Fisiologia ácido-base normal
A
dieta consumida por um adulto normal gera um excedente de 70 a 100 mEq de ácido
que deve ser eliminado diariamente. A falha em eliminar este excedente resulta
na queda persistente do pH sanguíneo, em decorrência da elevação da
concentração plasmática de íons H+. O equilíbrio da homeostasia ácido-base é
mantido, em parte, pela relação existente entre a tensão de dióxido de carbono
arterial (PaCO2) e a concentração plasmática de
bicarbonato ([HCO3–]), que pode ser demonstrada pela equação a seguir
(uma expressão não logarítmica da equação de Henderson-Hasselbach):1
[H+] = 24 X PaCO2/[HCO3–]
Uma
queda da [HCO3–] plasmática causada por perdas de bicarbonato
gastrintestinais ou renais também aumenta a [H+] e diminui o pH sanguíneo.
Reabsorção renal de bicarbonato
A
[HCO3–] plasmática é normalmente mantida em torno de 25
mEq/L por meio da reabsorção diária da carga de bicarbonato filtrado (cerca de
4.500 mEq) pelos rins. Se o bicarbonato filtrado não fosse reabsorvido, a [HCO3–] plasmática e o pH sanguíneo cairiam. Portanto, a
manutenção de uma [HCO3–] plasmática normal requer a reabsorção de
essencialmente todo o bicarbonato filtrado através dos capilares glomerulares a
cada dia.
A
maior parte da reabsorção do bicarbonato (quase 90%) ocorre no túbulo
contornado proximal (Figura 1). Em contraste, o néfron distal
recupera muito pouco bicarbonato. A diferença resulta de um processo complexo,
que é facilitado pela maior quantidade de anidrase carbônica existente no lúmen
do túbulo proximal.
Figura 1. A reabsorção de bicarbonato ao nível
tubular proximal é ativada pela ATPase de Na+/K+ existente na membrana celular
peritubular.
A troca de K+ peritubular por Na+ intracelular mantém a [Na+]
intracelular baixa, permitindo que o Na+ se mova no sentido de seu gradiente de
concentração menor e siga do lúmen tubular através do contratransportador de
Na+/K+ para dentro da célula.
O HCO3– combina-se ao H+ secretado para formar HCO3–. A rápida dissociação do H2CO3 em CO2 e H2O na presença de anidrase carbônica
luminal permite a movimentação para dentro da célula, onde ocorre a
dissociação. Por fim, o H+ reabsorvido é secretado em troca de Na+, enquanto o
HCO3– segue o gradiente elétrico e se
move do interior da célula para o espaço peritubular, onde é reabsorvido dentro
da circulação sistêmica.
Excreção renal de ácido
Além
de reabsorverem essencialmente todo o bicarbonato filtrado, os rins excretam a
carga diária de ácidos da dieta, derivada sobretudo dos aminoácidos que contêm
enxofre. Os íons hidrogênio excretados na urina final são secretados
principalmente ao nível dos túbulos coletores (Figura 2). Este
processo secretório é facilitado indiretamente pela aldosterona e, de forma
direta, pelas células tubulares renais acidossensíveis.
Figura 2. A secreção de H+ a partir do túbulo
coletor cortical está indiretamente ligada à reabsorção de Na+. O potássio
intracelular é trocado por sódio nas células principais, enquanto o H+ é
ativamente transportado por uma ATPase a partir das células alfaintercalares.
A
aldosterona estimula a secreção de H+ ao entrar na célula principal, onde abre
os canais de Na+ existentes na membrana luminal e aumenta a atividade da APTase
de Na+/K+. Então, a movimentação de Na+ catiônico para dentro das células
principais cria uma carga negativa junto ao lúmen tubular.
O K+ move-se a
partir das células principais, enquanto o H+ se desloca a partir das células
alfa intercalares seguindo o gradiente eletroquímico e para dentro o lúmen.
(Quando o K+ é depletado, a secreção de K+ pelas células principais é diminuída
e a reabsorção do K+ através de uma ATPase existente nas células alfa
intercalares é estimulada.)
A aldosterona parece também estimular diretamente a
ATPase de H+ nas células intercalares, intensificando a secreção de H+. O HCO3 é devolvido para o sangue através
da membrana peritubular, em troca de Cl–, mantendo assim a eletroneutralidade.
A
carga ácida diária é excretada dentro dos túbulos coletores pelas ATPases de
H+, que estão localizadas na membrana luminal das células intercaladas. Este
processo de secreção é inibido por uma quantidade trivial de íons hidrogênio
livre que faz o pH da urina cair para baixo dos níveis críticos de 4,0 a 4,5.
Esta limitação normalmente é superada pela presença de tampões urinários que se
combinam aos íons hidrogênio livre e, assim, possibilitam a secreção contínua
de ácido.
Existem vários tampões urinários, dos quais o mais importante é a
amônia, por ser o único tampão cuja concentração pode aumentar substancialmente
na presença de uma carga ácida. As limitações da capacidade de gerar amônia
urinária adequada, como se observa na insuficiência renal, geralmente levam ao
desenvolvimento de acidose.
O
principal sítio de produção de amônia no rim é o túbulo proximal (Figura 3). A amônia move-se do túbulo proximal para o túbulo coletor, onde é
eliminada (Figura 4). A quantidade de amônia produzida é estimulada
tanto pela acidemia como pela hipocalemia. Ao contrário, a alcalemia e a
hipercalemia limitam a produção tubular renal de amônia e a excreção de ácido.
Figura 3. Toda a amônia usada no tamponamento do H+
urinário ao nível do túbulo coletor é sintetizada no túbulo contornado
proximal. Acredita-se que a glutamina seja a principal fonte desta amônia.
Conforme a glutamina é metabolizada, vai sendo formado alfacetoglutarato
(alfa-CG) que, por sua vez, é quebrado em bicarbonato. O bicarbonato então é
secretado no líquido peritubular por um contratransportador de Na+/HCO3–.
Figura 5. A amônia usada no tamponamento dos íons
hidrogênio na urina é sintetizada no túbulo contornado proximal. Em seguida,
sofre difusão para dentro do lúmen tubular proximal ou pode tornar-se
acidificada junto à célula e formar amônio. O amônio pode entrar no lúmen
tubular substituindo os íons hidrogênio no contratransportador de Na+/H+. O
amônio flui pelo ramo ascendente espesso da alça de Henle, onde é transportado
desde o túbulo até o interior do interstício medular, substituindo o potássio
no transportador de Na+/K+/2Cl–. No interstício, o amônio dissocia-se em amônia, e
esta sofre difusão seguindo seu gradiente de concentração para dentro do lúmen
do túbulo coletor. Neste local, a amônia combina-se ao H+ secretado e forma
amônio. O NH4+ então é excretado como NH4Cl para manter a eletroneutralidade.
Uma molécula de bicarbonato é regenerada para cada H+ eliminado na urina.
Pelo Prof. Eudo robson
FONTES:
http://www.medicinanet.com.br/,
Tradução: Soraya Imon de Oliveira.
Revisão técnica: Dr. Rodrigo Antonio Brandão Neto.
[The original
English language work has been published by DECKER INTELLECTUAL PROPERTIES INC.
Hamilton, Ontario, Canada. Copyright © 2011 Decker Intellectual Properties Inc.
All Rights Reserved.]
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