Tratado de Fisiologia Médica
Regulação Respiratória do Equilíbrio Ácido‑Base
sistemas tampões muda ao mesmo tempo. Esse fenômeno é denominado
princípio isoídrico e é ilustrado pela seguinte fórmula:
K , K e K são as constantes de dissociação dos três respectivos ácidos, HA , 1 2 3 1
HA e HA , e A , A e A são as concentrações dos íons negativos livres que 2 3 1 2 3
constituem as bases dos três sistemas tampões.
A implicação desse princípio é de que qualquer condição que altere o equilíbrio
de um dos sistemas tampões também altera o equilíbrio de todos os outros,
porque os sistemas tampões, na verdade, tamponam uns aos outros ao trocar H+
entre si.
REGULAÇÃO RESPIRATÓRIA DO equilíbrio ÁCIDO-
BASE
A segunda linha de defesa contra os distúrbios ácido-base é o controle da
concentração de CO no líquido extracelular pelos pulmões. Aumento da 2
ventilação elimina o CO do líquido extracelular que, por ação das massas, 2
reduz a concentração de H+. Em contrapartida, menor ventilação aumenta o
CO + , também elevando a concentração de H no líquido extracelular. 2
A EXPIRAÇÃO PULMONAR DE CO2 BALANCEIA A
FORMAÇÃO METABÓLICA DE CO2
O CO é formado continuamente no corpo pelos processos metabólicos 2
intracelulares. Depois de formado, se difunde das células para os líquidos
intersticiais e para o sangue, e então o fluxo sanguíneo o transporta para os
pulmões, onde se difunde nos alvéolos, sendo transferido para a atmosfera
pela ventilação pulmonar. Cerca de 1,2 mol/L de CO dissolvido é, 2
normalmente, encontrado nos líquidos extracelulares, correspondendo à
Pco de 40 mmHg. 2
Se a formação metabólica de CO aumentar, a Pco do líquido extracelular 2 2
também aumentará. Em contrapartida, menor intensidade metabólica reduz
a Pco . Se a ventilação pulmonar aumentar, CO será expelido pelos 2 2
pulmões, e a Pco no líquido extracelular diminuirá. Portanto, mudanças na 2
ventilação pulmonar ou na formação de CO pelos tecidos podem alterar a 2
Pco do líquido extracelular. 2
O AUMENTO DA VENTILAÇÃO ALVEOLAR DIMINUI A
CONCENTRAÇÃO DE H+ DO LÍQUIDO EXTRACELULAR
E eleva O pH
Se a formação metabólica de CO permanecer constante, o único fator que 2
afetará a Pco no líquido extracelular será a ventilação alveolar. Quanto 2
maior a ventilação alveolar, menor a Pco . Como discutido, quando a 2
concentração de CO aumenta, a concentração de H CO e a concentração 2 2 3
de H + também aumentam, diminuindo, assim, o pH do líquido extracelular.
A Figura 31-2 mostra as mudanças aproximadas do pH sanguíneo
causadas por elevação ou redução da ventilação alveolar. Observe que o
aumento da ventilação alveolar para aproximadamente o dobro da normal
aumenta o pH do líquido extracelular por cerca de 0,23. Se o pH dos
líquidos corporais for de 7,40 com ventilação alveolar normal, duplicar a
ventilação aumenta o pH em torno de 7,63. Por outro lado, a redução na
ventilação al veo lar para um quarto da normal reduz o pH em 0,45. Ou seja,
se o pH for de 7,4 com ventilação alveolar normal, reduzir a ventilação a
um quarto da normal diminui o pH para 6,95. Como a ventilação alveolar
pode variar de modo acentuado, de tão baixa quanto 0 a tão alta, quanto 15
vezes a normal, pode-se entender facilmente o quanto o pH dos líquidos
corporais pode ser alterado pelo sistema respiratório.
Figura 31-2. Alteração do pH do líquido extracelular causada por elevação ou queda da ventilação alveolar, expressa em vezes o normal.
O AUMENTO DA CONCENTRAÇÃO DE H+ ESTIMULA A
VENTILAÇÃO ALVEOLAR
Não só a ventilação alveolar influencia a concentração de H+ ao alterar a
Pco + dos líquidos corporais, como também a concentração de H afeta a 2
ventilação alveolar. Assim, a Figura 31-3 mostra que a ventilação alveolar
aumenta até 4 a 5 vezes a normal quando o pH cai, do valor normal de 7,4,
para 7,0. Da mesma forma, um aumento no pH do plasma acima de 7,4,
causa uma redução da ventilação alveolar. A variação da ventilação por
unidade de pH é bem maior em níveis reduzidos do pH (correspondendo à
concentração elevada de H +), comparada aos níveis elevados de pH. A
razão desse fenômeno é que, quando a ventilação alveolar diminui devido
ao aumento do pH (menor concentração de H+), a quantidade de oxigênio
acrescentada ao sangue e a pressão parcial do oxigênio (Po ) no sangue 2
também caem, o que estimula a ventilação. Portanto, a compensação respiratória ao aumento do pH não é tão efetiva quanto a resposta à redução
do pH.
Figura 31-3. Efeito do pH sanguíneo sobre a ventilação alveolar.
Controle por Feedback da Concentração de H+ pelo Sistema
Respiratório. + Como a maior concentração de H estimula a respiração, e
já que o aumento da ventilação alveolar diminui a concentração de H+, o
sistema respiratório age como controlador por feedback negativo típico da
concentração de H +.
Ou seja, sempre que a concentração de H+ eleva acima do normal, o
sistema respiratório é estimulado e a ventilação alveolar aumenta. Esse
mecanismo reduz a Pco no líquido extracelular e diminui a concentração 2
de H + + de volta aos valores normais. Por outro lado, se a concentração de H cai abaixo da normal, o centro respiratório é inibido, a ventilação alveolar
diminui, e a concentração de H+ aumenta de volta aos valores normais.
Eficiência do Controle Respiratório da Concentração de H+. O
controle respiratório não retorna à concentração de H + precisamente de
volta ao normal, quando um transtorno fora do sistema respiratório altera o
pH. Geralmente, o mecanismo respiratório de controle da concentração de
H + tem eficiência entre 50% e 75%, correspondendo a ganho de feedback
de 1 a 3. Ou seja, se o pH aumentar subitamente pela adição de ácido do
líquido extracelular e o pH cair de 7,4 para 7,0, o sistema respiratório pode
retornar o pH a um valor em torno de 7,2 a 7,3. Essa resposta ocorre em 3 a
12 minutos.
Poder Tamponante do Sistema Respiratório. A regulação
respiratória do equilíbrio ácido-base é um tipo fisiológico de sistema
tampão + porque é ativado rapidamente e evita que a concentração de H se
altere muito até que a resposta mais lenta dos rins consiga eliminar a falha
do equilíbrio. Em termos gerais, a capacidade total de tamponamento do
sistema respiratório é 1 a 2 vezes maior que o poder de tamponamento de
todos os outros tampões químicos do líquido extracelular combinados. Ou
seja, 1 a 2 vezes mais ácido ou base podem ser normalmente tamponados
por esse mecanismo do que pelos tampões químicos.
O Comprometimento da Função Pulmonar Pode Causar
Acidose Respiratória. Discutimos até agora o papel do mecanismo
respiratório normal como meio de tamponar as alterações da concentração
de H+. Entretanto, anormalidades na respiração podem também causar
mudanças na concentração de H+. Por exemplo, o comprometimento da
função pulmonar, como no enfisema grave, diminui a capacidade dos
pulmões de eliminar CO , o que provoca um acúmulo de CO no líquido 2 2 extracelular e uma tendência à acidose respiratória. Além disso, a