REGULAÇÃO DO EQUILÍBRIO ÁCIDO BASE - Fisiologia Renal

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Nicole Siqueira de Arruda CB USP FMRP
REGULAÇÃO DO EQUILÍBRIO ÁCIDO BASE
ÁCIDOS: doador de próton (H+) para os líquidos corporais
Fixos:
➔ Não circulam pelo corpo, pois são neutralizados
➔ Não derivados diretamente da hidratação do CO2 - ácido lático
➔ São eliminados pelos rins
Voláteis:
➔ Produzidos após hidratação do CO2 - H2CO3
➔ São eliminados pelos pulmões
BASES ou ÁLCALI: receptor de próton (H+)
> No organismo humano, o metabolismo gera mais ácidos do que bases, assim, os rins reabastecem
(formação de novo) o HCO3- perdido pela neutralização dos ácidos não voláteis.
SISTEMA TAMPÃO DO BICARBONATO (HCO3-)
Sistema tampão regulado pelos pulmões e pelos rins.
-𝐶𝑂
2
 + 𝐻
2
𝑂 ↔ 𝐻
2
𝐶𝑂
3
↔ 𝐻+ + 𝐻𝐶𝑂
3
A quantidade de CO2 é determinada pela PCO2 (pressão parcial de CO2 no sangue arterial, exprimindo
a eficiência da ventilação pulmonar).
O pH e a [H+] variam quando a [HCO3-] ou a PCO2 são alteradas.
➔ Os rins são os principais responsáveis pela regulação da [HCO3-]
➔ Os pulmões controlam a PCO2
EXCREÇÃO ÁCIDA RENAL LÍQUIDA
Sob condições normais, a produção ácida (não voláteis) deve ser equilibrada com a excreção ácida.
A reabsorção de HCO3- e a excreção ácida são reguladas por meio da secreção de H+ pelos néfrons.
● Os rins devem prevenir a perda de HCO3- na urina → a maioria do HCO3- filtrado é reabsorvida.
● Homeostase ácido básica⇒ Reabsorção da carga filtrada de HCO3- e excreção de ácido
equivalente a produção.
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Para excretar ácido suficiente, os rins excretam H+ com tampões
urinários (ácidos tituláveis), como fosfato (Pi) e creatinina.
Além de mecanismos adicionais como a síntese e excreção de
amônia (NH4+)
TCC: túbulo coletor cortical; TD: túbulo distal; TCMI: túbulo coletor
medular interno; TP: túbulo proximal; AAE: alça ascendente espessa
REABSORÇÃO DE HCO3- AO LONGO DO NÉFRON
TÚBULO PROXIMAL
● Reabsorve maior parte da carga filtrada de HCO3-
Secreção de H+ pela membrana apical para o líquido tubular
➔ Trocador Na+/H+ (transporte ativo 2°) ⅔
➔ H+ ATPase (transporte ativo 1°) ⅓
HCO3- sai da célula pela membrana basolateral para o sangue peritubular
O bicarbonato é livremente filtrado e, ao reagir com H+ na luz tubular, forma ácido carbônico
que degrada a H2O e CO2, sendo que o CO2 se difunde para a célula e reage com água e
recupera o HCO3- filtrado. Bicarbonato sai da célula pelo co-transportador Na+/HCO3-.
-𝐻
2
𝑂 + 𝐶𝑂
2
↔ 𝐻+ + 𝐻𝐶𝑂
3
2
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Obs.: Os mecanismos para reabsorção de bicarbonato pela alça ascendente espessa do néfron é
muito similar a do túbulo proximal.
Os túbulos distais e coletores reabsorvem uma pequena porção de HCO3- que escapa de ser
reabsorvida no túbulo proximal e na alça.
TÚBULO DISTAL E COLETOR
Célula intercalada α
● Secreta H+ para o túbulo (transp. ativo 1° e co-transp. H+/K+)
● Reabsorve HCO3- para o sangue peritubular (trocador Cl-/HCO3-)
Mais importantes para o controle ácido base
Célula intercalada β
● Secreta HCO3- para o túbulo
Atividade aumentada durante alcalose metabólica→ necessidade de excretar o excesso de
bicarbonato.
FORMAÇÃO DE HCO3- NOVO
A reabsorção de HCO3- não repõe o HCO3- perdido na neutralização dos ácidos não voláteis, sendo
necessária a produção de HCO3- novo pelos rins.
A hidratação do CO2, no interior da célula, produz H+ (secretado) e HCO3- novo (reabsorvido).
Nas porções distais do néfron chega pouca quantidade de HCO3-, assim, o H+ secretado irá se
combinar com tampões não HCO3-, sendo excretado como ácido titulável (princip. Pi).
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O Pi como tampão é uma etapa limitante para o EAB, pois mesmo com o aumento de Pi disponível
para a formação de ácido titulável, essa resposta é insuficiente para produzir a quantidade
necessária de HCO3- novo.
➔ O restante da geração de HCO3- novo é resultado da produção e excreção de NH4+ - a perda de
amônia é mais vantajosa do que a de fosfato (participa de compostos energéticos).
FATORES QUE INFLUENCIAM A REABSORÇÃO DE BICARBONATO
● Quantidade de bicarbonato filtrada
● VLEC
● pH sistêmico e PCO2 (compensação ⇒ ↑ PCO2 quando tem descompensação AB respiratória
e ao ↑ PCO2 ↑ reabsorção de bicarbonato)
● Reservas de K (K ↑ da acidose ?? )
MECANISMOS DE SECREÇÃO DE NH3 / NH4+
Rins:
➔ Metabolizam a glutamina
➔ Excretam NH4+ na urina
➔ Adicionam HCO3- ao corpo
Sendo que a formação de HCO3- novo depende da capacidade dos rins de excretar NH4-.
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> Mecanismo que ocorre em caso de acidose crônica (ex.: diabetes), com alta produção de amônia e
necessidade de grande quantidade de bicarbonato.
Na acidose aguda, ocorre a perda de fosfato para o tamponamento (menos vantajoso).
● NH4+ é produzido a partir da glutamina nas células do túbulo proximal.
Uma glutamina produz 2 moléculas de NH4+ e o ânion (A), sendo que o A é metabolizado e
forma 2 HCO3-.
O HCO3- novo sai da célula pela membrana basolateral e vai para o sangue peritubular.
O NH4+ sai da célula pela membrana apical (transp. ativo → trocador NH4+ / Na+) e entra no
líquido tubular → saída à medida que o filtrado vai se concentrando.
1 molécula de NH3 : 9 moléculas de NH4+
● A amônia atua principalmente no tamponamento das porções distais do néfron.
Grande parte do NH4+ secretado no TP é reabsorvida pela alça espessa do néfron, onde há
substituição do NH4+ por K+ no co-transportador Na+/Cl-/K+.
O NH4+ reabsorvido pela alça se acumula no interstício medular e vai se dissociando a NH3 à medida
que esse vai sendo sendo secretado para a luz do túbulo coletor.
● O NH3 é transportado por difusão não iônica.
● Na luz tubular, o NH3 é protonado pois há secreção de H+, formando NH4+
● Membrana apical tem baixa permeabilidade ao NH4+⇒ NH4+ aprisionado no túbulo
O processo global de formação de bicarbonato não está completo até que o NH4+ seja excretado,
pois se esse for para a circulação sistêmica, promove o uso de HCO3- para tamponar a ureia
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FATORES QUE INFLUENCIAM A EXCREÇÃO DE ÁCIDO
● pH sistêmico e PCO2
● Aldosterona (deixa luz negativa, facilitando a saída de H+ pela H+ ATPase)
● ADH
● Reservas de K (com ↑ K na célula = H+ é menos secretado por uma competição com K+)
DISTÚRBIOS ACIDOBÁSICOS
Alteração de [HCO3-] = Distúrbios Acidobásicos Metabólicos
Alteração da PCO2 = Distúrbios Acidobásicos Respiratórios
A frequência respiratória determina a PCO2 (↑ FR : ↓ PCO2 - mais CO2 eliminou)
➔ Acidose metabólica (↓ pH) : ↑ FR
➔ Alcalose metabólica (↑ pH) : ↓ FR
ACIDOSE METABÓLICA
↓ HCO3- resulta na ↓ pH
Pode ocorrer por:
- Adição de ácido não volátil → Cetoacidose diabética
- Perda de base não volátil→ diarreia com perda de bicarbonato
- Falha nos rins em excretar ácido titulável e NH4+
Com ↓ pH, a área respiratória é aumentada, com um ↑ FR e ↓ PCO2 (compensação respiratória) -
elimina mais CO2 (não acidificar mais ainda).
Os rins atuam por tais mecanismos a fim de corrigir a acidose metabólica:
- ↑ secreção H+
- Todo HCO3- filtrado é reabsorvido
- ↑ produção e secreção de NH4+ (↑ de sua excreção)
↑ excreção ácida e ↑ HCO3- novo
ACIDOSE RESPIRATÓRIA
↑ PCO2 resulta na ↓ pH
Resultado da ↓ troca gasosa pelos alvéolos (ventilação inadequada), eliminando menos CO2
do que o normal.
- Mesmos mecanismos compensatórios
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ALCALOSE METABÓLICA
↑ HCO3- resulta na ↑ pH
Pode ocorrer por:
- Perda de ácidos não voláteis → vômito
- Adição de base nv → ingestão de antiácidos
- Contração do volume LEC → hemorragias
Com ↑ pH, a área respiratória é inibida, com um ↓ FR e ↑ PCO2 (compensação respiratória) - elimina
menos CO2 para deixar o sangue mais ácido.
Os rins atuam por tais mecanismos a fim de corrigir a alcalose metabólica:
- ↑ excreção de HCO3- (por ↓ reabsorção)
- Secreção H+ inibida
- ↓ excreção de ácido titulável e NH4+
ALCALOSE RESPIRATÓRIA
↓ PCO2 resulta no ↑ pH
Decorrente do incremento nas trocas gasosas nos pulmões(↑ ventilação).
- Mesmos mecanismos compensatórios
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ANÁLISE DOS DISTÚRBIOS ACIDOBÁSICOS
NÍVEIS NORMAIS
pH plasmático = 7,4
[HCO3-] = 24 mEq/L
PCO2 = 40 mmHg
1°) Análise do pH
● Classificação em acidose (pH < 7,4) ou alcalose (pH > 7,4)
2°) Determinação da origem do distúrbio
● Classificação em metabólico (alteração na [HCO3-]) ou respiratória (alteração na PCO2)
3°) Análise de resposta compensatória
Distúrbios metabólicos → Alterações compensatórias na ventilação e, assim, na PCO2..
Distúrbios respiratórios → Alterações compensatórias na [HCO3-].
Alteração compensatória ⇒ acompanha a origem do distúrbio.
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O pH depende da relação entre [HCO3-] e PCO2
Ex.: pH 7,5 ⇒ alcalose
[bicarbo] = 34 (↑ primário) → distúrbio metabólico
PCO2 = 47 (↑ compensatória)
➔ A alcalose ↑ HCO3- diretamente, e ↑ PCO2 é um aumento compensatório.
Pensamento: para ser alcalose houve uma ↓ pH, mas qual a origem? Observamos um ↑ [HCO3-] e ↑
PCO2, porém, com o ↑ PCO2 há uma menor eliminação de CO2, deixando o sangue mais ácido, logo, a
alteração primária foi a da [bicarbonato] e a alteração compensatória foi a da PCO2.
Ex.: pH 7,28⇒ acidose
[bicarbo] = 27 (↑ compensatório)
PCO2 = 60 (↑ primário) → distúrbio respiratório
➔ A acidose ↑ PCO2 diretamente, por ↓ FR, e o ↑ bicarbonato é um aumento compensatório.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Koeppen, Bruce M. Berne e Levy - Fisiologia. Grupo GEN, 2018. [Minha Biblioteca].
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