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Regulação do equilíbrio ácido básico - 28/05/2019 - Conceitos Ácido X base pH X (H+) Acidose x alcalose - Influência do metabolismo no pH - Reguladores do pH: tampão, pulmão e rim - Distúrbios do pH e compensações Ácido x base: O nosso organismo tá muito mais preparado para eliminar os ácidos já que a maioria dos compostos do metabolismo são ácidos. Uma substancia ácida é uma substancia que vai ter muitos H+ ali disponíveis na solução; então vai ter uma alta relação de H+ comparado a concentração de bases. Esses H+ podem já estar dissolvidos, ou metade dissolvidos, metade ligados a substancia. Então é um potencial que a substancia tem de também doar esse H+. Uma substancia neutra tem mais ou menos a mesma quantidade de H+ e base disponível. Uma base tem muito mais base disponíveis do que H+, então a relação entre elas é diferente. pH: potencial hidrogênio - depende de íons em solução: se refere ao potencial que aquela substancia tem de doar H+. O ph depende consequentemente da concentração do H+ em solução. - Nos líquidos corporais, a concentração de íons H+ é extremamente baixa: 40nEq/L ou 40 x 10^-9 Eq/L - pH = expressão da concentração de íons H+ em função logarítmica: quanto maior o pH menor os níveis de H+ em solução, ou o oposto. pH = -log10 [H+] pH= 7,4 Relação: pH X H+ Se a gente de fato aumentar a concentração de fato, aplicando na fórmula, dobrando a concentração, o pH vai diminuir. Mostrando relação inversa entre H+ e pH. Relação entre concentração de H+ e pH é inversa: - Acidemia: diminuição do pH -> aumento do H+ - Alcalemia: aumento do pH -> diminuição do H+ Qual a diferença disso pra acidose e alcalose? O conceito de acidose e alcalose se refere aos processos que vão gerar acidemia e alcalemia. Se eu tenho algum processo que aumenta a concentração de H+, é um processo que pode ser chamado de acidose e que vai gerar uma acidemia. Gráfico: curva azul e vermelha Procurar ponto normal, ou seja, pH 7,4, o que corresponde a uma concentração de mais ou menos 40nEq/L de H+. Se aumentarmos a concentração de H+ vamos diminuir o pH que corresponde a uma acidemia. Se reduzirmos a concentração de H+ pra 20 vamos ter um pH mais básico, ou seja, mais alto que reflete uma alcalemia. Escala de pH Foto com barra coloridinha A maioria das substancias tem uma certa concentração de H+ em solução. Existem substâncias que estão na faixa neutra, a água é uma delas, então a ingestão de água não tem grandes reflexos sobre a alteração do pH. Sangue também é neutro, próximo ao pH 7. Acima de um determinado nivel a gente considera que via tendendo pra um lado básico e pro outro lado, ácido. Fisiologia IV - Gabriella GrabikoskiAula 5 - P2 Com isso temos bases fracas, bases fortes, ácidos fracos e fortes. Então quando aumenta H+ tem os ácidos, quando diminui H+ tem as bases e aumenta o pH. Os fortes são substancias que vão conseguir dissociar muito mais e liberar alguma coisa na solução. Então algumas substâncias do nosso organismo vão atuar sendo mais bases fracas e ácidos fracos. Algumas substancias que a gente ingere acabam sendo bases fortes e ácidos fortes. O nosso organismo tem que conseguir se virar pra regular o pH. Em geral as substancias do nosso organismo são mais consideradas fracas do que fortes. Suco gástrico: ácido forte Sucos cítricos (laranja, limão), refrigerante: ácidos fortes Do outro lado temos soluções de limpezas que geralmente são bases mais fortes. pH do sangue: em torno de 7,4 mas a faixa normal é entre 7,35 e 7,45. Os compostos liberados pelo metabolismo são muito ácidos, por isso existe diferença do pH entre sangue arterial e venoso, mas isso é fisiológico. Como o sangue venoso tá rico em substâncias que acabaram de ser liberadas, ele é um pouco mais ácido do que o sangue arterial, porem tudo ainda dentro da faixa normal. Alguns distúrbios vão sair dessa faixa normal, gerando alcalemia ou acidemia. A partir de um determinado limite isso não é compatível com a vida. A maioria das nossas reações intracelulares dependem de ter um ambiente cuja concentração de H+ é controlada e o pH é controlado. Pois se tiver ali uma alteração de H+ e pH, elas não vão funcionar como deveriam. Então a alteração do pH se reflete na ação das enzimas dentro da célula e isso é que tem um impacto sobre a função celular e pode causar morte celular se sair muito da faixa normal ou ainda patológica mas que conseguimos sobreviver. Menos que 6,85 ou mais que 7,95 é incompatível com a vida. Acidose: Vão gerar redução do pH. Normalmente associamos condição que tem muito H+, só que essa situação pode acontecer ou porque tem realmente adição de H+ ao sistema; ou pode ocorrer também pela perda de bases. Caso isso aconteça a gente vai ter acidose, quando o pH tá menor que 7,35. Alcalose: pH aumenta geralmente porque teve redução da concentração de H+ que pode se dar ou porque você tá perdendo H+ ou porque você tá acumulando bases no sistema. Ex.: vomito - tô perdendo ácido clorídrico. Metabolismo e pH: —> Ácidos são adicionados ao organismo o tempo todo: • Ingestão de ácidos: alimentos, fármacos • Produção de ácidos por todos os tecidos: o CO2 que é liberado pela respiração celular é um forte gerador de ácidos • Músculo e fígado- principais produtores (metabolização de proteínas e aminoácidos liberam compostos ácidos) Vários tecidos jogando compostos ácidos e temos que ser capazes de liberar isso. Ácidos produzidos no organismo - “Ácido” volátil - dióxido de carbono (CO2): produção no metabolismo celular pelo consumo de O2. Conseguimos eliminar pela respiração já que ele é um gás. - Ácidos fixos: substâncias permanentemente dissolvidas e que não viram gás pra ser eliminado. Ácido lático do metabolismo celular, corpos cetônicos (algumas situações que o metabolismo dos AG é desviado pra produção de CC), acido sulfúrico, ácido fosfórico… todos são produzidos no metabolismo e vão ser liberados na corrente sangüínea. A respiração aeróbia gera o ácido carbônico. Se diminuir quantidade de oxigênio disponível as células a gente vai passar a ter mais respiração além da aeróbia vamos ter a anaeróbia. Oxidação incompleta dos AG gera corpos cetônicos. Oxidação incompleta dos aminoácidos como enxofre gera ácido sulfúrico. Hidrólise de fosfoproteinas e ácidos nucleicos tem fosfato na composição e vão gerar o ácido fosfórico. Então todos sao compostos ácidos que vão acabar sendo potenciais doadores de H+ na solução. Acido volátil: não é um ácido em si, mas gera acido carbônico depois de interagir com a água. CO2 + H2O -> H2CO3 -> H+ + HCO3: reação catalisada pela AC O acido carbônico é um acido fraco porque em solução ele se dissocia lentamente e pouco dele se dissocia em H+ e bicarbonato, uma parte fica como acido carbônico. Conforme essa reação se desloca pra direita e a gente forma o H2CO3, a gente aumenta a probabilidade gerar esses componentes: H+ e bicarbonato. Essa reação pode acontecer pra direita ou esquerda; o que define isso é a concentração dos componentes. Se eu tenho muito CO2 vou desloca pra direita; se tem muito H+ vai deslocar pra esquerda. Integração entre os compostos metabólicos e entre um composto volátil que pode ser eliminado, e é isso que faz nosso sistema regulador ser muito eficiente. Então sempre que tem muito H+ deslocamos pra esquerda e o CO2 vai poder ser eliminado pelo pulmão. Reguladores do pH • Equilíbrio ácido-básico depende da manutenção da concentração normal do íons hidrogênio nos líquidos corporais 1. Soluções tampões: bicarbonato, fosfato e proteína - se combinam com o H+ 2. Pulmões: eliminam CO2, diminuindo a concentração de ácidos gerados 3. Rins: eliminam H+, diminuindo concentração de ácidos gerados Células tubulares renais estão muito mais preparadas para eliminar ácidos, isso quer dizer que essas células tem muitos transportadores capazes de secretar H+ na luz tubular que vai pra urina.Apesar de estar dividido em 3, todos são importantes e todos contribuem. Se tivermos prejuízos em algum deles, a nossa capacidade de regular o pH vai ser prejudicada. A questão é a diferença de tempo que eles conseguem atuar. Tampões fazem rapidamente, doam e recebem H+. Pulmões vão eliminar rapidamente, dependendo do tempo que levar pra formar CO2. Rins demoram mais, processo mais lento pois precisa filtrar o sangue, filtrado chegar nas células tubulares… 1. Tampões do sangue Substancias que quando presentes evitam variações bruscas de pH. Elas fazem isso pois conseguem tanto doar quanto receber H+. O que temos na verdade é um par tampão então acaba que você tem a capacidade de hora gerar mais ácido e hora receber esse ácido. Eles se combinam ou doam com o H+. Experimento de Robert Pitts demonstrou capacidade de tamponamento Água e cachorro. Forneceu solução ácida ou água ao cachorro. Observou que se ele adicionasse solução ácida a água o pH ia de 7,4 pra 1. Conforme ele adicionava o acido o pH do sangue do cachorro diminui pra 7,14 mas ainda se manteve numa faixa compatível com a vida. Então mostra que o tampão vai conseguir rapidamente se combinar com o H+. Então o tampão conseguiu controlar rapidamente o pH. Adição de ácido em soluções: substancia que não tem tampão como é o caso da água, se adicionamos HCl que é um ácido forte, ou seja, boa parte dele se dissocia a H+ e Cl-. Com isso vai ficar tudo dissolvido, grande quantidade de H+ dissolvido. Isso sem o tampão. Enquanto quando temos solução com tampão a mesma consegue receber o H+ adicionado ali. Par tampão bicarbonato: então temos aqui dissolvido sódio e bicarbonato. Em água uma parte ficou sódio livre e bicarbonato livre. Quando adicionamos o HCl temos a combinação do H+ com o bicarbonato. Tampões mais importantes: bicarbonato, fosfato e proteínas. São pares: Par tampão H2PO4 e HPO4, um tem um H+ a mais que o outro. H2PO4 pode gerar H+ e HPO4; ou o contrário, HPO4 se combinar ao H+ formando H2PO4. Hora podemos ter o primeiro, hora o segundo. Quando adicionamos muitos ácidos favorecemos a formação de H2PO4. Quando perdemos os ácidos a gente desloca a reação pra direita e gera mais ácidos pra manter sempre a concentração de H+ em 40 nEq/L. Gráficos(tampões do LEC): fosfato e bicarbonato - pares mais importantes. Se tivermos pH menor em que tem muito H+ vai ter mais essa forma de H2PO4, se tivermos menos H+ livre vamos ter mais o HPO4. O mesmo raciocínio se aplica ao CO2 e bicarbonato. Par tampão CO2-HCO3. CO2 + H2O -> H2CO3 -> H+ + HCO3 pH mais básico vamos ter mais bases no sistema, menos H+ e deslocamos a equação pra cá, tendo mais bicarbonato presente. No pH normal de 7,4 a gente tem concentrações que julgamos normais desses pares. Então vamos ter níveis normais de bicarbonato e CO2. Quando o pH varia mudamos a concentração dos compostos. *pK: pH em que temos a mesma quantidade entre os pares tampões. HCO3 = CO2 e H2PO4 = HPO4. Nesse valor de pH é onde temos um nível igual dos dois compostos. Então é o pH cujo tamponamento é mais eficiente. Pois é tanto capaz de receber H+ quanto de doar. normalmente, o pH mais eficiente varia 1 pra cima e 1 pra baixo a partir do pK. No caso do bicarbonato é como se no pH de 6,1 fosse mais eficiente e ele consegue atuar de forma mais eficiente 1 pra cima e um pra baixo, ou seja, 7,1 e 5,1, entre essa faixa. O mesmo acontece com o H2PO4, em que o pK é 6,8, de forma mais eficiente ele atua 1 pra cima e 1 pra baixo, ou seja, entre 5,8 e 7,8. Então temos 2 tampões diferentes e que tem pK diferente então eles tem faixas eficientes de atuação diferentes. Então a gente abrange uma escala maior que o nosso organismo pode suportar de variações de pH. Nao é que abaixo de 5,1 ou acima de 7,1 o tampão não vai funcionar. Ele vai funcionar porém de forma menos eficiente que ele funcionaria na faixa ótima entre 5,1 e 7,1. O pK então vai ajudar a calcular o pH. pK e equação de Henderson-Hasselbach: Se soubermos as concentrações dos componentes dos pares tampões e se soubermos o pK, colocando pK na fórmula a gente acha o valor de pH. Então o aparelho que faz a medida do pH vai utilizar essa fórmula pra calcular o valor. Sabendo quais são as concentrações dos pares no sangue e sabendo o valor do pK (valor de pH mais eficiente) a gente consegue achar o valor de pH. Então a gente tem atuação do tampão, mas o sistema seria menos eficiente se tivéssemos esse par tampão mas que o CO2 continuasse preso no sistema. Se tivéssemos isso ficaria um joga pra la e pra cá na reação. Se formos observar o pK do par CO2-bicarbonato é 6,1; ele atua de forma eficiente um pouco fora do nosso pH normal que é 7,4. Isso mostra que o fosfato tampona mais na nossa faixa de pH normal do que o bicarbonato. O que torna o par do bicarbonato-CO2 muito importante? A capacidade que a gente tem de acoplar o metabolismo ao sistema respiratório e eliminar isso de um lado e do outro. Nível normal de bicarbonato e CO2; quando temos o metabolismo em que ácidos são adicionados ao sistema e com isso a reação tende a deslocar pra formar o CO2. A gente tem muito bicarbonato no organismo e quando adiciona H+ joga pra cá e forma CO2. O fato de conseguirmos tem um sistema aberto que tem a ligação direta entre metabolismo e sistema respiratório torna o sistema muito importante; então conforme a gente gera o CO2 o mesmo é eliminado. Isso é importante pra compensação. Se temos um problema renal ou metabólico quem compensa é pulmão e vice-versa, isso pois existe uma acoplamento direto entre os sistemas. Então uma vez que geramos o CO2 e esse é eliminado a gente não volta a reação pro outro lado e não gera mais ácidos, a gente consegue eliminar esses ácidos de alguma forma. Sendo eles originados da respiração celular como CO2 ou ácidos fixos. Então se geramos ácidos fixos que adicionam H+ no sistema ele pode se combinar com o bicarbonato e gerar CO2 (??) mesmo quando o componente ácido não venha de fato do CO2. Então é um acoplamento metabolismo- respiração. PAPEL DOS RINS NA REGULAÇÃO DO PH: Eliminação dos ácidos fixos produzidos no metabolismo Do que adiantaria termos esses pares tampões se a gente não tivesse como eliminar parte desses compostos quando eles se acumulam? Então da mesma forma que o CO2 consegue ser eliminado pelo pulmão, o rim também consegue eliminar alguns compostos ácidos. Com isso veremos novamente as células tubulares e onde esses ácidos são mais eliminados. Tem a eliminação do H+ em varias porções do néfron (TCP, alça, TCD, ductos coletores…) mas em sua grande maioria isso acontece no TCP. Temos essa diferença quantitativa e qualitativa. No inicio a gente reabsorve muito bicarbonato e secreta muito H+ de forma quantitativamente importante. La no final a gente consegue fazer o ajuste fino do que precisa ser mais excretado ou mais reabsorvido. - Eliminam H+ (ácidos produzidos no metabolismo) - Reabsorvem bicarbonato (sistema tampão) Tem a anidrase carbonica tanto intracelular quanto na luz tubular que a gente tem a capacidade de fazer a reação: H2O + CO2 -> H2CO3 nos dois lugares. Sabemos também que estamos muito mais preparados para secretar os ácidos. Então veremos que temos vários transportadores importantes na secreção dos ácidos. Eliminação de H+ pelos rins e reabsorção de HCO3: Quase 99,9% do bicarbonato filtrado é reabsorvido 1. 85% no TCP 2. 15% restante da alça de Henle, TCD e ductos coletores. Temos vários transportadores importante na secreção dos ácidos. H+ tá sendo secretado em troca da entrada do sódio: contratransporte ativo secundário - não gasta ATP diretamente, mas precisa da atuação da bomba Na/K ATPase que ela sim gasta energia diretamente pra transportar presente na membrana basolateral que vai levar o sódio pro interstício, diminuindo a quantidade de sódio aqui dentro em troca do potássio que vai pra dentro. Ao diminuir sódio dentro a gente favorece gradiente de concentraçãofavorável a entrada do sódio, nisso que o sódio entra o H+ sai. Pra cada H+ que sai um bicarbonato é reabsorvido. No caso dentro da célula a anidrase carbônica converteu CO2 e H2O em acido carbônico; esse se dissociou espontaneamente em H+ e HCO3 e pra cada H+ que é secretado, um bicarbonato é reabsorvido. Temos transportadores ali pra conseguir reabsorver esse bicarbonato. Tem o cotransporte com o sódio, que saem da célula e vão ser reabsorvidos do mesmo lado; e outro contratransporte bicarbonato/cloreto. Então pra cada H+ que é secretado um bicarbonato é reabsorvido. Uma outra parte é reabsorvida mais pro final. Células do ducto coletor. Tem as células principais, tem as células intercaladas alfa e beta. As alfa tem capacidade de secretar H+ e ai ele pode sair ou por uma bomba H+/ ATPase, em que ela mesma gasta ATP pra jogar H+ de dentro da célula pra luz tubular ou esse H+ pode sair em um contratransporte com o potássio também gastando energia diretamente. Pra cada H+ que tá sendo secretado (H+ veio da reação com a AC que pegou o CO2 + água, converteu a H+ e bicarbonato e temos aqui o H+ sendo secretado e bicarbonato sendo reabsorvido); o que vai mudar são os transportadores presentes na membrana basolateral e luminal que estão fazendo isso, mas o raciocínio é o mesmo; estamos sempre secretando H+ e reabsorvendo bicarbonato ao longo do túbulo. No TCP tinha o contratransporte do sódio/H+, aqui teremos o contratransporte potassio/H+ e a bomba H+/ATPase; na membrana basolateral esse bicarbonato vai ser reabsorvido. Lá era um cotransporte bicarbonato/sódio ou contra com o cloreto; e aqui temos o contra com o cloreto e o cloreto pode ficar recirculando ali pra ser reaproveitado. Além do bicarbonato ainda tínhamos o fosfato. No caso, o fosfato também é um excelente tampão renal. O bicarbonato e fosfato estão no sangue, e eles são filtrados, vão chegar ate o fluido tubular e são reabsorvidos. No caso do bicarbonato há uma grande reabsorção, então muito do bicarbonato filtrado é reabsorvido. Uma parte do fosfato que chega aqui é reabsorvido mas uma parte dele acaba sendo eliminado como uma forma extra de conseguirmos excretar mais H+. Se a gente tivesse só isso aqui acontecendo; a gente tá secretando H+ e reabsorvendo bicarbonato. Essa primeira atuação principalmente no TCP é muito importante pra reabsorvermos o bicarbonato filtrado. Se fosse só isso íamos reabsorver bicarbonato e secretar H+ na luz. O H+ na luz se ele ficasse livre iria diminuir muito o pH ali. Então isso tem um limite que é compatível com as células tubulares que estão sendo expostas a esse ambiente ácido. Então existe um valor mínimo que o pH pode chegar. Se a gente só tivesse esse H+ livre sendo eliminado isso reduziria muito a nossa capacidade de excretar o H+. Quando temos também na urina compostos que são tampões e conseguem se ligar a esses ácidos a gente tá fazendo uma forma de eliminar esses compostos. Se temos o H+ sozinho a gente vai ter ele livre; quanto mais ele tá livre mais o pH diminui. Então se eu eliminasse todos os ácidos que eu preciso de forma livre esse pH ia ser muito baixo, ia ser incompatível com a vida dessas células aqui. Enquanto o liquido que vai virar a urina não sai, ele fica passando por dentro do túbulo e tá em contato direto com as células tubulares do néfron. Então essas células iam ser expostas a uma solução com o pH muito baixo, com muita concentração de H+. Então isso não pode acontecer. Se a gente tem uma substancia como HPO4, esse H+ que ta livre ele vai se ligar ali e formar o H2PO4. Ou seja, a gente também tem tampões na urina. Uma dessas substancias é o fosfato. A outra substancia vai ser o par amônia-amônio (NH3-NH4). Então a principio no TCP eu tô reabsorvendo muito bicarbonato e tô secretando H+, só que isso vai ter um limite, porque se não o filtrado vai ficar muito ácido. O que acontece e que faz a gente excretar mais ácido é justamente a presença de substâncias na urina que vão conseguir se ligar a esse H+ e com isso tanto o fosfato que tá virando H2PO4 quanto o NH3 que tá virando NH4 elas estão tirando H+ livre de solução. Com isso as células tubulares vão conseguir continuar secretando esse H+. Repetindo.: Conforme a gente tem a incorporação desses H+ que são secretados, nos tampões, estaríamos tirando o H+ do filtrado, e isso estimula esses transportadores a continuarem secretando H+. Então a presença desses tampões aumenta nossa capacidade de excretar os ácidos. Além de ter células que são capazes de eliminar ácidos através de transportadores que fazem a secreção do ácido do intracelular para o fluido tubular, com isso vai ser eliminado na urina. Então além de ter células que são capazes de fazer esse transporte eu tendo essas substancias tampões presentes na urina, eu aumento essa capacidade dessas células de conseguir fazer isso; porque conforme eu tiro esses H+ a gente favorece essa secreção. Quando a gente tem a reação acontecendo de um lado ou de outro, que temos o bicarbonato filtrado aqui que pode acabar sendo reabsorvido por causa dessa reação, porque isso vira um ciclo: conforme secreto H+ ele pode ficar livre ou se ligar a alguém. Esse alguém pode ser o fosfato, amônia e além disso ele ainda encontra o bicarbonato que foi filtrado. Esse bicarbonato filtrado vai gerar o CO2. CO2 entra na célula com a água gera H+ e bicarbonato. O bicarbonato vai ser reabsorvido e H+ secretado, encontra novamente o bicarbonato… ciclo continua. Com isso o H+ fica recirculando ali. Com isso, a gente tá retirando bicarbonato que foi filtrado dali e fazendo ele voltar pro sangue. Então nessa situação o bicarbonato é praticamente totalmente reabsorvido pro sangue, com isso evitamos perder bicarbonato que é um tampão muito importante. Pulmão vai eliminar o “ácido” volátil - CO2. E o rim vai eliminar os ácidos fixos pois são substâncias que ficam dissolvidas mas que em contato com a água vão liberar H+. Essa questão do bicarbonato é muito importante pra secretar ácidos, mas também conseguimos reabsorver quase todo bicarbonato do sangue que foi filtrado e impede que ele seja perdido. Além disso conseguimos continuar eliminando esses ácidos fixos devido a 2 outros sistemas que envolvem os tampões fosfato e amônia/amônio. Fosfato é parecido com o que acontece com o bicarbonato. Vai ter reação da AC e a gente gera bicarbonato e H+; H+ é secretado e bicarbonato reabsorvido. H+ ao invés de se ligar ao bicarbonato, gerar CO2 e ser reabsorvido. Uma parte do H+ gerado se liga ao HPO4 e gera o H2PO4 que é eliminado. Então, as reações do bicarbonato/fosfato vão ocorrer ao mesmo tempo. Tanto no TCP que tá acontecendo o tempo todo e hora tá ligando ao bicarbonato pra novamente fazer o ciclo e reabsorver, hora liga no fosfato pra eliminar. Na parte final do túbulo isso também acontece. Então ao invés do H+ que tá sendo secretado se ligar novamente ao bicarbonato, gerar o CO2 e fazer a reação; ele pode também se ligar ao fosfato, gerar H2PO4 e esse ser eliminado nessa porção. Então tanto a porção proximal, alça de Henle e TCD e DC tem a possibilidade de secretar H+, reabsorver bicarbonato seja ele vindo ou de fato do bicarbonato que foi reabsorvido ou ele vindo do CO2… se ligar ao fosfato e continuar sendo eliminado. (não entendi). Então todas as regiões tem a capacidade de fazer as duas coisas. Ou seja, todas as regiões são muito capazes de eliminar ácidos. Todas as células tem transportadores na membrana luminal que levam a secreção do ácido e ele na luz vai ser excretado. Eliminação de H+ fixo pelos rins como NH4 Excreção do H+ como NH3/NH4: 1. 85% no TCP 2. 15% restante na alça de Henle, TCD e ductos coletores Uma vez que o H+ foi secretado ele pode se ligar a amônia, virar amônio (NH4) e ser eliminado nessa forma. No caso o H+ sai no TCP por um constratransporte com o sódio; conforme o sódio entrava, o H+ saía. Então é a mesma coisa, acontece ao mesmo tempo. Uma vez queo H+ sai ou ele vai se combinar com o bicarbonato ou ele vai se ligar ao fosfato ou ele vai se ligar a amônia. Se ele se liga ao fosfato e a amônia ele vai ser eliminado. O NH3 vem do metabolismo da glutamina. Então as células tubulares renais são capazes de metabolizar a glutamina e gerar amônia ou o amônio intracelular. Quando ela gera amônia, pela estrutura dela ela consegue atravessar a membrana; ou se ela se liga ao H+ dentro da célula alguns livros comentam que o NH4 pode sair no lugar do H+ nesse contratransporte com o sódio. NH4 já tá levando a excreção de um H+ de dentro da célula, então ele já tá contribuindo pra regular o pH; ou se o NH3 sai e la na luz o H+ que saiu daqui liga nele ele também tá contribuindo pra regular o pH. Isso acontece no TCP e no ducto coletor. H+ que foi gerado dentro da célula vai sair e consegue se ligar ao NH3 e virar NH4. Esse NH3 pode ser gerado aqui dentro e passar por aqui, ou ter sido gerado e passar via paracelular. Ou o NH4 pode entrar aqui no lugar do H+. Notem que o sistema não muda; então no TCP na membrana luminal tem o contratransporte de sódio/H+, nesse caso ele tá ligando no bicarbonato que foi filtrado, vai voltar aqui pra ser reabsorvido. Essa mesma célula na outra membrana tem o bicarbonato saindo, ou com o cloreto ou com o sódio. Então esse H+ tá saindo por uma bomba ou pelo cotransportador com o sódio. Isso mostra que a mesma célula tá secretando H+; o H+ na luz escolhe um dos sistemas. No ducto coletor são os mesmo transportadores: a bomba H+ e o contratransporte H+/potássio. Nesse primeiro caso ele ajuda a reabsorver o bicarbonato do filtrado e no segundo caso o H+ que é secretado se liga ao fosfato e no terceiro caso se liga a amônia. Mas é exatamente a mesma célula. Com isso vemos que as células são adaptadas a secretar os ácidos e nesse sistema que a gente mostra que o H+ tá se ligando ao bicarbonato isso vai ajudar a reabsorver o bicarbonato filtrado. Porém, nos outros sistemas que essa reação aqui aconteceu a partir do CO2 mas que esse CO2 não veio de fato do bicarbonato que foi filtrado, a diferença é que é uma geração de novo bicarbonato. Então quando essa reação acontece de forma que o CO2 tenha vindo da luz que foi gerado a partir de um bicarbonato, a gente tá reabsorvendo bicarbonato que foi filtrado. Enquanto que quando o CO2 não veio de um CO2 da luz que foi gerado a partir do bicarbonato, isso vai dar origem a um novo bicarbonato. Com isso, podemos concluir que o bicarbonato vai ser reabsorvido. Esses sistemas vão ajudar pra atuar na reabsorção do bicarbonato que foi filtrado pra que ele não seja perdido. Mas além disso, as células tubulares conseguem gerar novos bicarbonatos uma vez que a gente tem essa reação acontecendo aqui e o H+ se ligando aos outros tampões diferente do bicarbonato. PARTE 2 AULA Relembrando: o papel do rim na regulação do equilíbrio ácido-básico é basicamente entender o que tem em excesso e excretar. Normalmente, como nosso organismo tem sido bombardeado o tempo todo por causa do nosso metabolismo que adiciona ácidos ao sistema; as células renais são muito mais preparadas para eliminar os ácidos. Em todas as porções do néfron tem muito mais transportadores capazes de eliminar os ácidos e reabsorver o bicarbonato. E ai são 3 sistemas: bicarbonato sendo reabsorvido pela reação da anidrase carbônica que é importante pra reabsorver o bicarbonato que foi filtrado. Segundo sistema: o ácido que chega aqui, ao invés de se combinar com o bicarbonato ele pode se ligar a outras substancias como o par tampão fosfato, e assim ele poderá ser eliminado como H2PO4. O CO2 utilizado nessa reação não veio de um bicarbonato que foi filtrado, ele tá gerando um bicarbonato novo. O terceiro sistema é a amônia-amônio, em que o H+ que tá sendo secretado vai se ligar a amônia e formar o amônio que também vai ser eliminado. A maioria dos segmentos vai fazer isso: secretar ácidos. Se esses ácidos ficassem livres a gente ia ter uma limitação na excreção dos ácidos. Normalmente o pH da urina varia entre 5-7; então abaixo disso vai começar a ser incompatível com a vida das células tubulares. Então já que temos os tampões fosfato e amônia, isso aumenta nossa capacidade de conseguir excretar. Se em alguns casos patológicos que temos aumento da ingestão de ácidos e precisemos excretar mais ácidos que o normal, esses sistemas vão ser potencializados, em especial o tampão amônia-amônio, que contribui muito nas acidoses. Eliminação de HCO3 no ducto coletor Excreção de HCO3: 1. Ductos coletores (células beta) No ducto coletor tem as células principais, intercaladas alfa e beta. Até agora vimos a alfa que secretam o H+. As células intercaladas beta vão secretar o bicarbonato. Então normalmente a gente tem muito mais células principais e intercaladas alfa. No caso de uma alcalose por exemplo, a célula intercalada beta vai estar funcionando mais, secretando mais bicarbonato. Se a situação permanecer pode-se aumentar o número dessas células no ducto coletor até resolver o problema. Normalmente elas tem a polaridade invertida. Na célula intercalada alfa na membrana luminal tem transportadores que secretam H+ e do outro lado os que vão reabsorver bicarbonato. Com isso elas podem inverter esses lados, pra determinadas situações, mudando a alfa pra beta ou vice- versa. Se eu tenho um excesso de base eu tô excretando a base e reabsorvendo um ácido, isso vai normalizar uma possível alcalose presente. O acido reabsorvido se junta com a base e ajuda a eliminá-la. DISTURBIOS pH 7,35 ate 7,45 que é a faixa normal. Abaixo acidose e acima alcalemia. Normalmente o CO2 também vai impactar (faixa normal 35-45mmHg), acima disso tem acidose, abaixo disso tem alcalose. Isso pois CO2 é potencial gerador de ácidos. Concentração de bicarbonato que varia em torno de 22 a 26 mEq/L. Acima disso tem mais bases, então vai ter alcalose. Abaixo disso tem menos bases -> acidose. Esses fatores (par bicarbonato-CO2) vai determinar o Ph através da formula de handerson- hasselbach colocando a concentração deles e sabendo que o pK deles é 6,1 (fixo) vamos obter o pH que no caso aqui tá na faixa normal. Então a relação entre eles vai determinar o valor do pH que vamos encontrar. Bicarbonato e pCO2. No valor de pH normal (7,4) existe uma relação entre esses 2 fatores. Bicarbonato em torno de 24 e pCO2 em torno de 40 gerando nessa relação um pH de 7,4. Se temos na reta vermelha um aumento da concentração de bicarbonato e pCO2 continua em 40 o pH vai pra 7,60 alguma coisa. Se eu tenho redução do bicarbonato e pCO2 se mantém vai ter pH se deslocando pra 7,15 que é considerado uma acidose. Então se eu mudo um dos fatores e não mudo o outro eu altero o pH. Porém, nesse caso em que reduz o bicarbonato e eu ativo alguma compensação em que reduzo também a pCO2 o pH volta pra reta normal de 7,4; isso mostra que existe realmente uma relação entre os dois. Se um altera eu compenso pelo outro pra retornar o valor do pH a normalidade. Então eu posso ter um distúrbio a principio, que ativando um mecanismo compensatório eu volto o pH ao normal ou a quase o normal. —> Causados por concentrações anormais de H+ no sangue, que se refletem na alteração do pH: - Acidose (aumento H+ e diminui pH) - Alcalose (diminui H+ e aumenta pH) —> Classificados quanto a origem/causa do distúrbio: - Metabólico (alteração de HCO3): órgão/tecido está alterando ácidos fixos ou a presença de bases no organismo. - Respiratório (alteração da pCO2): problema gerado pelo pulmão Ex.: exercício que aumentou o metabolismo celular e gerou muito ácido lático (ácido fixo) que vai fornecer H+ e vai afetar concentração de bicarbonato. Então quando o problema é metabólico a compensação geralmente vem a partir do sistema respiratório, o contrário também é verdadeiro. Se o distúrbio for metabólico, pela diminuição do bicarbonato; vamos ativar o mecanismo compensatóriorespiratório que vai levar a redução da pCO2, aumentando a ventilação. Quando o distúrbio é respiratório, se aumenta pCO2 por alguma doença pulmonar obstrutiva que leva a menor eliminação de CO2 com isso retém CO2 no organismo e aumenta a pCO2 , então a causa do distúrbio é respiratório. Se eu mantenho nível normal de bicarbonato o pH fica na mesma, depois o bicarbonato começa a alterar pra normalizar o pH. Pra isso excretamos bases para que seja possível reabsorver bicarbonato pro sistema. EXEMPLOS Acidose metabólica - Excesso de ácidos oriundos do metabolismo - diminuição do pH Ex.: cetoacidose diabética (não tem metabolismo normal e acúmulo corpos cetônicos que são ácidos); aumento de acido lático, ingestão excessiva de proteínas, insuficiência renal de excreção dos ácidos. - Compensação respiratória - hiperventilação Aumento da eliminação de CO2, o que elimina ácidos e tende a aumentar o pH. Alcalose metabólica - Carência de ácidos oriundos do metabolismo - aumento do pH: perda de ácidos ou acúmulo de bases. Ex.: vômito (perde suco gástrico e HCl do estômago) - Compensação respiratória - hipoventilação Redução da eliminação de CO2, o que retém ácidos e tende a diminuir o pH até o normal. Acidose respiratória - Excesso de ácido oriundos da respiração - diminuição do pH Ex.: doenças obstrutivas (retenção de CO2) - Compensação renal Aumento da excreção de H+ e reabsorção de HCO3 na tentativa de aumentar o pH até o normal. Alcalose respiratória - Carência de ácidos oriundos da respiração - aumento do pH Ex.: condições que causem hiperventilação (hipóxia e ansiedade pela hiperventilação) - que geram eliminação excessiva de CO2. - Compensação renal Redução da excreção de H+, o que retém ácidos e tende a diminuir o pH até o normal. Para casa: - ânion GAP - Base excess
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