O papel do rim no equilíbrio ácido-base_ Vídeo, Causas e Significado _ Osmose

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jamir's Notes for The role of the kidney in acid-base balance
Os rins têm duas maneiras principais de manter o equilíbrio ácido-base: suas células reabsorvem bicarbonato
HCO3− da urina de volta para o sangue e secretam íons hidrogênio H+ na urina.
Ao ajustar as quantidades reabsorvidas e secretadas, eles equilibram o pH da corrente sanguínea.
Nossos rins filtram o sangue continuamente, distribuindo o sangue que entra no rim para milhões de pequenas
unidades funcionais chamadas néfrons.
Cada néfron é composto pelo glomérulo, ou um pequeno aglomerado de capilares, onde começa a filtração do
sangue.
Quando o sangue passa por um glomérulo, cerca de um quinto do plasma deixa os capilares glomerulares e vai
para o túbulo renal.
A reabsorção das coisas boas — água e eletrólitos — e a eliminação das coisas ruins — resíduos e ácido — é
tarefa do sistema tubular renal.
O túbulo renal é uma estrutura com vários segmentos: o túbulo contorcido proximal, a alça de Henle em forma
de U com um ramo descendente fino e um ramo ascendente espesso, e o túbulo contorcido distal, que se enrola
e se torce novamente para cima, antes de esvaziar no ducto coletor, que coleta a urina final.
Cada um desses túbulos é revestido por células com bordas em escova que têm duas superfícies.
Uma é a superfície apical, que fica de frente para o lúmen tubular e é revestida por microvilosidades, que são
pequenas projeções que aumentam a área da superfície da célula para ajudar na reabsorção de solutos.
A outra é a superfície basolateral, que fica de frente para os capilares peritubulares, que correm ao longo do
néfron.
Assim, com a reabsorção de bicarbonato, quando o filtrado sai do glomérulo, ele passa primeiro pelo túbulo
contorcido proximal.
Agora, a princípio, esse filtrado contém a mesma concentração de eletrólitos que o plasma de onde veio. Mas
quando uma molécula de bicarbonato se aproxima da superfície apical da célula da borda em escova, ela se liga
ao hidrogênio H+ secretado pela célula da borda em escova em troca de um íon sódio do túbulo para formar
ácido carbônico.
Nesse ponto, uma enzima chamada anidrase carbônica tipo 4, que fica à espreita no túbulo das microvilosidades
como um tubarão, nada e divide o ácido carbônico em água e dióxido de carbono.
Ao contrário dos ânions de bicarbonato carregados, que ficam presos no túbulo, a água e o dióxido de carbono
se difundem alegremente através da membrana para dentro das células, onde a anidrase carbônica tipo 2 facilita
a reação reversa, combinando-os para formar ácido carbônico, que se dissolve em bicarbonato e hidrogênio.
Um cotransportador de bicarbonato de sódio na superfície basolateral captura o bicarbonato e um sódio
próximo e transporta ambos para o sangue.
Alternativamente, um trocador de cloreto de bicarbonato troca o bicarbonato HCO3− por cloreto Cl-, deixando
a corrente sanguínea para entrar nas células.
Todo esse truque químico efetivamente move 99,9% do bicarbonato filtrado que está no túbulo de volta para a
corrente sanguínea.
Íons de hidrogênio H+, com sua carga positiva, não querem naturalmente passar pelas membranas celulares
para a urina. Eles precisam ser empurrados para fora.
Existem 2 mecanismos. Um mecanismo é o contratransporte de sódio-hidrogênio.
Uma proteína transportadora na parede apical liga um íon hidrogênio H+ da célula e um íon sódio Na+ no
fluido tubular.
A maior concentração de sódio no fluido tubular faz com que a proteína transportadora gire como uma pequena
porta giratória para empurrar o H+ para fora e trazer o Na+ para dentro.
Lembre-se de que isso está no túbulo proximal, mas no túbulo contorcido distal e nos ductos coletores há outro
mecanismo que envolve células alfa-intercaladas. Essas células têm uma bomba diferente que usa a energia do
ATP para empurrar íons de hidrogênio H+ para dentro do túbulo.
No entanto, a urina só consegue reter uma quantidade limitada de íons de hidrogênio H+ livres porque o pH
cairia muito rapidamente, e os túbulos não conseguem manter o pH da urina abaixo de 4,5.
Então, para contornar esse limite e reter mais íons de hidrogênio H+, a urina contém tampões químicos, que
ligam os íons de hidrogênio e evitam que o pH caia muito.
O mais importante é o sistema tampão de amônia, no qual os rins usam um processo chamado amoniagênese.
A amoniagênese começa quando as células do túbulo contorcido proximal quebram aminoácidos como a
glutamina em amônia NH3.
A amônia é lipossolúvel, por isso difunde-se livremente no túbulo, onde se combina com um íon de hidrogênio
para formar um íon amônio NH4+.
O amônio NH4+ combina-se com o cloreto Cl- na urina. Como o cloreto de amônio é apenas fracamente ácido,
o pH da urina não cai muito, embora agora contenha muitos íons de hidrogênio H+.
A maior parte desse amônio NH4+ é perdido na urina, o que ajuda os rins a se livrarem de uma grande
quantidade de hidrogênio H+.
Um segundo sistema tampão usa fosfato.
O monohidrogenofosfato HPO42- entra no túbulo a partir do plasma. É mal reabsorvido dos túbulos, então se
concentra ali.
Ele atua como um tampão ao se combinar com íons de hidrogênio secretados para formar di-hidrogenofosfato
H2PO4-, que é então excretado na urina.
Resumo
Tudo bem, recapitulando rapidamente, os rins ajudam a manter o equilíbrio do pH do sangue.
No néfron, as células do túbulo contorcido proximal são capazes de reabsorver os íons bicarbonato HCO3−, e
as células do túbulo contorcido proximal e distal e dos ductos coletores secretam íons hidrogênio H+ que são
transportados para a urina usando o sistema tampão de amônia e fosfato.
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