MANEJO RENAL DEL EQUILIBRIO ACIDO/BASE

El objetivo básico del equilibrio ácido-base es mantener laconcentración de hidrogeniones dentro del rango normal(40 ± 2 nMol/L)

Ácidos son moléculas donadoras de HidrogenionesBases son moléculas aceptoras de Hidrogeniones

VALORES NORMALES ÁCIDO/BASE

ARTERIAL 7.37-743 37-43 36-44 22-26

VENOSO 7.32-7.38 42-48 42-50 23-27

pH [H](nEq/L) pCO2 (mmHg) [HCO2] (mEq/L)

MANEJO RENAL DEL EQUILIBRIO ACIDO/BASE

CO2(d) + H2O H2CO3 H + HCO3

De acuerdo a la Ley de Acción de Masas:[H]=(24) x (PCO2 / [HCO3])

Ecuación de Henderson-Hasselbach:pH= 6.10+ log [HCO3] / 0.03 PCO2

La concentración normal de H es de 40 nM/L

La velocidad de una reacción es proporcional al producto delas concentraciones de los reactantes

REGULACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE H:

Amortiguamiento químico (Buffers Intra y Extracelulares)

Control de la pCO2 en sangre (ventilación alveolar)

Control de la [HCO3] plasmático. (Excreción renal de H)

Los carbohidratos y las grasas producen 15000 mM de CO2/dia

Al combinarse estas 15000 mM de CO2 con H2O para formar H2CO3 producirían una acidemia severa, si el CO2 no seeliminara por los pulmones.

Producción extrarrenal neta de ácido: 0.3 a 1.0 mEq/Kg/día

Dieta Normal = 50 -100 mEq/ día de H

La respuesta homeostática consiste en alterar la excreción de Hpara regular [HCO3] plasmático

Ejemplo:La oxidación de aminoácidos que contienen sulfuro produceH2SO4 que es amortiguado por HCO3 extracelular:H2SO4 + 2 NaHCO3 Na2SO4 + 2H2CO3 2H2O + CO2

El exceso de H se excreta por los riñones de manera directamente proporcional a la producción de H

Mecanismosde acidificaciónurinaria.pH en ratas noacidóticas, sindiuréticos.Metcoff J.

Diferencias en el pH intratubular y la orina final con el pH arterial.Gottschalk et al.

FUENTES DE GANANCIA DE HIDROGENIONES

1. Generación de H a partir de CO2 en los capilares tisulares

2. Producción de ácidos no volátiles a partir del metabolismo proteico y otras moléculas orgánicas

3. Ganancia de H debida a pérdida de bicarbonato por diarrea u otros líquidos intestinales no gástricos

4. Ganancia de H debida pérdida de bicarbonato en la orina

PÉRDIDA DE HIDROGENIONES

1. Recombinación de H y HCO3 en los capilares pulmonares

2. Utilización de H en el metabolismo de los aniones orgánicos

3. Pérdida de H en el vómito

4. Pérdida de H en la orina

PASOS INVOLUCRADOS EN LA REGULACIÓN RENALDEL EQUILIBRIO ÁCIDO/BASE

• Excreción renal obligatoria (mediante secreción de H) de los 50-100 mEq de ácidos carbónicos generados/día

• La concentración de H libres en la orina es muy baja (<0.05 mEq/L, por lo que los ácidos no pueden ser excretados como H libres

La carga filtrada de HCO3 debe ser reabsorbida antes de poderexcretar la carga de ácidos

Los H secretados se unen a buffers filtrados o al NH3 generadometabólicamente

RegulaciónRenal delEquilibrioÁcido-Base

REGULADORES DE LA EXCRECIÓN NETA DE ÁCIDOSEN CONDICIONES FISIOLÓGICAS

• El pH EXTRACELULAR es el regulador fisiológico primario

REGULADORES DE LA EXCRECIÓN NETA DE ÁCIDOSEN CONDICIONES FISIOPATOLÓGICAS

• Volumen efectivo circulante

• Aldosterona

• Concentración de K plasmático

SECRECIÓN DE HIDROGENIONES

1. Generación de H en las células tubulares a partir de H20 con producción equimolar de OH y H

2. La secreción neta de H es un proceso activo que ocurre en contra de gradientes electroquímicos

3. Los H se unen a anhidrasa carbónica intracelular, y se combinan con CO2 para formar HCO3

4. El HCO3 formado pasa a la circulación sistémica a través de la membrana basolateral

5. La secreción de cada H se asocia a la generación o conservación de un HCO3 en el plasma

ANHIDRASA CARBÓNICA:

H + HCO3 H2CO3 (CA) CO2 + H20

TÚBULO PROXIMAL: (segmentos S1 y S2)

ASA DE HENLE Y T. COLECTOR:

Son independientes en gran parte de Anhidrasa Carbónica

La mayoría del HCO3 que escapa del T. P. Es reabsorbido enla Rama gruesa ascendente del asa de Henle y en el T.C.

Secreción dehidrogenionesen túbulo proximal

Pasos principales en lasecreción de H+ en TP

REABSORCIÓN DE BICARBONATO:

El 90% del HCO3 filtrado se reabsorbe en los dos primeros segmentos del T.P.

Las primeras dos porciones del T.P son muy permeables al HCO3, además de tener gran número de intercambiadores Na/H.

El restante 10% de la carga filtrada de HCO3 se reabsorbe en segmentos más distales, sobre todo en la rama gruesaascendente del asa de Henle y en los T. Colectores de la médula superficial

ReabsorcióndeBicarbonato

CONSERVACIÓN DE BICARBONATO

Equivale a la reabsorción o reclamo del bicarbonato filtrado

En esta situación no hay ganancia ni pérdida de HCO3

Carga filtrada de HCO3 = 180 L/día * 24 mEq/L = 4300 mEq/día

GENERACIÓN DE BICARBONATO

La excreción de H es de alrededor de 50 a 100 mEq/día

El pH urinario más bajo que puede producirse es de 4.5Esto equivale a casi 1000 veces (3 U de logaritmo) más ácidoque el pH extracelular.Aún así, representa una [H] extraordinariamente baja, menorDe 0.04 mEq/L

La [H] libres a un pH extracelular normal (7.4) es de solo40 nanomolas/L. Es decir una millonésima parte del tamaño de la carga diaria de ácido

GENERACIÓN DE BICARBONATO

Mediante este proceso se regenera el HCO3 consumido por procesos extrarenales.

En esta situación si ocurre ganancia neta de un HCO3 por cada H excretado

Se lleva a cabo por dos procesos: Acidez titulable,y excreción de Amonio.

ACIDEZ TITULABLE

El sistema amortiguador más importante del organismo loconstituye el sistema HPO4/H2PO4

Segmento pH HPO4 H2PO4Cantidad amortiguada

mM mM por HPO4 en mMFiltrado 7.4 40 10 0T.P. 6.8 25 25 15Orina Final 4.8 0.5 39.5 39.5

ACIDEZ TITULABLE

Efecto del pH luminal sobre el grado de amortiguamiento porfosfatos. (excreción de 50 mM de fosfatos)

A medida que se reduce el pH luminal, aumenta la cantidad de H que son amortiguados por HPO4. Sin embargo, cuando El pH urinario cae por debajo de 5.5, todo el fosfato urinarioExiste como H2PO4, y ya no puede haber más amortiguamientoA menos que aumente la excreción de fosfatos

La acidemia inhibe la reabsorción de fosfatos, con lo que haymás fosfatos disponibles para amortiguar.

La excreción de ácidos titulables es pues un mecanismo limitado, excepto en cetoacidosis diabética en la que las grandes cantidades de β hidroxibutirato (pK’ 4.8) excretadasactúan como buffer urinario, aumentando la acidez titulable Hasta 50 mM/día

Acidez titulable

Secreción de hidrogeniones entúbulo distal

Secreción de HCO3 en Células intercaladas tipoB. Tubo colector cortical

EXCRECIÓN DE NH4

Constituye la principal adaptación a la carga ácida.

Formación de NH4

El amoniaco (NH3) se forma en las células y difunde libremente a la luz tubular en donde se une a H para formarNH4

El NH3 se produce a partir de AA, particularmente glutamina

El metabolismo de los AA genera 2 HCO3 que son transportados a la circulación sistémica por el cotransportadorNa/NH4/2Cl en la rama gruesa ascendente del asa de Henle.

En el interior de la célula renal se separan en NH3 y H, y el NH3 difunde libremente hacia el intersticio.

El H se secreta nuevamente vía el intercambiador Na/H, en donde promueve la reabsorción de HCO3 al formar H2CO3 queQue se disocia en H2O + CO2

Pasos principales en la excreción de NH4:

EXCRECIÓN DE NH4

1. Producción primaria en T.P temprano

2. Reabsorción parcial del NH4 luminal en la rama gruesaascendente del asa de Henle, y luego reciclado como NH3hacia la médula renal

El NH3 intersticial medular alcanza grandes concentraciones,Lo que le permite difundir hacia la luz tubular en los T.C.M. en donde es atrapado como NH4 por los H secretados

La excreción de NH4 puede aumentar de 2 maneras:1. Aumentando la producción proximal de Glutamina2. Bajando el pH urinario, con lo que aumentará la difusión de NH3 hacia la luz tubular en el TCM

ExcrecióndeAmonio

EXCRECIÓN RELATIVA DE AMONIO Y ÁCIDOS TITULABLES EN SUJETOS NORMALES Y EN DOS SITUACIONES DE ACIDOSIS METABÓLICA

CONDICIÓN mEq de H+/día en orina

Sujetos normalesH+ combinados con NH3 30 a 50H+ en forma de Ac. Titulables 10 a 30

Acidosis diabéticaH+ combinados con NH3 300 a 500H+ en forma de Ac. Titulables 75 a 250

Enfermedad renal crónicaH+ combinados con NH3 0.5 a 15H+ en forma de Ac. Titulables 2 a 20

ADAPTACIÓN RENAL:

2 Primeros días: Aumenta excreción de ácidos titulables, de Na,K, y NH4.Posteriormente: Persiste solo la excreción de NH4

FACTORES QUE INFLUENCIAN LA ACIDIFICACIÓN DISTAL:

Aumentan:Aumento en la carga dsital de ácidoExceso de AldosteronaDepleción de KAumento en la oferta distal de NaAumento en la avidez por NaPresencia de aniones no reabsorbibles (sulfatos y fosfatos)

Disminuyen:Disminución en la carga dsital de ácidosDeficit de AldosteronaExceso de KDepleción intensa de K. Reducción carga distal de Na