônico que é eliminado através da respiração A enzima responsável por esse processo é a anidrase carbônica presente nos eritróci tos e no pulmão a qual captura o H locali zado no sangue forma o ácido carbônico e é ativada no pulmão a dissociar esse ácido em água e gás carbônico Imagem 5 Sistema tampão bicarbonato envol vendo três equilíbrios reversíveis Fonte Nelson DV Princípios de Bioquímica de Lehninger 7ed 2019 A reação compensatória desse mecanismo é resposta secundária à ação do tampão pro movida pelo mecanismo respiratório atra vés da hiperventilação a qual favorece a ex pulsão de CO2 para o meio durante a expira ção SISTEMA TAMPÃO 10 jalekoacademicos Jaleko Acadêmicos grupoJaleko REFERÊNCIAS Bioquímica Água e suas propriedades Sistema Tampão pH e Sistema tampão Professor Rafael Simões Jaleko Acadêmicos Disponível em httpswwwjalekocombr Bioquímica Água e suas propriedades Sistema Tampão pH x Homeosta sia Professor Rafael Simões Jaleko Acadêmicos Disponível em httpswwwjalekocombr NELSON David L Princípios de Bioquímica de Lehninger 6ed Porto Alegre Artmed 2019 1328p RODWELL Victor W Bioquímica Ilustrada de Harper 31ed Porto Alegre AMGH 2021 800p VISITE NOSSAS REDES SOCIAIS
Envie sua pergunta para a IA e receba a resposta na hora
Texto de pré-visualização
SISTEMA TAMPÃO 1 SISTEMA TAMPÃO BIOQUÍMICA SISTEMA TAMPÃO 2 SISTEMA TAMPÃO CONTEÚDO YASMIN FRAGA DA SILVA ALVES CURADORIA PEDRO SULTANO SISTEMA TAMPÃO 3 SUMÁRIO SUMÁRIO 3 SISTEMA TAMPÃO 4 Curva de Titulação 5 Sistema Tampão 6 Homeostasia 7 Tampão bicarbonato 8 Referências 10 SISTEMA TAMPÃO 4 SISTEMA TAMPÃO A água tem potencial hidrogeniônico pH neutro em torno de 7 funcionando como um ácido ou base e por isso pode doar ou cap turar prótons do meio Ácidos são moléculas capazes de doar íons H formando o íons H3O Já as bases são moléculas com capacidade para capturar aceptoras os íons H Ácidos em solução aquosa tendem a perder o próton tal como descreve a reação a seguir Essa tendência depende da força do ácido Essas reações entre ácidos e bases tendem ao equilíbrio Nesse sentido a reação que descreve essa constante de equilíbrio do ácido Ka ou constante de ionização com para a concentração dos reagentes ioniza ção do ácido aos produtos forma molecular do ácido Ácidos mais fortes têm maior va lor de Ka comparados a ácidos mais fracos A partir da constante de equilíbrio do ácido podemos calcular a constante de dissocia ção desse ácidopKa O pKa expressa a tendência de um grupo for necer um próton H ao meio Por essas duas fórmulas é possível analisar a relação inversamente proporcional entre o Ka e o pKa Com isso é possível determinar a força do ácido analisado já que quanto maior a tendência de o próton ser doado ao meio maior o Ka e menor o pKa Imagem 1 Constantes de dissociação de alguns ácidos e o valor de pKa e pH correspondente Fonte Nelson DV Princípios de Bioquímica de Lehninger 7ed 2019 SISTEMA TAMPÃO 5 O ácido carbônico e aminoácidos possuem pelo menos 2 prótons e podem doar ou rece ber prótons de acordo com o pH do meio Isso ocorre também com ácidos triprotona dos podendo doar 3 prótons ao meio e por isso três pKa definidos Curva de Titulação Utilizamos a titulação para definir a quanti dade de ácido em solução Nesse caso é utilizado uma base forte de concentração e volumes conhecidos a fim de reagir e neutra lizar o ácido na sequência a quantidade deste pode ser determinada por um indica dor ou pHmetro Na curva de titulação valores de pH e a quantidade de base forte adicionada formam os eixos e fornecem o pKa do ácido Imagem 2 Curva de titulação do ácido acético Está representada nessa imagem o ponto isoelétrico e a região de tamponamento Fonte Nelson DV Princípios de Bioquímica de Lehninger 7ed 2019 O ponto isoelétrico é o ponto central da ti tulação na qual as concentrações de doado res e aceptores de prótons são iguais e o pH é igual ao pKa Nesse ponto a carga é neutra Nesse ponto portanto a força de tampona mento do sistema é máxima Já a região de tamponamento sombreada no gráfico a seguir representa a região em que há poder tamponante ou seja região na qual há poucas variações do pH Nessa zona certas quantidades de prótons ou hidroxilas adicionadas ao sistema têm poucos efeitos no pH em comparação à mesma quantidade sendo adicionada fora dessa zona SISTEMA TAMPÃO 6 Sistema Tampão Em um sistema não tampão quando adici onamos ácido a um meio neutro há dissoci ação do ácido e a concentração de H excede a concentração de OH do meio tornando esse meio ácido Contudo essa ampla ten dência variação de pH no organismo hu mano interromperia diversas etapas do me tabolismo e comprometeria os constituintes celulares Por isso existem soluções tampão que mesmo com a adição de espécies ácidas ao meio mantém o pH deste constante Os tampões são portanto sistemas que tendem a resistir a variações no seu pH quando pe quenas quantidades de um ácido ou uma base são adicionadas A solução tampão é formada por um ácido fraco o doador de prótons e sua base con jugada o aceptor de prótons porque pos suem baixa tendência de se dissociar man tendo o controle do próton na sua molécula Se for um ácido fraco ele dissocia o próton que fica associado à água íon hidrônio H3O e libera sua base conjugada Já se a solução tampão for formada por uma base fraca ela pode capturar um próton for mando o ácido conjugado e mantendo a quantidade de base no sistema Existem diversos sistemas tampões no nosso organismo que mantém o pH cons tante Há os mecanismos primários ou pri meira linha de defesa contra alterações de pH que são sistemas de tampões quími cos Os principais exemplos são Tampão bicarbonato Tampão fosfato Proteínas aminoácidos No entanto caso esses mecanismos iniciais não sejam efetivos a segunda linha de de fesa contra alterações de pH formada por tampões fisiológicos entra em ação É o caso do Mecanismo respiratório com excre ção de CO2 Mecanismo renal com excreção de H SISTEMA TAMPÃO 7 Imagem 3 O par ácido acéticoacetato é um exemplo de sistema tampão pois sempre que H ou OH são adicio nados em um tampão há mudança na razão das concentrações relativas de produtos e reagentes tendendo a ma nutenção do equilíbrio do pH Fonte Nelson DV Princípios de Bioquímica de Lehninger 7ed 2019 HOMEOSTASIA Durante as atividades vitais é comum ocor rerem alterações no metabolismo que acar retam alterações nos metabólitos sanguí neos e por conseguintes variações no pH As principais fontes de prótons H decor rentes dos processos metabólicos advém de quatro processos Metabolismo aeróbico da glicose com formação de ácido carbônico e consequente liberação de H Metabolismo anaeróbico da gli cose fermentação lática com for mação de ácido lático e liberação de H Oxidação incompleta de ácidos graxos betaoxidação com forma ção de corpos cetônicos ácidos e libe ração de H Oxidação de aminoácidos sulfura dos com formação de ácido sulfúrico e liberação de H Nesse sentido os compartimentos do orga nismo exibem diferentes valores de pH As linhas de defesa contra alterações de pH são fundamentais para a manutenção de es truturas e biomoléculas como as enzimas que podem ser ativadas ou inativadas con forme o pH do meio SISTEMA TAMPÃO 8 Imagem 4 pH ótimo de algumas enzimas Fonte Nelson DV Princípios de Bioquímica de Lehninger 7ed 2019 Contudo no sangue essas alterações são mais sensíveis visto que pequenas altera ções 0204 no pH podem modificar o me tabolismo de células e componentes desse compartimento O sangue arterial costuma estar em torno de 74 reduções nesse pH representam Acidose enquanto casos de au mento do pH culminam em Alcalose Ambas podem ser de origem metabólica ou respira tória dependendo do tipo de tampão ou res posta envolvida Compartimento corporal Concentração de H em mEqL pH Líquido extracelular Sangue arterial Sangue venoso Líquido Intersticial 40𝑥105 40𝑥105 40𝑥105 740 735 735 Líquido Intracelular 10𝑥103 a 40𝑥105 60 a 74 Urina 30𝑥102 a 10𝑥105 45 a 80 HCl gástrico 160 08 Tampão bicarbonato O tampão ácido carbônicobicarbonato é o principal sistema tampão do organismo sendo a primeira linha de defesa contra alte rações fisiológicas e metabólicas É um tam pão fisiológico efetivo em pH próximo de 74 Quando há incremento de H no sangue du rante uma atividade física vigorosa por exemplo o próton é capturado pelo bicarbo nato alterando a constante de equilíbrio da água e favorecendo a produção de ácido car bônico Nesse sentido quanto maior a SISTEMA TAMPÃO 9 concentração de ácido no sangue maior a formação de ácido carbônico para tamponar esse excesso No pulmão o ácido carbônico é dissociado em água e gás carbônico que é eliminado através da respiração A enzima responsável por esse processo é a anidrase carbônica presente nos eritróci tos e no pulmão a qual captura o H locali zado no sangue forma o ácido carbônico e é ativada no pulmão a dissociar esse ácido em água e gás carbônico Imagem 5 Sistema tampão bicarbonato envol vendo três equilíbrios reversíveis Fonte Nelson DV Princípios de Bioquímica de Lehninger 7ed 2019 A reação compensatória desse mecanismo é resposta secundária à ação do tampão pro movida pelo mecanismo respiratório atra vés da hiperventilação a qual favorece a ex pulsão de CO2 para o meio durante a expira ção SISTEMA TAMPÃO 10 jalekoacademicos Jaleko Acadêmicos grupoJaleko REFERÊNCIAS Bioquímica Água e suas propriedades Sistema Tampão pH e Sistema tampão Professor Rafael Simões Jaleko Acadêmicos Disponível em httpswwwjalekocombr Bioquímica Água e suas propriedades Sistema Tampão pH x Homeosta sia Professor Rafael Simões Jaleko Acadêmicos Disponível em httpswwwjalekocombr NELSON David L Princípios de Bioquímica de Lehninger 6ed Porto Alegre Artmed 2019 1328p RODWELL Victor W Bioquímica Ilustrada de Harper 31ed Porto Alegre AMGH 2021 800p VISITE NOSSAS REDES SOCIAIS