Resumo_Cap_30_Guyton_-_Bruno_Hollanda

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Bruno Hollanda 2009.2	RESUMO FISIOLOGIA (GUYTON)	Cap. 30
 
Regulação do Equilíbrio Ácido-Base
 A regulação do balanço do íon hidrogênio é de certa forma semelhante à regulação de outros íons no corpo. Por exemplo, para haver homeostase, é preciso que haja um equilíbrio entre ingesta ou produção de H+ e a remoção líquida de H+ do corpo. E assim, os rins têm papel importante na regulação da remoção de H+.
 Existem também diversos mecanismos de tamponamento ácido-base envolvendo o sangue, células e pulmões que são essenciais para manter concentrações normais de H+ tanto no líquido extracelular quanto no intracelular.
 O pH normal do sangue arterial é 7,4, enquanto que o pH do sangue venoso e dos líquidos intersticiais é de cerca de 7,35 devido às quantidades extras de CO2 liberadas pelos tecidos. Valores acima do pH arterial são considerados como alcalose e valores abaixo, como acidose.
I- Defesas contra Mudanças na [H+]:
 Existem três sistemas primários que regulam a concentração de H+ nos líquidos corporais para evitar acidose ou alcalose:
Os sistemas tampão químicos ácido-base dos líquidos corporais, que se combinam com ácidos ou bases para evitar aletrações de pH;
O centro respiratório, que regula a remoção de CO2 do líquido extracelular;
Os rins, que podem excretar tanto urina ácida como alcalina, reajustando a [H+] no líquido extracelular.
 A primeira linha de defesa, os sistemas tampão não acrescentam ou eliminam íons hidrogênio ao corpo, apenas os mantêm controlados até que o equilíbrio possa ser reestabelecido.
 O sistema respiratório, a segunda linha de defesa, age em questão de minutos eliminando CO2 e, portanto, H2CO3 do corpo.
 Essas duas primeiras linhas de defesa evitam que a concentração de íon hidrogênio se altere muito até que a resposta mais lenta da terceira linha de defesa, os rins, consiga eliminar o excesso de ácido ou base do corpo. Embora seja a linha de defesa mais lenta, se comparado aos outros, os rins são, sem dúvida, os sistemas reguladores mais potentes.
1) Tamponamento do H+ nos Líquidos Corporais:
 Um tampão é qualquer substância capaz de se ligar reversivelmente ao H+. De forma geral, a reação de tamponamento é:
Tampão + H+ Htampão
Quando a concentração de H+ aumenta, a reação é forçada para a direita. Por outro lado, quando esta concentração diminui, a reação é forçada para a esquerda. Existem três sistemas-tampão predominantes no corpo, são eles:
 a) Sistema-Tampão Bicarbonato: E qualitativamente o mais importante no líquido extracelular. Consite em uma solução aquosa contendo dois ingredientes: (1) H2CO3, um ácido fraco; e (2) um sal bicarbonato, como o NaHCO3. O primeiro é formado pela reação do CO2 com H2O, por intermédio da enzima anidrase carbônica, especialmente abundante nas paredes dos alvéolos pulmonares e nas células epiteliais dos túbulos renais. Em seguida, o H2CO3 se ioniza formando pequenas quantidades de H+ e HCO3-. O segundo componente do sistema, predominantemente o NaHCO3, também se ioniza, formando Na+ e HCO3-. Quando se libera um ácido forte, o H+ em excesso é tamponado pelo HCO3- e, como resultado, mais H2CO3 é formado, causando aumento na produção de CO2 e H2O. O CO2 em excesso estimula a respiração, eliminando-o do líquido extracelular. As reações opostas ocorrem quando é acrescentada à solução tampão de bicarbonato uma base forte, onde o OH- combina-se com o H2CO3, formando mais HCO3-. Assim, a base fraca substitui a base forte. Ao mesmo tempo, a concentração de H2CO3 diminui (porque reage com a base forte), fazendo com que mais CO2 se combine com H2O para repor o ácido carbônico.
 b) Sistema-Tampão do Fosfato: Embora não seja importante como tampão do líquido extracelular, ele tem um papel importante no tamponamento do líquido tubular renal e dos líquidos intracelulares. Os principais elementos desse sistema são: H2PO4- e HPO42-. Ao acresentar-se um ácido forte, o H+ é aceito pela base HPO42- e convertido em H2PO4-. O resultado dessa reação é que o ácido forte é substituído por um ácido fraco, como o NaH2PO4, e a queda do pH é minimizada. Quando uma base forte é acrescentada, o OH- é tamponado pelo H2PO4- formando quantidades adicionais de HPO4- e H2O. Neste caso, uma base forte é trocada por uma base fraca, como o NaH2PO4, causando aumento discreto no pH. A razão pelo fosfato apresentar papel importante nos líquidos tubulares é o fato dele se tornar muito concentrado nos túbulos e pelo líquido tubular geralmente ter um pH menor que o líquido extracelular, fazendo com que sua faixa operacional fique próxima do pK do sistema. O mesmo caso ocorre nos líquidos intracelulares.
 c) Proteínas: Estão entre os tampões mais abundantes do corpo devido às suas concentrações elevadas, especialmente no interior das células. A difusão dos elementos do sistema-tampão do bicarbonato causa mudanças de pH no interior das células quando há mudanças no pH extracelular; porém tais elementos têm dificuldade em atravessar a membrana das células. Os sistemas-tampão no interior das células ajudam a prevenir mudanças no pH do líquido extracelular, pela razão dita anteriormente. Já nas hemácias, as substâncias do sistema-tampão do bicarbonato não apresentam dificuldades para passar por suas membranas, sendo a hemoglobina (Hb) um importante tampão.
Obs.: Princípio Isoídrico: Todos os sistemas-tampão funcionam em conjunto, pois o H+ é comum às reações de todos os sistemas. Portanto, sempre que houver uma mudança na concentração de H+ no líquido extracelular, o equilíbrio de todos os sistemas-tampão muda ao mesmo tempo.
2) Regulação Respiratória:
 A segunda linha de defesa contra distúrbio acidobásicos é o controle da concentração de CO2 no líquido extracelular pelos pulmões. Um aumento na ventilação elimina CO2 do líquido extracelular, e, consequentemente, H+, em contrapartida a menor ventilação aumenta o teor de CO2, elevando a concentração de H+.
 Não só a taxa de ventilação alveolar influencia a concentração de H+ ao alterar a Pco2 dos líquidos corporais, como também a concentração de H+ afeta a taxa de ventilação alveolar. Quando o pH do plasma cai do valor normal de 7,4, a taxa de ventilação alveolar aumenta e, quando aumenta para valores acima de 7,4, a taxa de ventilação alveolar diminui. Esse controle é exercido como um controlador por feedback negativo tipico da concentração de H+.
II- Controle Renal do Equilíbrio:
 Os rins controlam o equilíbrio ácido-base ao excretar urina ácida ou básica. O mecanismo global para que isto ocorra é o seguinte: grandes quantidades de HCO3- são filtradas continuamente nos túbulos, e se forem excretadas na urina, removem base do sangue. Ainda, grandes quantidades de H+ são secretadas no lúmen tubular pelas células epiteliais tubulares, removendo, assim, ácido do sangue. Se for secretado mais H+ do que HCO3- haverá uma perda líquida de ácido do líquido extracelular, e vice-versa.
 Quando há uma alcalose, os rins não conseguem reabsorver todo o bicarbonato filtrado, aumentando, assim, a excreção deste. Como o íon bicarbonato tampona o íon hidrogênio no líquido extracelular, essa perda significa o mesmo que acrescentar hidrogênio ao líquido. Na acidose, os rins não excretam bicarbonato na urina, mas reabsorvem todo o bicarbonato filtrado e produzem novo bicarbonato, que é acrescentado de volta ao líquido extracelular, reduzindo a concentração de H+. Portanto, a regulação da concentração de H+ do líquido extracelular é regulada através de três mecanismos: (1) secreção de H+; (2) reabsorção de HCO3- filtrado e (3) produção de novo HCO3-.
1) Secreção de H+ e Reabsorção de HCO3- :
 A secreção de íons hidrogênio e a reabsorção de íons bicarbonato ocorrem em todas as partes dos rins, exceto nas porções finas descendentes e ascendentes da alça de Henle.
 As células epiteliais do túbulo proximal, do segmentoespesso ascendente da alça de Henle e do início do túbulo distal secretam H+ no líquido tubular pelo contratransporte de sódio-hidrogênio, com a energia oriunda do movimento do sódio a favor do seu gradiente.
 O processo secretório começa quando o CO2 se difunde para as células tubulares ou é formado pelo metabolismo das células epiteliais tubulares. Sob a ação da anidrase carbônica, o CO2 combina-se com a água para formar ácido carbônico, que logo se dissocia em H+ e HCO3-. O primeiro é secretado para o lúmen pelo contratransporte com o sódio; já o íon bicarbonato se move a favor do gradiente, através da membrana basolateral, para o líquido intersticial renal e para o sangue capilar peritubular. O resultado líquido é a reabsorção de um íon bicarbonato para cada íon hidrogênio secretado. 
Obs.: Nos túbulos distais e coletores, o epitélio tubular secreta íons hidrogênio por transporte ativo primário, através de uma proteína específica, a ATPase transportadora de hidrogênios. Essa secreção ocorre nas células intercaladas do final do túbulo distal e túbulos coletores. Assim como na alça de Henle e início dos túbulos distais, para cada H+ secretado um HCO3- é reabsorvido, pelos mesmos mecanismos de combinação do CO2 com a H2O e sua posterior dissociação.
 
 O processo de reabsorção do íon bicarbonato começa com a combinação deste com H+ secretado pelas células tubulares para formar H2CO3, que se converte em CO2 e H2O. O CO2 consegue se difundir facilmente pela membrana tubular, onde prontamente se recombina com a água através da ação da anidrase carbônica, gerando uma nova molécula de H2CO3 dentro das células. Este ácido carbônico dissocia-se formando novos H+ e HCO3-. Este se difunde então através da membrana basolateral como explicado acima. Esse transporte é facilitado por dois mecanismos: (1) co-transporte de Na+-HCO3- e (2) troca de Cl- -HCO3-. A reabsorção de íon bicarbonato filtrado não resulta na secreção líquida de H+, pois este H+ secretado combina-se com o HCO3- filtrado e, portanto, não é excretado.
2) Combinação do Excesso de H+ com Tampões de Fosfato e Amônia:
 Quando a quantidade de H+ secretado para o líquido tubular é maior que a quantidade de íons bicarbonato filtrados, apenas uma pequena parte desse excesso pode ser excretado sob a forma iônica na urina. Para isso, a excreção de grandes quantidades de íons hidrogênio na urina é feita combinando-se com tampões no líquido tubular. Os tampões mais importantes são o tampão de fosfato e o tampão de amônia.
 Enquanto houver excesso de HCO3- no líquido tubular, grande parte do H+ secretado combina-se a ele. Entretanto, quando todo o íon bicarbonato tiver sido reabsorvido, qualquer excesso de H+ pode combinar-se com HPO42- ou outros tampões tubulares. Depois dessa combinação, há formação de H2PO4- e este é excretado como um sal de sódio (NaH2PO4), carreando o hidrogênio em excesso. Existe uma diferença importante entre esta excreção e a outra discutida anteriormente. Neste caso, o íon bicarbonato que é gerado na célula tubular e entra no sangue peritubular representa um ganho líquido pelo sangue, em vez de simplesmente ser uma reposição de íon bicarbonato filtrado. Portanto, sempre que um H+ secretado no lúmen tubular se combinar com um tampão diferente do íon bicarbonato, o efeito líquido é a adição de um novo HCO3- ao sangue.
 O sistema-tampão de amônia, ainda mais importante que o de fosfato, é composto pela amônia (NH3) e pelo íon amônio (NH4+). Este é sintetizado a partir da glutamina, que se origina basicamente do metabolismo de aminoácidos no fígado. Esse metabolismo da glutamina gera dois íons amônio e dois íons bicarbonato. O NH4+ é transportado para o lúmen tubular em contratransporte com o sódio, que é reabsorvido; já o HCO3- é transportado através da membrana basolateral, em conjunto com o Na+ reabsorvido, para o líquido intersticial, e é captado pelos capilares peritubulares. Assim, para cada molécula de glutamina metabolizada nos túbulos proximais, dois NH4+ são secretados na urina e dois HCO3- são reabsorvidos. O íon bicarbonato gerado neste processo constitui um novo íon. Nos túbulos coletores, o H+ é transportado para o lúmen onde combina-se com NH3 para formar NH4+, que é então excretado. A membrana luminal desta parte dos túbulos é pouco permeável ao NH4+, logo o H+ reage com a amônia, formando íon amônio, é este fica no lúmen, sendo eliminado na urina. Para cada NH4+ excretado, um novo HCO3- é gerado e adicionado no sangue. Ainda neste sistema-tampão de amôni-amônia, um aumento na concentração de íons hidrogênio no líquido extracelular estimula o metabolismo renal da glutamina e, portanto, aumenta a formação de amônio e bicarbonato para serem usados no tamponamento de hidrogênio; já uma queda na concentração de H+ tem o efeito oposto.
III- Correção Renal da Acidose:
 A acidose ocorre quando a proporção de HCO3- para CO2 no líquido extracelular diminui, reduzindo, assim, o pH. Se esta razão diminui devido a uma queda em íons bicarbonato, a acidose é denominada acidose metabólica. Se o pH cai por causa de um aumento na Pco2, a acidose é denominada acidose respiratória.
 Para compensar uma acidose respiratória, os rins aumentam a concentração de HCO3- no plasma pela adição de novo bicarbonato ao líquido extracelular, o que compensa o aumento da Pco2. Já na acidose metabólica, as compensações primárias incluem aumento na taxa de ventilação, que reduz a Pco2, e compensação renal, que, ao acrescentar novo bicarbonato ao líquido extracelular, contribui para minimizar a queda inicial da concentração de íon bicarbonato extracelular.
IV – Correção Renal da Alcalose:
 As respostas compensatórias na alcalose são basicamente opostas às que ocorrem na acidose. Na alcalose respiratória, a resposta compensatória a uma redução na Pco2 é uma redução na concentração plasmática de bicarbonato, pela maior excreção do próprio. Já na alcalose metabólica, as compensações primárias são uma diminuição da ventilação, o que aumenta a Pco2, e maior excreção renal de bicarbonato.
V- Casos Clínicos dos Distúrbios Acidobásicos:
 a) Acidose Respiratória: É causada por uma ventilação diminuída e Pco2 aumentada; 
 b) Alcalose Respiratória: É causada por ventilação aumentada e Pco2 diminuída; 
 c) Acidose Metabólica: Pode resultar de um defeito na secreção de H+ ou na reabsorção de HCO3-; por diarréia, pela perda de grandes quantidades de HCO-3 nas fezes; vômito de conteúdo intestinal, pelo mesmo motivo da diarréia; diabetes melito, pela produção de ácido acetoacético, produto da degradação de triglicerídeos; ingestão de ácidos; e insuficiência renal crônica.
 d) Alcalose Metabólica: Ocorre por excesso de aldosterona, estimulando a reabsorção de Na+ em contratransporte com o H+; vômito de conteúdo gástrico, pela perda de HCl junto às secreções gástricas; e ingestão de agente alcalinos.