PAPEL DO RIM NA REGULAÇÃO DO PH DO FLUIDO EXTRACELULAR

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-Tema: Papel do rim na regulação do Ph do fluido extracelular.
 
 A faixa de variação do pH do sangue arterial de indivíduos normais está entre 7,37 e 7,42. Abaixo desta variação o indivíduo está em acidose, e acima, em alcalose. O limite do pH sanguíneo compatível com a vida é de 6,8 a 8,0. Como a maioria dos produtos catabolizados são ácidos, o indivíduo necessita de mecanismos que evitem, primordialmente, a queda do pH do sangue. O rim, favorecendo a excreção de radicais ácidos, exerce um papel relevante na manutenção do equilíbrio ácido-base do organismo, juntamente com os mecanismos de tamponamento e o sistema respiratório. Estes ocorrem rapidamente, dentro de minutos a horas, enquanto os mecanismos de compensação renal são mais lentos, necessitando de horas ou dias.
 O íon H+, secretado para a luz tubular pode ser gerado no interior da célula tubular, a partir da reação entre co2 e h2o, catalisada pela anidrase carbônica. Os íons de hidrogênio são ativamente secretados ao lúmen tubular, onde se combinam com o bicarbonato (filtrado) para formar agua e dióxido de carbono, um íon hidrogênio secretado que se combina com o bicarbonato no lúmen não contribui para a excreção de íons hidrogênio pela urina, mas apenas para a conservação de bicarbonato. Pode-se dizer que o túbulo proximal apresenta uma heterogeneidade no mecanismo de acidificação: O seu primeiro segmento (S1) é a porção mais ativa do túbulo possuindo uma taxa de secreção de H+ (e, portanto, de reabsorção de HCO3-) maior do que a dos outros dois segmentos (S2 e S3). No final do túbulo proximal, o pH intratubular é certa de 6,8 o que representa um pequeno gradiente em relação ao pH peritubular de 7,4. Dessa forma, com relação da secreção de H+ o túbulo proximal é um sistema de alta capacidade e baixo gradiente, enquanto que nas porções finais do néfron o nível de secreção de H+ é menor, sendo um sistema de baixa capacidade e alto gradiente.
 Além disso, em condições normais, praticamente todo bicarbonato filtrado é reabsorvido ao longo do néfron. Vale lembrar que a reabsorção de HCO3 é indireta. O bicarbonato adicionado ao sangue é o derivado da dissociação intracelular do H2CO3 ou da água, enquanto o bicarbonato filtrado é removido do fluido tubular na forma de CO2 e H2O. Dessa forma, para cada H+ secretado para a luz tubular, um HCO3 desaparece do lúmen e um HCO3 vai para o sangue peritubular. Só que é importante ressaltar que a molécula de HCO3 que desaparece do lúmen não é a mesma que aparece no sangue. A reabsorção tubular de bicarbonato, pela membrana basolateral, é feita através de co-transportadores e trocadores. A maior parte da reabsorção do bicarbonato ocorre no túbulo proximal, sobretudo na sua porção inicial (S1). Vale lembrar, que vários fatores causam modificações na atividade do trocador Na+/H+ e do transportador. A angiostensina II e a PKC estimulam ambos os transportadores, enquanto o hormônio paratireóideo e a PKA os inibem. Transportadores específicos são necessários para esses movimentos transmembranares de íons hidrogênio e de bicarbonato. Primeiro, o trocador Na+/H+ é particularmente proeminente na membrana apical do túbulo. Esse transportador é a principal forma não apenas de secreção de íons hidrogênio, mas também de captação de sódio a partir o lúmen do túbulo proximal. Além disso, também medeia a secreção de íons hidrogênio no ramo ascendente espesso. No túbulo proximal é feita cerca de 80% da reabsorção, principalmente na sua porção inicial. Assim, a concentração no início do proximal é de cerca de 24mM caindo para 8mM no final. No túbulo proximal, a maior parte do efluxo celular de bicarbonato pela membrana basolateral se dá através do co-transporte de Na+ - HCO3- . Na acidose respiratória ou metabólica, a atividade desse transportador está aumentada. Vários fatores causam modificações a este trocador Na+/H+ e do transportador Na+ HCO3 basolateral, minimizando, dessa forma, as modificações de pH e da concentração de Na+ celular. Também calcula-se que cerca de 50% do bicarbonato que deixa o túbulo proximal seja reabsorvido na alça de Henle. Em virtude da grande reabsorção de água na sua porção descendente, ocorre uma concentração progressiva de bicarbonato até a dobradura da alça. Em vista disso, a concentração de bicarbonato, que no início do ramo fino descendente é de cerca de 8mM, em sua dobradura, atinge aproximadamente 21mM. Como o CO2 pode deixar livremente a luz tubular, não é concentrado, havendo alcalinização progressiva do fluido tubular em direção a medula. Acredita-se que não ocorra significante transporte de bicarbonato na alça fina descendente sob condições normais. Na alça ascendente grossa medular e cortical, a reabsorção de bicarbonato se dá pelo co-transporte Na+-HCO3- e pelo trocador Cl+/HCO3-. Os túbulos distais mostram, sob condições normais, uma reduzida capacidade de acidificação e o pH luminal do distal cortical dificilmente é menor que 6, portanto, ácido. Contudo, esta capacidade de acidificação se eleva quando a secreção de H+ é estimulada, como por exemplo da acidose metabólica. Nos ductos coletores, o pH cai significamente, sendo que a direção do transporte de bicarbonato parece depender do equilíbrio ácido-base do indivíduo. Em acidose e em condições normais, a reabsorção de bicarbonato ocorre em troca por cloreto, por meio do seu trocador, eletroneutro, localizado na membrana basolateral das células intercalares tipo alfa. Entretanto, na alcalose metabólica as células intercalares tipo beta do ducto coletor cortical secretam bicarbonato para a luz do tubular através do trocador Cl-/HCO3- localizado na membrana luminal.
 O Trocador Na+/H+ É responsável pela maior fração de secreção tubular renal de H+. Esse transportador troca 1H+ por 1Na+, por tanto por um processo eletroneutro. A energia para esse mecanismo provém do gradiente de concentração de sódio através da membrana luminal, o qual é mantido pela bomba Na+/K+, sendo classificado como um mecanismo de transporte ativo secundário. A H+-ATPase é um segundo mecanismo para a secreção apical de H+ envolve uma H+ -ATPase do tipo vacuolar. É um processo ativo primário, que pode estabelecer elevado gradiente transepitelial de concentração de H+ (podendo diminuir o pH da urina até 4,5), ao contrário do trocador Na+∕H+, que não pode gera grande gradiente transepitelial de H+. Está localizado, preferencialmente, nas células intercalares do tipo α do túbulo coletor cortical e do ducto coletor da medula externa e interna, estando presente também na membrana apical do túbulo proximal, ramo ascendente grosso e túbulo distal cortical. Adicionalmente, está presente também na membrana basolateral das células intercalares tipo β. É responsável apenas por 10 a 35% da secreção proximal de H+. E por último, a H+∕K+-ATPase, é um terceiro tipo de mecanismo de secreção de H+, presente no túbulo coletor inicial, túbulo coletor cortical e ducto coletor da medula externa. Em animais com dieta pobre em potássio, é responsável pela retenção de K+ e, como efeito colateral aumenta a secreção de H+, que contribui para a geração de uma alcalose metabólica hipocalêmica. 
 Em questão a eliminação de ácidos livres ou sais ácidos, um dos processos que o rim apresenta para a preservação da homeostase do organismo é a eliminação de íons H+ e a conservação dos íons Na+ e HCO30. Um dos mecanismos utilizados para conservar Na+ é trocá-lo por H+, que será excretado na forma de ácido fraco ou tamponado na forma de um sal ácido dessa forma evitando a queda do pH da urina. 
 No ponto de vista do equilíbrio ácido-base,a excreção de amônia através da urina é extremamente relevante. No indivíduo normal, dos cerca de 70 mM de ácidos provenientes do metabolismo diário, metade são eliminados pela urina na forma de sal de amônio, principalmente na forma de cloreto de amônio, sendo o restante excretado com acidez titulável. Na acidose metabólica, aumenta acentuadamente a excreção de amônia pelo rim, podendo a chegar amais de 200 mM por dia. Não se conhecem caminhos epiteliais específicos para o NH4+, ele utiliza carreadores ou canais comuns a outros íons, tais como H+ ou K+. A molécula de NH3 é pequena e moderadamente soluvel em lipídeos , atravessando as membranas celulares por difusão através da fase lipidica não polar. No tubulo proximal convolunato, a amônia é preferencialmente secretada para o lúmen atravé do trocador Na+/NH4-( provavelmente esse trocador é a mesma ptn que troca Na+/NH4-). Acredita-se que a entrada da amônia para a luz da parte reta do túbulo proximal ocorra por secreção de H+ e NH3, que, reagindo no interior tubular, formam NH4+. A progressiva absorção de água pelo ramo descendente aumenta o pH luminal (devido a [NH3-]) promovendo ulterior formação de NH3 a partit do NH4+ intratubular; isso favorece a reabsorção de NH3 pelo ramo descendente fino. A alta permeabilidade da alça fina ascendente é uma indicação de que o NH4+ possa ser pasivamente reabsorvido nesse segmento. No ramo ascendente espesso, o NH4+ é reabsorvido através de um intenso transporte ativo secundario, substituindo o K+ no co-tranportador Na+:K+:2CL-, na membrana luminal e, transporte passivo paracelular. No ramo grosso ascendente, o NH4+ pode ser reabsorvido via canais de K+. Porém, na medula renal, ocorre um mecanismo contracorrente multiplicador de amônia. Essa reabsorção constitui um efeito unitário, que é mulltiplicado por um conrafluxo existente entre as duas alças, formando um gradiente de concentração de amônia ao longo do eixo corticomedular. As células do ducto coletor são permeáveis a NH3, que se difunde no insterstício medular para a luz do ducto coletor. No interior tubular, a NH3 combina-se com H+ para formar NH4+ (que é secretado na urina final na forma de sais neutros).
 Nesse processo, vale lembrar que existem fatores que afetam a excreção de H+ e a reabsorção de HCO3-. O processo renal de secreção de hidrogênio e reabsorção de bicarbonato envolve as seguintes etapas: Geração intracelular de H+ e HCO3,Secreção tubular de H+ e Hidratação de CO2 intraluminal. Geração intracelular de H+ e HCO3: O íon H+ secretado para a luz tubular pode ser gerado no interior da celula tubular, a partir da reação entre CO2 e H2O( catalisada pela enzima anidrase carbonica). É formado o H2CO3 pela desidratação do CO2 que, instantaneamente, dissocia-se em H+e OH-. O H+ é secretado para a luz tubular, enquando o OH- reage com o CO2, sob a ação da anidrase carbonica, formando o HCO3-. Secreção tubular de H+. Hidratação de CO2 intraluminal: na luz tubular, o H+ secretado reage com o HCO3- filtrado formando, que é transformado em H2O e CO2. Na borda em escova da celula tubular proximal,existe a enzima anidrase carbonica, que acelera a reação de desidratação do H2CO3 cerca de 10.000 vezes. Assim, nao ocorre o acúmulo de H2CO3 no tubulo tubular proximal. A manutenção de baixa concentração de H2CO3, mantém a concentrção de H+ intratubular relativamente baixa, facilitando sua secreção. Portanto, a anidrase carbônica promove uma grande reabsorção de HCO3- ja no inicio do tubulo proximal (prmeiro segmento). Porém, mesmo na ausencia da anidrase carbonica, a secreção de H+ pode aumentar substancialmente ( como no tubo coletor, a H+ATPase pode secretar H+ contra altos gradientes), acelerando a reação de desidratação de H2CO3, por uma "ação de massa". Além disso, o H2CO3 pode difundir-se para o interior celular pela lamina luminal. Outra forma é que, nos tubulos distais há um transporte ativo primário, através de uma H+ ATPase, que usa energia proveniente da quebra do ATP para bombear o H+ contra seu gradiente eletroquimico, fazendo sua excreção ativa primária.
Bibliografia: 
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