equação de Henderson-Hasselbalch
Resumo
A equação de Henderson-Hasselbalch relaciona o pH ao pKa de um ácido fraco e à razão entre sua base conjugada e o ácido: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]). Em fisiologia, é usada para o sistema-tampão bicarbonato: pH = 6,1 + log([HCO₃⁻]/(0,03 × PaCO₂)). Em farmacologia, prevê a ionização, a absorção e o aprisionamento iônico de fármacos.
Detalhes
**Equação** - Forma geral: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]), em que A⁻ é a base conjugada e HA é o ácido fraco. - Quando pH = pKa, [A⁻] = [HA] (50% ionizado). Esse também é o ponto de capacidade tamponante máxima. Um tampão funciona melhor dentro de cerca de ±1 unidade de pH em relação ao seu pKa.
**Tampão bicarbonato (fisiologia do equilíbrio acidobásico)** - pH = 6,1 + log([HCO₃⁻] / (0,03 × PaCO₂)) - 0,03 é o coeficiente de solubilidade do CO₂ (mmol/L/mmHg); assim, 0,03 × PaCO₂ equivale ao CO₂ dissolvido (H₂CO₃). - Valores normais: HCO₃⁻ 24 mEq/L e PaCO₂ 40 mmHg resultam em uma razão de 24/1,2 = 20. log 20 ≈ 1,3, portanto pH ≈ 7,4. - Rearranjando: o pH sobe com ↑HCO₃⁻ (alcalose metabólica) ou ↓PaCO₂ (alcalose respiratória). O pH cai com ↓HCO₃⁻ (acidose metabólica) ou ↑PaCO₂ (acidose respiratória). - O sistema bicarbonato é clinicamente importante porque é regulado pelos pulmões (CO₂) e pelos rins (HCO₃⁻). É um sistema aberto. - Compensação: o organismo move a outra variável na mesma direção para restaurar a razão HCO₃⁻/CO₂. Exemplos são a hiperventilação na acidose metabólica e a retenção renal de HCO₃⁻ na acidose respiratória crônica. - Outros tampões: fosfato (pKa ~6,8, importante na urina), proteínas/hemoglobina e amônia (NH₃/NH₄⁺, pKa ~9,2).
**Farmacologia (ionização e aprisionamento iônico)** - Ácido fraco: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]). Fica ionizado (A⁻) quando pH > pKa. - Base fraca: pH = pKa + log([B]/[BH⁺]). Fica ionizada (BH⁺) quando pH < pKa. - Apenas a forma sem carga atravessa facilmente as membranas. Fármacos ionizados ficam aprisionados no compartimento em que estão ionizados. - Ácidos fracos são ionizados em meio básico, portanto ficam aprisionados nele. Bases fracas são ionizadas em meio ácido, portanto ficam aprisionadas nele. - Aplicações clínicas: - Intoxicação por ácido acetilsalicílico ou fenobarbital (ácidos fracos): alcalinizar a urina com NaHCO₃. O fármaco se torna ionizado no lúmen tubular, ficando aprisionado, e a excreção renal aumenta. - Intoxicação por anfetamina ou outra base fraca: acidificar a urina (por exemplo, com NH₄Cl ou vitamina C). O fármaco se torna ionizado e aprisionado na urina. - Anestésicos locais (bases fracas, por exemplo lidocaína) funcionam mal em tecido infectado e ácido. Maior parte do fármaco fica ionizada, de modo que menos atravessa a membrana para alcançar o sítio de ligação intracelular no canal de sódio. - O estômago (pH ~1-2) favorece a absorção de ácidos fracos, como o ácido acetilsalicílico, porque eles ficam não ionizados ali. O pH fetal é ligeiramente menor que o materno, de modo que bases fracas podem ficar aprisionadas no feto.
**Aminoácidos e curvas de titulação** - A equação também descreve as curvas de titulação. Quando pH = pKa, o grupo está meio protonado. - O ponto isoelétrico (pI) é o pH em que a carga líquida é zero. É a média dos valores de pKa que flanqueiam a espécie neutra.
**Pontos de alto rendimento** - O pH arterial normal é 7,35-7,45. - Fórmula de Winter para a PaCO₂ esperada na acidose metabólica: 1,5 × [HCO₃⁻] + 8 ± 2. - Regra prática: fármacos ionizados não são reabsorvidos, e fármacos não ionizados (lipossolúveis) são reabsorvidos passivamente. - Uma variação de 10 vezes na razão base/ácido altera o pH em 1 unidade, porque a relação é logarítmica.
Fontes
- First Aid for the USMLE Step 1 (Pharmacology: Pharmacokinetics; Renal: Acid-Base Physiology)
- Costanzo Physiology (Acid-Base Balance chapter)
- Lippincott Illustrated Reviews: Biochemistry (Amino Acids, Buffers and pH)
- Katzung's Basic & Clinical Pharmacology (Permeation and Ion Trapping)
- Pathoma / Boards & Beyond: Acid-Base Disorders
- UpToDate: Simple and mixed acid-base disorders
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