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O diagnóstico dos distúrbios acidobásicos de dá, primeiramente através da análise da coleta de gasometria arterial, a partir do resultado do exame é possível analisar os resultados da amostra e observar o: pH, PCO2 e concentração plasmática de bicarbonato.
primeiro é analisado o pH para o diagnóstico distúrbio, <7,4 acidose ou alcalose para pH >7,4. Após, é observado os níveis de PCO2 plasmática e de ácido carbônico para analisar se essa acidose ou alcalose será metabólica com compensação respiratória ou respiratória com compensação renal conforme mostra o esquema na imagem acima.
Ademais, também pode ocorrer um distúrbio acidobásico misto, que pode der analisados a partir das respostas compensatórias.

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O tratamento consiste na utilização de agentes que podem ser utilizados para neutralizar o excesso de acido ou base no líquido extracelular a depender do distúrbio. Ademais, o melhor tratamento é corrigir a condição que causou a anormalidade mas nem sempre isso se torna fácil.

O tratamento da acidose pode se dar pela ingestão de grandes quantidades de bicarbonato de sódio, que será metabolizado, aumentando a fração de bicarbonato no seu sistema tampão e consequentemente aumentando o PH. Além do bicarbonato, Gluconato de sódio ou ainda lactato de sódio, por exemplo, podem ser usados no lugar do bicarbonato, pois após sua ingestão o corpo irá fazer a metabolização e transformará o sódio do líquido extracelular em bicarbonato de sódio e provocando o efeito desejado que é a redução da acidez (aumento do pH)

O tratamento da Alcalose irá consistir em formas para seja reduzido o pH. para isso pode ser ADM Cloreto de amônio, ocorrendo a conversão do amônio em ureia pelo fígado. Essa reação irá liberar ácido clorídrico e irá alterar a concentração do íon hidrogênio e consequentemente diminuindo a alcalose.

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Nesse tópico e nos próximos 2 serão discutidos 2 distúrbios bastante comuns que são a Alcalose e a Acidose, esses distúrbios podem ser decorrentes de causas respiratórias (incialmente) ou do metabolismo no geral.
A acidose respiratória irá ocorrer quando a taxa de ventilação pulmonar é reduzida e ocorre o aumento da PCO2 no liquido extracelular, causando um aumento da contração do ácido carbônico e de íons de hidrogênio, causando a acidose respiratória. geralmente ocorre quando o pulmão tem sua capacidade de eliminar o gás carbônico reduzida.
Já a alcalose será o que podemos chamar de oposto da acidose, pois nesse caso vai ocorrer o aumento da ventilação e consequentemente a taxa de PCO2 irá diminuir. Como exemplo, pode-se ter alcalose quando um individuo é exporto a elevados níveis de altitude e seu corpo irá aumentar o nível de respiração causando perda excessiva de CO2.

Já as acidoses e alcaloses metabólicas serão resultado dos níveis de concentração de bicarbonato no líquido extracelular.

A acidose metabólica pode ter origem a partir da deficiência da excreção renal dos ácidos, formação excessiva de ácidos no corpo, perda de líquidos corporais ou adição de ácidos no corpo por via enteral ou parenteral. Ela vai ser causada por uma MENOR concentração de bicarbonato no líquido extracelular.

A alcalose metabólica  vai ser causada pela MAIOR concentração de bicarbonato no líquido extracelular, ocorrendo quando há o excesso (retenção) do ácido carbônico ou ocorre a perda de íon hidrogênio

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Na acidose vai ocorrer a diminuição de íons H+ e consequentemente a diminuição do pH, resultando a menor concentração de HCO3- no líquido extracelular. Podendo ser causado por comprometimento de reabsorção tubular renal do bicarbonato e consequentemente causando a perda de HCO3- na urina ou pela incapacidade do mecanismo secretório de H+ dos túbulos renais em estabelecer a urina ácida normal tendo como resposta a urina alcalina.

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O determina a alcalose é o pH muito alto, ocorre uma elevação no pH em resposta ao aumento da proporção de HCO3- para CO2 no líquido extracelular. Essa queda na concentração de H+ é causada por anormalidades metabólicas ou respiratórias e como resultado o excesso de HCO3- não poderá ser reabsorvido pelos túbulos, mas sim excretado na urina, ou seja, na alcalose o HCO3- vai ser eliminado por excreção renal. Esse processo contribui para a homeostase do pH e ao retorno da concentração de H+.

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Quantificação e Excreção Ácido-base Renal

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Quantificação e Excreção Ácido-base Renal

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O número de excreção de bicarbonato é calculado como débito urinário multiplicado pela concentração da urina de HCO3-, essa seria a resposta para o quão rápido os rins removem HCO3- do sangue, essa perda de HCO3- ajuda no retorno da homeostasia do pH plasmático. A quantidade de H+ secretado definirá a quantidade de HCO3- novo adicionado no sangue. Existe também um valor determinado ácido não titulado que é o restante do tampão não bicarbonato e não NH4+, se titula urina com base forte para determinar a quantidade de ácido titulável na urina.

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Excesso de H+ com Tampões Fosfato e Amônia

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Excesso de H+ com Tampões Fosfato e Amônia

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Devido ao fato da urina ter um pH mínimo que é de 4,5 de acordo com a concentração de H+ de 0,0004 mEq/L, quando ocorre uma maior secreção de H+ no líquido tubular do que de bicarbonato filtrado, só uma parte do H+ pode ser secretada sob forma iônica na urina. E, para que essa grande quantidade de H+ seja excretada na urina, é feita a combinação de H+ com tampões no líquido tubular principalmente fosfato e amônia, contribuindo para geração de um novo bicarbonato. O sistema tampão fosfato normalmente funciona na sua faixa de pH mais efetiva sendo composto por HPO4 e H2PO4 concentrados no líquido tubular, ou seja, na falta de HCO3 o H+ em excesso pode combinar-se com HPO4 para formar H2PO4 sendo formado sal de sódio (NaH2PO4) excretando o H+ em excesso. No sistema tampão amônia, o H+ é secretado pela membrana tubular para o lúmen, combinando com NH3 para formar NH4 que vai ser excretado, depois de metabolizadas as moléculas e glutamina dão origem a dois NH4+ e dois HCO3-.

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Áreas dos Rins que Secretam/Reabsorvem H+ e Bicarbonato

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Áreas dos Rins que Secretam/Reabsorvem H+ e Bicarbonato

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De acordo com os mecanismos básicos, os rins excretam H+ e reabsorvem bicarbonato presente na urina e produzem um novo bicarbonato que é acrescentado de volta ao líquido extracelular para o mantimento da homeostase. Esse mecanismo ocorre nos túbulos renais, exceto nas porções finas ascendentes e descendentes da halça de henle. O bicarbonato em condições normais é absorvido de 90% a 80% no túbulo proximal e em menor quantidade nos túbulos distais em seus ductos coletores. De acordo com o mecanismo pelo qual o HCO3 é absorvido, ocorre a secreção tubular de H+ nos segmentos tubulares iniciais pelas células epiteliais do túbulo proximal, do segmento ascendente da alça de Henle.

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Os rins tem diversas funções no nosso corpo, um deles é controlar o equilíbrio ácido-base ao excretar urina ácida ou básica. Se o rim se encontra em uma acidose ele filtra o sangue e produz uma urina mais ácida, assim se for secretado mais H+ haverá uma perda líquida de ácido líquido extracelular, mas mesmo não excretando bicarbonato na urina, ele reabsorvem todo o bicarbonato filtrado e produzem novo bicarbonato, que é acrescentado de volta ao líquido extracelular, tendo também uma diminuição do PH. Portanto se está em uma alcalose ocorre um aumento do PH, o rim filtra o sangue e produz uma urina mais alcalina, o rim não conseguem reabsorver todo o bicarbonato filtrado, aumentando a excreção do bicarbonato. Como o bicarbonato normalmente tampona o hidrogênio no líquido extracelular, essa perda de bicarbonato significa o mesmo que acrescentar hidrogênio ao líquido extracelular.

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O CO2 é a fonte de ácido fraco, sendo assim ele se dissocia em hidrogênio e bicarbonato. A enzima Anidrase carbônica que está presente na reação onde libera hidrogênio e bicarbonato, ela também vai está presente nas hemácias e em células lá no tecido renal que compõem a estrutura chamada de nefrón. A redução do PH vai ocorre a partir da regulação dos gases, principalmente do CO2. No hipotálamo tem uma região onde se chama centro respiratório que regula a ventilação pulmonar, vai estimular o diafragma onde permite a entrada e saída do ar dentro do nosso organismo, aumentando a ventilação pulmonar com a entrada de O2 e saída de CO2. Dessa forma, com a entrada de O2 ele se difunde no sangue e isso produz a saturação de oxigênio no sangue, e com a redução do gás carbônico vai ficando menos ácido o que pergunte um aumento do PH.

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As proteínas como os outros tampões, tem uma capacidade tamponante. Elas estão entre os mais abundantes no corpo, porque além do sistema-tampão do fosfato, as proteínas também participam do tamponamento no interior as células devido a sua alta concentrações. Assim, elas são sintetizadas no interior da célula e são responsáveis por inúmeros processos metabólicos. Aproximadamente 60 a 70% do tamponamento químico total dos líquidos corporais se dá no interior das células e grande parte resulta das proteínas intracelulares.

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Embora o sistema tampão do fosfato não seja tão importante quanto o tampão do líquido extracelular (Tampão do bicarbonato), ele tem o papel importante no tamponamento no líquido tubular renal devido ao seu acumulo nessas células promovendo o efeito tamponantes e dos líquidos intracelulares. Esse sistema é composto por H2PO4 que pode se dissociar em HPO4 (2-) + H+.
Esse sistema, ele tem um pK de 6,8 o que irá permitir que o sistema opere próximo de seu poder máximo de tamponamento, embota também como já foi citado anteriormente, esse sistema é o principal tampão  dos líquidos intracelulares e das células tubulares renais, pois a concentração do fosfato é bem maior no meio intracelular ao invés no extracelular. Assim, por ter uma concentração maior no meio intracelular ele se torna responsável por controlar esse PH dentro da célula ao invés do PH sanguíneo

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Curva de Titulação do Sistema Tampão de Bicarbonato 

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Esse sistema é composto por uma solução aquosa de H2CO3 (ácido fraco formando pela reação da anidrase carbônica entre CO2 e H2O) + NaHCO3 (sal de bicarbonato).
A presença da enzima anidrase carbônica esta principalmente nas paredes dos alvéolos pulmonares e epitélio dos túbulos renais.
A reação geral do sistema é: CO2 + H2O = H2CO3 = HCO3- + H+ (Considerar '=' como setas em ambos os sentidos).
Quando for adicionado um ácido forte (Libera muito H+) ele vai reagir com os íons de HCO3- formando H2CO3 que posteriormente vira CO2 e H2O, como o acido formado é muito fraco ele não causa o aumento da concentração de H+. O mesmo principio ocorre para uma base qualquer onde o H2CO3 reagira com a base formando mais HCO3- e H2O.
O controle desses sistema será feito pelos rins e pela respiração que regula a taxa de CO2 disponível pela taxa de respiração.
Alguns distúrbios podem gerar alterações na concentração de bicarbonato do líquido extracelular, nesses casos são chamados de "distúrbios acidobásicos metabólicos", sendo o distúrbio do aumento primário de bicarbonato de 'alcalose metabólica' e a diminuição de 'acidose metabólica', quando o distúrbio for pelo aumento do CO2 pela respiração será 'acidose respiratória' e quando for pela diminuição de CO2 será 'alcalose respiratória'.

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Tamponamento Químico de H+ nos Líquidos Corporais

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Tamponamento Químico de H+ nos Líquidos Corporais

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O tampão é toda e qualquer substância capaz de ligar-se covalentemente a H+ livre formando um ácido fraco que posteriormente pode dissociar-se formando H+ e tampão.
Segundo o equilíbrio químico ao aumentar a concentração de H+ favorece a ligação do tampão com o H+, o inverso ocorre caso a concentração de H+ diminua.
Diariamente ingerimos substâncias liberadoras de H+ e OH-, entretanto elas não são capazes, em condições normais, de modificar o pH drasticamente, isso é graças aos sistemas de tampão que impedem a variação pelo equilíbrio químico enquanto os rins e respiração auxiliam e corrigem o equilíbrio de concentração de H+ e OH-.

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As Defesas do Organismo contra Mudanças na Concentração de H+

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As Defesas do Organismo contra Mudanças na Concentração de H+

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Existem 3 sistemas primários para evitar acidose ou alcalose:
- Sistemas Tampões Químicos: Substâncias que se combinam imediatamente com H+ ou OH- impedindo alterações drásticas no pH, mantendo o pH controlado até que o equilíbrio seja reestabelecido;
- Sistema Respiratório: Regula a remoção do CO2, e portanto H2CO3, do líquido extracelular pela respiração;
- Sistema renal: Excretam o excesso de H+ e OH- na urina ajustando o pH do equilíbrio, de modo geral os sistemas de tampões e respiratório agem impedindo alterações drásticas no pH até que os rins consigam eliminar os excessos, embora esse sistema seja lento (horas à dias) é o sistema mais potente na regulação do pH!

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pH e Concentração de H+ nos Líquidos Corporais 

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A concentração normal de H+ está em uma faixa estreita de 40 nEq/L ± 3~5 nEq/L, pode haver uma variação de 10~160 nEq/L sem causar morte. Em situações normais o fluído terá um pH de 7,4 que coincide com o pH do sangue arterial e está próximo do pH dos líquidos intersticiais (7,35).
Abaixo desse valor de pH o individuo está em acidose, e acima desse valor estará em alcalose, os limites da sobrevivência humana por poucas horas esta em pH mínimo = 6,8 e pH máximo = 8.
O pH intercelular pode ser mais baixo pela produção de ácido carbônico, ficando entre 6~7,4 dependendo do tipo de célula. A hipoxia nessas células pode reduzir ainda mais o pH pelo acumulo de ácidos!
O pH da urina pode variar entre 4,5~8 de acordo com o estado do líquido extracelular, para os rins é um importante mecanismo para controlar o pH no corpo pela excreção de H+.

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Todas as substâncias ácidas e básicas possuem uma taxa de ionização em água, isso se refere ao quanto daquele ácido/base libera de espécies acidas/básicas em água estando ligado diretamente a força dessa substancia.
A taxa de ionização (α) pode ser calculado pela razão entre: (nº moléculas ionizadas / nº moléculas totais) x 100.
Se:
- α ≥ 50% será forte;
- 5% < α < 50% será moderado;
- α ≤ 5% será fraco.
Em geral na natureza do organismo humano os ácidos e bases envolvidos na regulação de pH são fracos!

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A reação de neutralização entre Ácidos e Bases

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A reação de neutralização entre Ácidos e Bases

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É uma das reações mais simples que há, sempre que for misturado um ácido com uma base eles vão se neutralizar na mesma proporção gerando um sal e água.
Quando há um excesso de base ou ácido essa quantidade não é neutralizada mantendo a predominância na solução.

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É uma escala que mede o potencial hidrogeniônico, ou seja, o grau de acidez ou alcalinidade, de modo geral ácidos acidificam e bases alcalinizam.
Trata-se de uma escala logarítmica que vai de 0 a 14, onde 7 é o ponto de neutralidade onde não há espécies acidas ou básicas presentes, abaixo de 7 temos a região acida onde há uma excesso de espécies básicas e acima de 7 temos a região básica onde há um excesso de espécies básicas.

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Na definição mais simples feita por Arrhenius ácidos são substancias que em água liberam prótons H+ e bases são substancias que em água liberam íons OH-.
Outras definições substituíram a de Arrhenius, como a de Lewis onde ácido é a substancia que recebe elétrons e base é quem doa esses elétrons. Outra teoria é a de Brönsted-Lowry que considera que ácidos doam prótons e bases recebem prótons.
Não existe uma teoria absoluta, elas se complementam em casos específicos.