Questão 80 Fuvest 2023 - 1ª fase - Elite Colégio e Pré-Vestibular

Questão 80

Deslocamento de Equilíbrio Sistema Respiratório

O processo de transporte de O₂ para a respiração pode ser entendido como um processo de equilíbrio químico entre a hemoglobina (Hb) e o O₂. A Hb é uma proteína do sangue responsável pelo transporte do O₂ que também pode existir na forma protonada como HbH⁺. Dependendo da concentração de CO₂, podem ocorrer a alcalose ou a acidose respiratória. A ligação do oxigênio com a HbH⁺ gera a forma oxigenada (HbO₂), como pode ser representado pela equação química simplificada:

$H b H^{+} (a q) + O_{2} (g) ⇌ H b O_{2} (a q) + H^{+} (a q)$

O dióxido de carbono liberado na respiração pode alterar esse equilíbrio devido à formação de ácido carbônico, representado pela equação:

$C O_{2} (g) + H_{2} O (l) ⇌ H^{+} (a q) + H C {O_{3}}^{-} (a q)$

Com base nessas informações, é correto afirmar:

a)	Nos pulmões, onde a concentração de oxigênio é mais elevada, a forma de hemoglobina favorecida é a protonada.
b)	Nos tecidos humanos, onde é consumido O₂ pelo metabolismo, a forma de hemoglobina favorecida é a HbO₂.
c)	Quando uma pessoa expira mais depressa que o normal, a concentração de dióxido de carbono no seu sangue diminui e, nessas situações, a forma de hemoglobina favorecida é a forma protonada.
d)	Nos tecidos humanos, onde é liberado dióxido de carbono produzido pelo metabolismo, a forma de hemoglobina favorecida é a forma protonada.
e)	Nos tecidos humanos, onde é liberado dióxido de carbono produzido pelo metabolismo, a forma de hemoglobina favorecida é a HbO₂.

Resolução

a) Incorreta. O oxigênio gasoso ( $O_{2}$ ), reage com a forma protonada da hemoglobina $({HbH}^{+})$ de acordo com a equação química:

$H b H^{+} (a q) + O_{2} (g) ⇌ H b O_{2} (a q) + H^{+} (a q)$

Nos pulmões, como a concentração de oxigênio ( $O_{2}$ ) é mais elevada, pelo princípio de Lê Chatelier, o aumento na concentração de oxigênio molecular desloca o equilíbrio para a direita, no sentido da forma oxigenada da hemoglobina $({HbO}_{2})$ e, consequentemente, desfavorece a ocorrência (reduz a concentração) da forma protonada $({HbH}^{+})$ .

b) Incorreta. O metabolismo que ocorre nos tecidos humanos pode ser descrito, do ponto de vista bioquímico, pela respiração aeróbia, conforme ilustrado abaixo:

$C_{6} H_{12} O_{6} (a q) + 6 O_{2} (g) \to 6 C O_{2} (g) + 6 H_{2} O (l)$

Nessa reação, o oxigênio gasoso ( $O_{2}$ ) é consumido e, portanto, sua concentração nos tecidos diminui. Assim, considerando que este encontra-se em equilíbrio com a as formas da hemoglobina conforme a equação química

$H b H^{+} (a q) + O_{2} (g) ⇌ H b O_{2} (a q) + H^{+} (a q)$

Ao ser consumido, o equilíbrio se desloca para a esquerda, no sentido de repor a espécie reagente no metabolismo e, por consequência, desfavorece a ocorrência da hemoglobina oxigenada ( $H b O_{2}$ ).

c) Incorreta. Ao expirar, o indivíduo libera ar dos pulmões após o processo de respiração aeróbia e, portanto, rico em dióxido de carbono ( $C O_{2}$ ). Dessa forma, uma pessoa que expira mais depressa que o normal, libera esse gás a uma taxa elevada. De acordo com a equação química

$C O_{2} (g) + H_{2} O (l) ⇌ H^{+} (a q) + H C {O_{3}}^{-} (a q)$

uma elevada liberação de gás carbônico implica deslocamento do equilíbrio para a esquerda, no sentido de consumo dos íons $H^{+}$ . Como estes participam da equação com a hemoglobina, seu consumo implica o deslocamento do equilíbrio

$H b H^{+} (a q) + O_{2} (g) ⇌ H b O_{2} (a q) + H^{+} (a q)$

para a direita no sentido de repor o $H^{+}$ e, consequentemente, desfavorece a ocorrência da forma protonada da hemoglobina ( $H b H^{+}$ ).

d) Correta. Com a liberação de dióxido de carbono ( $C O_{2}$ ) nos tecidos humanos, o equilíbrio deste gás com a água, dado por

$C O_{2} (g) + H_{2} O (l) ⇌ H^{+} (a q) + H C {O_{3}}^{-} (a q)$

é deslocado para a direita, no sentido de aumentar a concentração de íons $H^{+}$ nos tecidos. Esse aumento, interfere também no equilíbrio que envolve as formas da hemoglobina (descrito abaixo), já que aumentando a concentração de íons $H^{+}$ , pelo princípio de Lê Chatelier, este se desloca para a esquerda, no sentido de favorecer a ocorrência da forma protonada da hemoglobina ( $H b H^{+}$ ).

$H b H^{+} (a q) + O_{2} (g) ⇌ H b O_{2} (a q) + H^{+} (a q)$

e) Incorreta. Com a liberação de dióxido de carbono ( $C O_{2}$ ) nos tecidos humanos, o equilíbrio deste gás com a água, dado por

$C O_{2} (g) + H_{2} O (l) ⇌ H^{+} (a q) + H C {O_{3}}^{-} (a q)$

é deslocado para a direita, no sentido de aumentar a concentração de íons $H^{+}$ nos tecidos. Essa espécie participa do equilíbrio entre as formas da hemoglobina dado por

$H b H^{+} (a q) + O_{2} (g) ⇌ H b O_{2} (a q) + H^{+} (a q)$

Assim, com o aumento da concentração de íons $H^{+}$ , pelo princípio de Lê Chatelier, o equilíbrio se desloca para a esquerda, desfavorecendo a ocorrência da forma oxigenada da hemoglobina ( $H b O_{2}$ ).