{"id":497,"date":"2010-08-07T10:23:33","date_gmt":"2010-08-07T13:23:33","guid":{"rendered":"http:\/\/scienceblogs.com.br\/eccemedicus\/2010\/08\/acidos_bases_e_uti_iv\/"},"modified":"2010-08-07T10:23:33","modified_gmt":"2010-08-07T13:23:33","slug":"acidos_bases_e_uti_iv","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/eccemedicus\/2010\/08\/07\/acidos_bases_e_uti_iv\/","title":{"rendered":"\u00c1cidos, Bases e UTI IV"},"content":{"rendered":"

Chegamos ao quarto post da s\u00e9rie que se iniciou aqui<\/a>. Estamos no in\u00edcio do s\u00e9culo XX. Muitos autores marcam esse per\u00edodo como sendo o in\u00edcio da medicina moderna, tanto pela mudan\u00e7a da racionalidade m\u00e9dica como pela influ\u00eancia crescente da tecnologia na profiss\u00e3o. Aqui veremos o trabalho dois autores de Boston e Copenhagen e o consequente surgimento da equa\u00e7\u00e3o de Henderson-Hasselbalch, base para o entendimento dos dist\u00farbios \u00e1cido-base.<\/i> Esse casamento iria terminar na lua-de-mel, mas essa \u00e9 outra hist\u00f3ria…<\/i><\/p>\n

A PRIMEIRA APLICA\u00c7\u00c3O DIRETA DA F\u00cdSICO-QU\u00cdMICA EM MEDICINA – O TRABALHO DE L. J. HENDERSON<\/p>\n

Lawrence Joseph HENDERSON (1878-1942) terminou a faculdade de Medicina de Harvard j\u00e1 sem a inten\u00e7\u00e3o de se tornar m\u00e9dico. Pelo contr\u00e1rio, tinha interesse em variados ramos da Ci\u00eancia e conhecimentos suficientes para aplic\u00e1-los a sua \u00e1rea de atua\u00e7\u00e3o profissional, o que hoje conhecemos como Bioqu\u00edmica. Foi professor de Qu\u00edmica Biol\u00f3gica na Harvard por muitos anos, mas tamb\u00e9m integrou outras universidades como professor convidado em Paris, Yale, Berlin e na Calif\u00f3rnia. A partir de 1906, Henderson come\u00e7a a publicar seus estudos. O ano de 1908 foi especialmente importante em fun\u00e7\u00e3o de duas de suas publica\u00e7\u00f5es:”The Relation between the Strengths of Acids and their Capacity to Preserve Neutrality” e “The Theory of Neutrality Regulation in the Animal Organism” ambas no American Journal of Physiology. Seu principal objeto de estudo eram os tamp\u00f5es<\/a>, especialmente o tamp\u00e3o bicarbonato\/\u00e1cido carb\u00f4nico. A ebuli\u00e7\u00e3o dos conceitos darwinianos e sua fascina\u00e7\u00e3o pelo funcionamento do tamp\u00e3o bicarbonato, cuja exist\u00eancia ele chegou a atribuir a um poss\u00edvel “dom” do mundo inorg\u00e2nico para a vida, o levaram a publicar em 1912, um livro pol\u00eamico intitulado “The Fitness of Environment” cujo esclarecedor subt\u00edtulo era “Um questionamento sobre a signific\u00e2ncia biol\u00f3gica das propriedades de mat\u00e9ria” em uma tentativa de atrelar tend\u00eancias vitalistas<\/i> \u00e0s id\u00e9ias de Darwin. A id\u00e9ia principal do livro \u00e9 a de que, se por um lado, os seres vivos eram “for\u00e7ados” a se adaptarem ao meio ambiente, este \u00faltimo tamb\u00e9m se mostrava “propenso” a evoluir os seres vivos, usando como argumento uma s\u00e9rie formid\u00e1vel do que chamou de “coincid\u00eancias”. Henderson publicou esse livro quando tinha 34 anos e \u00e9 n\u00edtido o inc\u00f4modo que a Teoria da Evolu\u00e7\u00e3o lhe causou. Sua inquieta\u00e7\u00e3o entretanto, se traduz em um profundo conhecimento de Qu\u00edmica, Biologia, Geologia e Filosofia da Ci\u00eancia, al\u00e9m de uma argumenta\u00e7\u00e3o bel\u00edssima, conduzida de forma cadenciada, quase morosa, como dificilmente se v\u00ea nos livros atuais. Publicou sua principal obra, entretanto, saiu em 1928 intitulada The Blood – A Study in General Physiology<\/b><\/i>. Esse livro de 397 p\u00e1ginas, \u00e9 a primeira tentativa cientificamente s\u00e9ria de aproximar os conceitos da F\u00edsico-Qu\u00edmica de van’t Hoff \u00e0 fisiologia dos seres vivos de Claude BERNARD. A compreens\u00e3o que Henderson adquiriu instituindo uma vis\u00e3o f\u00edsico-qu\u00edmica dos fen\u00f4menos fisiol\u00f3gicos do sangue foi t\u00e3o ampla que ele mesmo percebeu as limita\u00e7\u00f5es de suas aproxima\u00e7\u00f5es. Para ampliar seu entendimento, ao menos te\u00f3rico, do problema, Henderson talvez tenha sido o primeiro autor biom\u00e9dico a propor uma modelagem matem\u00e1tica da fisiologia do sangue atrav\u00e9s de um modelo de m\u00faltiplas vari\u00e1veis descrito pelo s\u00f3cio-economista PARETO com prop\u00f3sitos totalmente diversos (Trat\u00e9 de Sociologie G\u00e9n\u00e9rale<\/i> – Lausanne et Paris, 1919), algo bastante avan\u00e7ado e in\u00e9dito em 1928. Abaixo transcrevo, em tradu\u00e7\u00e3o livre, a opini\u00e3o de Henderson a respeito do que hoje podemos chamar de Fisiopatologia, \u00e1rea do conhecimento m\u00e9dico que sem d\u00favida, ele ajudou a fundar: “Segundo as id\u00e9ias de PASTEUR, um v\u00edrus espec\u00edfico deveria ser relacionado como a causa de toda infec\u00e7\u00e3o e este ponto de vista estrito permaneceu durante todo o per\u00edodo de ativas descobertas de microorganismos novos. Esta maneira de entender parece ser a correta, mas sua generaliza\u00e7\u00e3o faz perder de vista a caracter\u00edstica org\u00e2nica da doen\u00e7a e sua interdepend\u00eancia de todas as vari\u00e1veis que entram em jogo em um estado patol\u00f3gico. Esta concep\u00e7\u00e3o toca em um dos principais pontos de desacordo entre os homens de laborat\u00f3rio e os cl\u00ednicos (…)”. <\/i>Henderson se refere aqui \u00e0s diferentes teorias patol\u00f3gicas, muito debatidas \u00e0 \u00e9poca: a vis\u00e3o “ontol\u00f3gica” e a “fisiopatol\u00f3gica” da doen\u00e7a. Principalmente depois de Pasteur, a ideia de que a doen\u00e7a \u00e9 algo (ontos<\/i>) que “incorpora-se” ao paciente ficou bastante popular. Os “fisiopatologistas”, capitaneados pelo alem\u00e3o Rudolf Virchow, pensavam a doen\u00e7a como um desvio da fisiologia normal e Henderson se inclui entre eles, como podemos ver na continua\u00e7\u00e3o do fragmento: “Podemos acreditar que logo a fisiologia patol\u00f3gica, considerada como o estudo da interdepend\u00eancia dessas numerosas vari\u00e1veis, se apresentar\u00e1 sob a forma que corresponde, desde h\u00e1 muito tempo, \u00e0s necessidades dos cl\u00ednicos. \u00c9 pouco prov\u00e1vel que tais estudos sejam rigorosamente exatos, porque eles implicar\u00e3o necessariamente em um certo n\u00famero de aproxima\u00e7\u00f5es, por isso a intui\u00e7\u00e3o ser\u00e1 a base (para sua aplica\u00e7\u00e3o) na Medicina, como j\u00e1 tem sido desde o tempo de Hip\u00f3crates. Mas a Ci\u00eancia e a intui\u00e7\u00e3o aproximar-se-\u00e3o, pouco a pouco…<\/i>” Reconhecendo as imperfei\u00e7\u00f5es e limita\u00e7\u00f5es desse tipo de abordagem, Henderson trabalhou duro para minimiz\u00e1-las. Sob essa atmosfera, desenvolve a ideia de que o sangue \u00e9 um sistema f\u00edsico-qu\u00edmico na mais pura acep\u00e7\u00e3o do rec\u00e9m-introduzido conceito de F\u00edsico-Qu\u00edmica e, mais diretamente ligado ao nosso interesse, estabelece os princ\u00edpios do Equil\u00edbrio \u00c1cido-Base<\/b><\/i>. Ao publicar em alem\u00e3o, uma s\u00edntese de seus artigos de 1908 (ver acima), Henderson usou a express\u00e3o gleichgewicht<\/i>, que pode ser traduzida como equil\u00edbrio<\/b><\/i>: (Das Gleichgewicht zwischen S\u00e4uren und Basen im tierischen Organismus<\/i><\/b> – Ergebn. Physiol. 8: 254-325, 1909<\/i>). Por isso, atribui-se a ele a cria\u00e7\u00e3o da express\u00e3o Equil\u00edbrio \u00c1cido-Base<\/i> em 1909. Como vimos, o \u00e1cido carb\u00f4nico foi o principal objeto de estudo de Henderson e ele foi, sem d\u00favida, influenciado por autores do s\u00e9culo anterior. De fato, em 1831 O’SHAUGHNESSY identificou a perda de “carbonato de soda” do sangue como o dist\u00farbio fundamental em pacientes que morreram de c\u00f3lera, mas essa observa\u00e7\u00e3o n\u00e3o foi notada a n\u00e3o ser 50 anos depois. A \u00eanfase de Henderson sobre o \u00e1cido carb\u00f4nico foi refor\u00e7ada tamb\u00e9m pelo fato de que na \u00e9poca dele (e de fato, at\u00e9 1950, como veremos), este era o \u00fanico componente do equil\u00edbrio \u00e1cido-base que podia ser dosado rotineiramente nos fluidos corporais. A contribui\u00e7\u00e3o decisiva de Henderson foi a aplica\u00e7\u00e3o da Lei de A\u00e7\u00e3o das Massas de Guldberg e Waage ao equ\u00edlibrio do \u00e1cido carb\u00f4nico: <\/p>\n

Se H2CO3 \u21c4 H+<\/span><\/span>+ HCO3–<\/span>, temos que: [H+<\/span>] = k [H2CO3] \/ [HCO3–<\/span>].<\/p>\n
J\u00e1 que [H2CO3] n\u00e3o pode ser medida, foi astutamente substitu\u00edda pela concentra\u00e7\u00e3o de CO2 molecular dissolvido ([CO2]dis) que guarda uma rela\u00e7\u00e3o direta com a [H2CO3]. O CO2 pode se dissolver em uma solu\u00e7\u00e3o aquosa conforme mostra o equil\u00edbrio abaixo:<\/div>\n<\/div>\n
CO2 (gas) \u21c4 CO2 (dis)<\/p>\n
A rea\u00e7\u00e3o de “ida” depende
\nda press\u00e3o parcial de CO2 (pCO2) e a rea\u00e7\u00e3o de “volta” depende da concentra\u00e7\u00e3o de CO2 dissolvido. Podemos ent\u00e3o, escrever o seguinte equil\u00edbrio: <\/div>\n
<\/p>\n
pCO2 \u21c4 K.[CO2(dis)]<\/p>\n
Podemos chamar de solubilidade do CO2 (SCO2), o termo 1\/K e escrever:<\/p>\n
[CO2(dis)] = SCO2.pCO2<\/p>\n
Esta \u00e9 a lei de Henry, bem conhecida na \u00e9poca. Agora o equil\u00edbrio do bicarbonato pode ser escrito de modo a identificar os fatores que influenciam a concentra\u00e7\u00e3o hidrogeni\u00f4nica [H+<\/span>] em uma solu\u00e7\u00e3o org\u00e2nica:<\/p>\n
[H+<\/span>] = K.[CO2(dis)] \/ [HCO3–<\/span>]<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

que \u00e9 conhecida como Equa\u00e7\u00e3o de Henderson<\/b>. Como a pCO2 era fixa em seus estudos in vitro e<\/span> a [CO2(dis)] era determinada pela lei de Henry, Henderson p\u00f4de estudar as varia\u00e7\u00f5es do equil\u00edbrio \u00e1cido-base do sangue estabelecendo os conceitos que s\u00e3o utilizados at\u00e9 os dias de hoje. A equa\u00e7\u00e3o de Henderson \u00e9 a base fundamental para entendermos os dist\u00farbios \u00e1cido-base em organismos vivos.<\/p>\n

O TRABALHO DE HASSELBALCH – O CASAMENTO BOSTON vs. COPENHAGEN<\/p>\n

\"\"Karl Albert HASSELBALCH (1874-1962) era dinamarqu\u00eas e fez Medicina na Universidade de Copenhagen. \u00c9 co-autor do trabalho em que Christian BOHR descreve o “efeito Bohr” do CO2 na curva de dissocia\u00e7\u00e3o da hemoglobina, tendo portanto, treinamento cient\u00edfico graduado. A partir de 1906, as varia\u00e7\u00f5es do [HCO3] passaram a ser medidas atrav\u00e9s do ac\u00famulo de \u00e1cidos fixos. Com a introdu\u00e7\u00e3o da escala do pH pelo seu conterr\u00e2neo S\u00f6rensen (ver acima) e m\u00e9todos para a medida do pH no sangue e no plasma desenvolvidos por ele mesmo (HASSELBALCH E LUNDSGAARD, 1912), Hasselbalch p\u00f4de concluir que o controle respirat\u00f3rio do CO2 no sangue arterial influenciava a acidez do plasma, reconhecendo pela primeira vez os dist\u00farbios respirat\u00f3rios do equil\u00edbrio \u00e1cido-base. Em 1916, Hasselbalch introduziu explicitamente a pCO2 na equa\u00e7\u00e3o de Henderson e a colocou na forma logar\u00edtmica, privilegiando o c\u00e1lculo do rec\u00e9m-inventado pH:<\/p>\n

pH = pK + log [HCO3] \/ (SCO2 x pCO2)<\/div>\n

Esta \u00e9 a equa\u00e7\u00e3o de Henderson-Hasselbalch<\/b> que pretendia, pela primeira vez, separar os dist\u00farbios do equil\u00edbrio \u00e1cido-base pela sua origem em respirat\u00f3rios e n\u00e3o-respirat\u00f3rios (metab\u00f3licos). \u00c9 proveniente de duas cidades (Boston e Copenhagen) que teriam um papel importante na discuss\u00e3o do equil\u00edbrio \u00e1cido-base nos anos seguintes, e rivalizariam em sua interpreta\u00e7\u00e3o. A equa\u00e7\u00e3o de Henderson-Hasselbalch dominou o panorama da fisiologia \u00e1cido-base durante todo o in\u00edcio do s\u00e9culo XX, mas n\u00e3o p\u00f4de ser utilizada na pr\u00e1tica cl\u00ednica devido a impossibilidade em se dosar suas vari\u00e1veis. Foi com a como\u00e7\u00e3o de uma cat\u00e1strofe que o desenvolvimento da ci\u00eancia do equil\u00edbrio \u00e1cido-base p\u00f4de se concretizar.<\/p>\n

Bibliografia<\/b><\/p>\n

1. Henderson, LJ. Le sang. Syst\u00e8me Physico-Chimique, 1931.
2. Henderson, Lawrence J. Fitness of the environment;Boston;Beacon;1958 [FFLCH] 957 H496f;BIOLOGIA.
3. Severinghaus JW, Astrup PB. History of blood gas analysis. Int Anesthesiol Clin 25:1-224, 1987.
4. Alguns links interessantes: Wikipedia<\/a>, Tutorial \u00c1cido-base<\/a>,
5. De Levie, R. The Henderson Aproximation and the Mass Action Law of Guldberg and Waage. DOI 10.1007\/s00897020562a<\/a><\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Chegamos ao quarto post da s\u00e9rie que se iniciou aqui. Estamos no in\u00edcio do s\u00e9culo XX. Muitos autores marcam esse per\u00edodo como sendo o in\u00edcio da medicina moderna, tanto pela mudan\u00e7a da racionalidade m\u00e9dica como pela influ\u00eancia crescente da tecnologia na profiss\u00e3o. Aqui veremos o trabalho dois autores de Boston e Copenhagen e o consequente […]<\/p>\n","protected":false},"author":466,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"pgc_sgb_lightbox_settings":"","_vp_format_video_url":"","_vp_image_focal_point":[],"footnotes":""},"categories":[8,18],"tags":[33],"class_list":["post-497","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-cultura","category-medicina","tag-acido-base"],"jetpack_featured_media_url":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/eccemedicus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/497","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/eccemedicus\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/eccemedicus\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/eccemedicus\/wp-json\/wp\/v2\/users\/466"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/eccemedicus\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=497"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/eccemedicus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/497\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/eccemedicus\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=497"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/eccemedicus\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=497"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/eccemedicus\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=497"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}