REGULACIÓN RENAL DEL
ESTADO ÁCIDO- BASE
RIÑON 8
Para usar esta clase
 Los iconos a la derecha parte inferior son para usar MENU
y moverse con las flechas. Los números indican la
extensión del tema
 En el MENU está el detalle de los temas y al apretar el
botón puede dirigirse al de su preferencia
 Presione el ratón sobre el botón CLIC para continuar la
lectura.
 El icono de la calculadora señala la necesidad
entrenarse en cálculos concretos
de
 Coloque sonido en su equipo para destacar la relación
entre figura y texto.
 Para salir de la clase marque en su teclado
ESC
OBJETIVOS
En esta clase se desarrollará la participación de los riñones en el
mantenimiento del estado ácido-base.
Se dará una breve introducción al tema.
Se explicarán los principales mecanismos renales mediante los cuales los
riñones contribuyen al mantenimiento del estado ácido-base: Mecanismo
de reabsorción de bicarbonato y producción de nuevo bicarbonato.
También se analizaran los factores que afectan la reabsorción de
bicarbonato.
Y se explicará la importancia de la presencia de los amortiguadores o
buffers en la orina para la secreción de hidrogeniones.
Vea en la carpeta Sistema Ventilatorio la clase
Estado Acido-base
ESTADO ACIDO-BASE
REGULACION RENAL ACIDO-BASE
REABSORCION DE BICARBONATO
NUEVOS IONES BICARBONATO
AMORTIGUACION DE HIDROGENIONES
FOSFATOS
AMONIACO
SECRECION DE HIDROGENIONES
Menú
general
E
S
T
A
D
O
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
Para una comprensión adecuada del tema es necesario dar una breve
revisión general de la regulación del estado ácido base en el
organismo.
La actividad metabólica normal del organismo produce continuamente
grandes cantidades de ácidos, que podrían comprometer seriamente la
vida, pero debido a la presencia de sistemas amortiguadores (buffers),
y a la actividad continua de los sistemas respiratorio y renal, la
concentración de hidrogeniones en el organismo varía pero dentro de un
rango muy estrecho.
A continuación se describen las principales reacciones metabólicas
productoras de ácidos en el organismo
Buscar información en la carpeta Sistema
Ventilatorio
Menú
1 de 7
E
S
T
A
D
O
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
FUENTES DE ÁCIDOS EN EL ORGANISMO
En condiciones normales la dieta suministra nutrientes que durante los procesos
metabólicos producen gran cantidad de ácido. Por ejemplo, entre los más importantes
están la oxidación de carbohidratos, grasas y aminoácidos, el metabolismo de
fosfolípidos, fosfoproteínas y ácidos nucleicos.
Oxidación de los
carbohidratos
(CH2O)n:
(CH2O) n + O2
CO2 + H2O
Formación de fosfato
inorgánico a partir del
metabolismo de fosfolípidos
(FL), fosfoproteínas y ácidos
nucleícos:
Oxidación de aminoácidos
que contienen azufre:
metionina, cisteína
CO2 + H2O
H+ HCO3- + HH+
FL
H+ H PO
3
4
H+
H2PO4-
H+
AA-SH
H2SO4
H+
H+
H3PO4 H+
H2PO4- + H+
=
HPO
H+ 4
H+
+ H+
H+ productos
H2SO4 + otros
= ++2 H+
SO4H
Menú
2 de 7
E
S
T
A
D
O
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
IMPORTANCIA DE LA REGULACIÓN DE LA
CONCENTRACIÓN DE HIDROGENIONES EN EL
ORGANISMO:
La regulación eficiente de la concentración de hidrogeniones o pH es
necesaria debido a la gran reactividad de este ión.
El ión hidrogenión (H30+, también se simboliza como H+), a pesar de
tener la misma carga que el sodio (Na+) y el potasio (K+), es más
reactivo que éstos por tener mayor densidad de carga.
Esta característica del H30+ permite que sea muy fuertemente atraído
por las cargas negativas de las moléculas orgánicas.
Cuando la concentración de hidrogeniones se aleja de la concentración
fisiológica (40 nMol/l, pH = 7.4), la interacción del ión H30+ con los
grupos funcionales de las proteínas y otras moléculas orgánicas, puede
producir alteraciones estructurales y funcionales en las células.
Es por tanto necesaria la presencia de mecanismos que garanticen la
constancia del pH de los líquidos orgánicos, a fin de evitar tales
alteraciones.
Menú
3 de 7
.
E
S
T
A
D
O
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
El mantenimiento del pH en los líquidos orgánicos se logra gracias a la
participación de

Los sistemas amortiguadores químicos o buffers

El sistema respiratorio

El sistema renal
.
Los amortiguadores están distribuidos tanto en el compartimiento
extracelular como en el intracelular, tienen como función neutralizar
rápidamente a los hidrogeniones, por ejemplo:
HCO3-
+
H+
Principales buffers en el plasma y su
concentración
H2CO3 /HCO3-
24-28 mEq/l
H2PO4-/HPO4=
1.2-1.8 mEq/l
Proteínas-
18 mEq/l
H2CO3
.
En el espacio intersticial la
concentración
de
los
amortiguadores son similares a la
del plasma, excepto por el
contenido de proteínas, el cual es
menor (< 1 mEq/l).
En el espacio intracelular los principales amortiguadores lo
constituyen los aniones orgánicos como las proteínas y los
fosfatos.
Menú
4 de 7
E
S
T
A
D
O
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
El sistema respiratorio elimina diariamente unos 13.000 mEq de ácido
carbónico bajo la forma de CO2. Este proviene del metabolismo oxidativo:
H2CO3
H20 + C02
Por otra parte los riñones reabsorben unos 4.500 mEq de bicarbonato, y
por procesos de secreción se excreta una cantidad equivalentes de
hidrogeniones. Además los riñones excretan 40 a 80 mEq de ácidos no
volátiles, en forma de ácidos titulables (H3PO4, H2SO4) y como sales de
amonio (ClNH4).
El mantenimiento del pH depende de la acción conjunta de todos los
sistemas. Los amortiguadores se pueden considerar como la primera línea
de defensa al actuar rápidamente en el espacio extracelular y más
lentamente en los intracelulares. Pero el mantenimiento de su capacidad
amortiguadora va a depender a su vez de
 La capacidad de los sistemas respiratorio y renal para eliminar de
manera definitiva la carga ácida o básica que se genera en el
organismo.
Menú
 La reabsorción de bicarbonato por los riñones.
5 de 7
.
E
S
T
A
D
O
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
“El pH sanguíneo depende fundamentalmente del buffer
bicarbonato/ácido carbónico”.
De acuerdo a la ecuación de Henderson-Hasselbalch, el pH de un buffer se
puede calcular conociendo la relación Molar entre la base conjugada y el
ácido y, su pK aparente. Aplicado al buffer bicarbonato:
pH = pK´+ log [HCO3-] /[H2CO3]
Por fines prácticos, la concentración de ácido carbónico en plasma es
sustituida por la presión parcial de CO2 multiplicada por el coeficiente de
solubilidad del gas:
pH = pK´ + log [HCO3-] / 0.03 PCO2
.
En condiciones normales, la [HCO3-] es de 24 mEq/l y la PCO2 es 40 mm
Hg.
El pK´ del buffer bicarbonato es 6.1. Al sustituir estos valores en la
ecuación, se obtiene un pH de 7.4, que se corresponde con el valor normal
de pH en plasma.
En condiciones experimentales y patológicas se puede observar que las
alteraciones de la PCO2 y de la concentración de bicarbonato, producirán
cambios en el pH plasmático.
Menú
Busque información adicional en la carpeta
Sistema Ventilatorio
6 de 7
E
S
T
A
D
O
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
“La presión parcial de dióxido de
carbono en plasma está regulada
principalmente por la actividad
respiratoria”
CO2
HCO3 -
“A una dada PCO2 , la concentración de
bicarbonato en plasma depende de la
función renal”
pH = pK + log [HCO3-] / 0.03 PCO2
pH = pK + RIÑÓN / PULMÓN
Menú
7 de 7
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
En condiciones normales, el mantenimiento de la concentración normal de
bicarbonato en plasma va a depender de las siguientes funciones renales:
B
i
c
a
r
b
o
n
a
t
o
 Reabsorción del bicarbonato filtrado
 Formación de bicarbonato nuevo
Estas funciones son dependientes de la capacidad de los túbulos renales para
secretar hidrogeniones
.
Reabsorción del bicarbonato filtrado: El bicarbonato, después del cloruro, es el
segundo anión más abundante en el espacio extracelular, su concentración normal es
de 24 mEq/l.
La cantidad de bicarbonato filtrado por día se calcula multiplicando la tasa de filtración
glomerular (en un adulto de 70Kg es de 180 l/día) por la concentración plasmática de
bicarbonato:
180 l/día x 24 mEq/l = 4.320 mEq/día
Si esta cantidad de bicarbonato no fuese
reabsorbida, sería equivalente a agregar
una carga igual de ácido al organismo.
Menú
1 de 12
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
B
i
c
a
r
b
o
n
a
t
o
Reabsorción de bicarbonato
El 99 % del bicarbonato filtrado es reabsorbido. La mayor
proporción se reabsorbe en el túbulo proximal (65-90%), el resto
en el túbulo distal.
La eficiencia de los riñones en el manejo del bicarbonato depende
de la actividad de la enzima anhidrasa carbónica (AC), la cual es
muy abundante en las células tubulares. Esta enzima acelera la
conversión de dióxido de carbono y agua en ácido carbónico.
CO2 +H2O
AC
H2CO3
HCO3- + H+
Menú
2 de 12
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
Se desarrolla el mecanismo para la reabsorción del bicarbonato
filtrado en el túbulo proximal:
B
i
c
a
r
b
o
n
a
t
o
s
a
n
g
r
e
Célula túbulo
proximal
Na+ HCO3-
ACAC
AC
H2CO3
HCO3-
H2 O
H+
H2CO3
CO2
H2 O
Luz tubular
CO
Intercambiador Na+/H+
AC anhidrasa carbónica
2
Se observa que por cada bicarbonato que
desaparece en la luz tubular, ingresa uno a la
circulación. El conjunto de todas las reacciones que
ocurren tienen como resultado final la reabsorción
de bicarbonato. (ver el detalle de la próxima
pantalla)
Menú
3 de 12
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
REABSORCIÓN DE BICARBONATO EN EL TÚBULO PROXIMAL
B
i
c
a
r
b
o
n
a
t
o
 En la célula tubular el CO2, proveniente del metabolismo, reacciona
con el agua en presencia de la AC y se transforman en H2CO3, el cual se
disocia rápidamente en HCO3- e H+.
 El HCO3- difunde desde la célula hacia el capilar.
 El H+ sale a la luz tubular, intercambiado a través de la membrana
luminal en relación 1:1 con el Na+ filtrado.
 El H+ en la luz se combina rápidamente con el HCO3- filtrado y
desaparece para formar H2CO3.
 El H2CO3 formado en la luz, es convertido a CO2 y H2O por la
actividad de la AC presente en la membrana luminal. Por tal razón a pesar
de la gran cantidad de ácido secretado, el pH del líquido tubular
disminuye poco.
“La reabsorción de
HCO3- está acoplada a la
secreción de H + “
El resultado neto es que por cada HCO3- filtrado
que desaparece de la luz tubular, ingresa uno a la
circulación. Esto corresponde a la reabsorción del
bicarbonato filtrado.
.
Menú
4 de 12
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
B
i
c
a
r
b
o
n
a
t
o
FACTORES QUE AFECTAN LA REABSORCIÓN DE
BICARBONATO
1.- LA PRESIÓN PARCIAL DE DIÓXIDO DE CARBONO
2.- LA CONCENTRACIÓN PLASMÁTICA DE POTASIO
3.- LA DISMINUCIÓN DE LA VOLEMIA Y LA PÉRDIDA DE
SAL
4.- LA TASA DE FILTRACIÓN GLOMERULAR
EN
LAS
SIGUIENTES
DESARROLLA CADA TEMA
PANTALLAS
SE
Menú
5 de 12
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
FACTORES QUE AFECTAN LA REABSORCIÓN DE BICARBONATO
1.- LA PRESION PARCIAL DE CO2 (PCO2)
B
i
c
a
r
b
o
n
a
t
o
“Los aumentos de la PCO2 en sangre arterial, aumentan la reabsorción de
bicarbonato, mientras que una disminución reduce la reabsorción”.
.
Explicación
Al aumentar la PCO2 en sangre arterial aumentaría la concentración de CO2 en las
células tubulares, y la formación de ácido carbónico debida a la actividad de la
enzima anhidrasa carbónica.
Con el aumento de ácido carbónico, aumenta la disponibilidad de hidrogeniones
para ser secretados, y acopladamente aumenta la reabsorción de bicarbonato.
Por el contrario una caída de la PCO2, disminuye la secreción de ácido y en
consecuencia también se reduce la reabsorción de bicarbonato.
Importancia
.
Los ajustes asociados a las variaciones de la PCO2 son importantes en la
compensación renal durante la acidosis y alcalosis respiratoria.
Por ejemplo, en la acidosis respiratoria (PCO2 mayor a 40 mm Hg), el aumento de la
concentración extracelular de bicarbonato tiende a compensar el descenso del pH.
Por otra parte en la alcalosis respiratoria (PCO2 menor de 40 mm Hg), el descenso
de la reabsorción de bicarbonato tiende a estabilizar la concentración plasmática a
niveles subnormales, lo que también tiende a compensar
......................
Menú
moderadamente. la alcalosis.
6 de 12
c
v
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
FACTORES QUE AFECTAN LA REABSORCIÓN DE
BICARBONATO:
B
i
c
a
r
b
o
n
a
t
o
1.- AUMENTO DE LA PRESION PARCIAL DE
CO2 (PCO2)
.
capilar
Célula tubular
tubular
CO2
AC
Luz
H+
HCO3-
Menú
7 de 12
FACTORES QUE AFECTAN LA REABSORCIÓN DE BICARBONATO:
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
1.- LA PRESION PARCIAL DE CO2 (PCO2)
B
i
c
a
r
b
o
n
a
t
o
La ecuación de Henderson-Hasselbach es útil para el análisis y la explicación de la
compensación renal
pH = 6.1 + log HCO3- / 0.03 PCO2
En condiciones normales PCO2 = 40 mmmHg [HCO3-] = 24 mEq/L
Al sustituir valores normales en la Ecuación anterior
pH = 6.1 + log 24/0.03 x 40 = 6.1 + 1.3 = 7.4
Si se considera los cambios de pH en dos situaciones con PCO2
1.- Suponiendo que la concentración de bicarbonato
Caso 1:
.
aumentada a 50 mmHg
se mantiene en 24 mEq/l
pH = 6.1 + log 24 / 0.03 x 50 = 7.3
2.- Con aumento de la concentración plasmática de bicarbonato a 28 mEq/L, producto del
aumento de la PCO2 que a su vez conduce a un aumento de la reabsorción renal.
Caso 2:
pH = 6.1 + log 28 /0.03 x 50 = 7.36
Como se puede apreciar en el segundo caso, el aumento de
bicarbonato compensa el aumento de la PCO2, El descenso del pH
es menor ( 7.36 vs 7.3 ).
Es importante recalcar que las variaciones de la PCO2 per se
conducen.. a variaciones en la concentración de bicarbonato
plasmático.
Ver las clases Diagrama de Davenport
.
Menú
8 de 12
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
FACTORES QUE AFECTAN LA REABSORCIÓN DE BICARBONATO
2.- EFECTO DE LA CONCENTRACION PLASMÁTICA DE POTASIO
B
i
c
a
r
b
o
n
a
t
o
“ La disminución de potasio aumenta la secreción de hidrogeniones y la reabsorción
de bicarbonato, mientras que el exceso de potasio produce un efecto opuesto”
-Explicación: cuando la concentración plasmática de potasio desciende de 4 mEq/l,
a manera compensatoria, el potasio altamente concentrado en las células (140
mEq/l) se mueve hacia el exterior, intercambiándose por hidrogeniones. Ello
produce un aumento de la concentración de éstos en las células.
En el caso de las células tubulares
renales, al aumentar en ellas la
concentración
de
hidrogeniones,
aumenta su secreción y conjuntamente
aumenta la reabsorción de bicarbonato,
mediante el mecanismo ya descrito. El
estímulo que desencadena el aumento
de la secreción de hidrogeniones podría
ser el descenso del pH intracelular.
H+
K+
capilar
K+
K+
+
K+ +K
K+
K+
HCO3-
Célula tubular
luz
Menú
9 de 12
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
FACTORES QUE AFECTAN LA REABSORCIÓN DE BICARBONATO
B
i
c
a
r
b
o
n
a
t
o
2.- EFECTO DE LA CONCENTRACION PLASMÁTICA DE POTASIO
Cambios en la concentración plasmática de potasio. Efectos sobre
el estado ácido-base.
Como ya se explicó, cuando disminuye la concentración plasmática de
potasio (poca ingesta, vómitos, diarreas), la reabsorción de
bicarbonato aumenta (disminuye su excreción), esto trae como
consecuencia un aumento de bicarbonato en plasma que lleva a un
aumento del pH, este trastorno se denomina ALCALOSIS
METABÓLICA HIPOPOTASÉMICA”
Contrariamente, un aumento del potasio plasmático, disminuye la
reabsorción de bicarbonato, y la concentración en el plasma,
produciéndose una ACIDOSIS METABÓLICA HIPERPOTASÉMICA.
Vea en la carpeta Sistema Vetilatorio las
clases Diagrama de Davenport 1,2,3
Menú
10 de 12
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
FACTORES QUE AFECTAN LA REABSORCIÓN DE BICARBONATO
B
i
c
a
r
b
o
n
a
t
o
3.- DISMINUCIÓN DE LA VOLEMIA y PÉRDIDA DE SAL
La pérdida de sal, la cual va acompañada con la disminución de la volemia,
desencadena mecanismos que aumentan la reabsorción de sodio

Aumento de la descarga simpática

Aumento de la secreción de renina

Síntesis y liberación de aldosterona
.
Como existe un acoplamiento entre la reabsorción de sodio y la secreción de
hidrogeniones en los túbulos renales, al aumentar la secreción de éstos también
aumenta la reabsorción de bicarbonato.
El efecto que produce la pérdida de sal sobre la reabsorción de bicarbonato (o
secreción de hidrogeniones) es más acentuado en el túbulo proximal.
Menú
11 de 12
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
FACTORES QUE AFECTAN LA REABSORCIÓN DE BICARBONATO
B
i
c
a
r
b
o
n
a
t
o
4.- EFECTO DE LAS VARIACIONES DE LA TASA DE FILTRACIÓN
GLOMÉRULAR (TFG)
“ La secreción de hidrogeniones y la reabsorción de bicarbonato asociada
a este proceso, varían directamente con los cambios de la TFG”
.
Explicación: Este fenómeno es análogo al balance glomérulo-tubular
descrito para el sodio.
Al aumentar la TFG aumenta la cantidad de sodio filtrado y aumenta
también su reabsorción, y el de las sustancias acopladas a su
transporte, entre éstas el bicarbonato.
Por ejemplo, si la TFG aumenta en un 10% en ese mismo porcentaje
aumenta la reabsorción de bicarbonato.
Importancia: Este mecanismo garantiza que los cambios en la TFG no
alteren significativamente la reabsorción de bicarbonato. y por tanto
no se produzcan alteraciones graves del estado ácido-base.
Menú
12 de 12
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
B
i
c
a
r
b
o
n
a
t
o
FORMACIÓN DE NUEVO
CÉLULAS TUBULARES
BICARBONATO
EN
LAS
Además de recuperar el bicarbonato filtrado, las células
tubulares pueden sintetizar BICARBONATO NUEVO y
entregarlo al plasma.
Se puede observar que la sangre que sale de los riñones
tiene mayor concentración de bicarbonato en comparación
a la que ingresó.
La importancia de este mecanismo es mantener o aumentar
la capacidad buffer del plasma mediante la adición de
bicarbonato.
Este es un proceso compensatorio fundamental en los
estados de acidosis que se describe en las próximas
pantallas.
Menú
1 de 2
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
B
i
c
a
r
b
o
n
a
t
o
FORMACIÓN DE NUEVO BICARBONATO EN LAS CÉLULAS
TUBULARES.
MECANISMO:
El proceso a nivel de las células tubulares es similar al ya
descrito para la reabsorción de bicarbonato.
Es decir, en la célula tubular, el CO2. por acción de la
enzima
anhidrasa carbónica reacciona con el agua para
formar ácido carbónico, éste a su vez se disocia en
bicarbonato e hidrogeniones.
El bicarbonato
ingresa al plasma y el hidrogenión es
secretado hacia la luz tubular.
La diferencia con el mecanismo de reabsorción, reside en que
el hidrogenión secretado en la luz se combina con otros
amortiguadores presentes en el filtrado, principalmente con
fosfato y amoniaco. que en condiciones normales son
cuantitativamente los más importantes
Menú
Vea las próximas pantallas
2 de 2
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
FORMACIÓN DE NUEVO BICARBONATO EN LAS
CÉLULAS TUBULARES
AMORTIGUACIÓN POR EL BUFFER FOSFATO DE LOS
HIDROGENIONES SECRETADOS :
.
F
O
S
F
A
T
O
S
La concentración de fosfato en el plasma es cerca de 1 mMol/L y la TFG para
un adulto de 70 Kg es cercana a 180 L/día, de manera que diariamente se
filtran:
fosfato filtrado/día = 180 L/día x 1 mMol/L
.
= 180 mMol/día
Para conocer la cantidad de fosfato que actúa como amortiguador en los túbulos
debe restarse la cantidad de fosfato reabsorbida, la cual se estima en un 75 %.
Es decir sólo se dispone del 25 % para la amortiguación:
fosfato = 180 mMol/día x 0.25= 36 mMol/día
.
Debido a la baja concentración de fosfato en el filtrado, su capacidad
amortiguadora se hace importante después que se ha reabsorbido más del 80%
del agua, esto es, cuando el líquido tubular alcanza el nefrón distal.
Reacción de amortiguación:
HPO4=
+ H+
H2PO4-
Menú
1 de 2
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
FORMACIÓN DE NUEVO BICARBONATO EN LAS CÉLULAS
TUBULARES
AMORTIGUACIÓN POR EL BUFFER FOSFATO DE LOS
HIDROGENIONES SECRETADOS
F
O
S
F
A
T
O
S
Célula túbulo
proximal
s
a
n
g
r
e
H2 O
HPO4=
AC
AC3
H2CO
HCO3-
H+
H2PO4-
ClCO
2
Bomba de protones; AC anhidrasa carbónica;
Para información adicional abra las
carpetas Líquidos del Organismo y
Sistema Ventilatorio
Luz tubular
/
intercambiador Cl- HCO3-
Menú
2 de 2
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
AMORTIGUACIÓN POR AMONIACO DE LOS HIDROGENIONES
PRODUCCIÓN Y SECRECIÓN DE AMONIACO EN LAS CÉLULAS TUBULARES:
A
M
O
I
A
C
O
El filtrado glomerular NO ES una fuente significativa de amoniaco, debido a que
presenta una baja concentración de NH3 /NH4+.
Son las células tubulares las que sintetizan amoniaco (NH3) a partir del
aminoácido glutamina.
Esta reacción es catalizada por la enzima GLUTAMINASA, en la reacción se
produce ácido glutámico y amoniaco.
Posteriormente, el ácido glutámico, por acción de la enzima DESHIDROGENASA
GLUTÁMICA produce alfa-cetoglutárico y amoniaco.
GLUTAMINA
GLUTAMATO
GLUTAMATO + NH4+
ALFA- CETOGLUTÁRICO + NH4+
En la reacción se coloca el ión amonio (NH4+), porque el amoniaco se encuentra en
equilibrio con este ión y, a pH fisiológico (7.4) prevalece éste, cerca de 100 veces
más. El pK´ de este buffer es de 9.2
Reacción de amortiguación:
Menú
NH4+
NH3 +
H
+
1 de 3
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
AMORTIGUACIÓN
HIDROGENIONES
A
M
O
I
A
C
O
POR
El NH4+, a pesar de estar 100 veces
más concentrado en la célula que el
NH3, por su carga, tiene restringido
la difusión pasiva a través de las
membranas.
Sólo el NH3, que es liposoluble,
difunde fácilmente a la luz. Aquí se
combina
con
los
hidrogeniones
secretados y forma NH4+, el cual por
la característica arriba mencionada
queda atrapado en la luz y es
excretado por la orina.
AMONIACO
NH4
DE
NH4+
+
NH4+
NH4+
NH4
+
NH4+
NH4+
NH3
NH3
NH4+
NH4+
NH4+
LOS
NH3
NH4+
NH4+
NH4+
Es importante señalar que el descenso
del pH en la orina favorece la
formación de NH4+
Menú
2 de 3
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
FORMACIÓN DE NUEVO BICARBONATO EN LAS CÉLULAS TUBULARES:
AMORTIGUACIÓN DE LOS HIDROGENIONES POR EL
SECRETADO.
A
M
O
I
A
C
O
Célula túbulo
proximal
s
a
n
g
r
e
AC
H2 O
NH3
AC3
H2CO
HCO3-
AMONIACO
H+
NH4+
ClCO
NH4+
2
Luz tubular
Bomba de protones; AC anhidrasa carbónica;
/
intercambiador Cl- HCO3-
Menú
3 de 3
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
MEDIDA DE LA TASA DE SECRECIÓN TUBULAR DE ÁCIDOS
S
E
C
R
E
C
I
O
N
Como se ha explicado, prácticamente todo el ácido secretado a
través de la orina se combina con los amortiguadores presentes en
ésta.
Muy poca es la cantidad que se excreta en forma libre, de manera
que se puede medir la cantidad de ácido excretada por día,
determinando la cantidad de hidrogeniones que se combinan en la
orina con bicarbonato, fosfato, amoniaco y otros amortiguadores
presentes en menor cantidad.
.
D
E
H
+
A continuación se explicará cómo calcular la cantidad de ácido
excretada diariamente por la orina:
1.- BICARBONATO REABSORBIDO
2.- ACIDEZ TITULABLE
3.- EXCRECIÓN DE AMONIO
Menú
1 de 6
MEDIDA DE LA TASA DE SECRECIÓN TUBULAR DE ÁCIDOS
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
1.- BICARBONATO REABSORBIDO
Debido a la presencia de la anhidrasa carbónica en la membrana de las células
tubulares, el ácido carbónico que se forma durante la reacción de amortiguación,
desaparece como agua y CO2.. razón por la que no se puede medir directamente
esta cantidad de ácido.
S
E
C
R
E
C
I
O
N
D
E
H
+
Sin embargo, se puede calcular indirectamente a través de la cuantificación del
bicarbonato reabsorbido, para ello, se calcula el bicarbonato filtrado y se le
resta la cantidad excretada.
Ejemplo:
Concentración de bicarbonato en plasma = 24 mEq/L
.
Concentración de bicarbonato en orina = 0 mEq/L
TFG = 180 L/día
Volumen de orina (Vo) =1 L/día
Cantidad de bicarbonato filtrado = HCO3- plasma x TFG
= 24 mEq/L x 180 L /día = 4320 mEq/día
En el ejemplo no hay excreción de bicarbonato, todo el bicarbonato filtrado fue
reabsorbido, y esta cantidad representa a su vez la cantidad de ácido excretado.
Es decir, 4.320 mEq de ácido/día asociados a la reabsorción de bicarbonato.
A valores normales de bicarbonato en plasma no se produce ........................
excreción de este ión. Sin embargo, se produce cuando la
..................
Menú
concentración plasmática sobrepasa los valores normales. .......................
A fines de los cálculos, esta cifra debe restarse del bicarbonato.......................
2 de 6
filtrado.
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
MEDIDA DE LA TASA DE SECRECIÓN TUBULAR DE ÁCIDOS
S
E
C
R
E
C
I
O
N
2.- ACIDEZ TITULABLE
Los hidrogeniones secretados que se combinan con fosfato y otros
amortiguadores orgánicos permanecen en la luz tubular y se excretan
en la orina unidos a los amortiguadores.
Para el cálculo se toma una muestra de orina de 24 horas y se le añade
un hidróxido de sodio, de concentración conocida, hasta llevar el pH a
7.4 (titulación), que es el pH del plasma del que proviene el filtrado
glomerular.
D
E
H
+
Al multiplicar el volumen de hidróxido usado por su concentración
obtenemos la cantidad de mEq de ácidos combinados con el fosfato y
en menor proporción con otros amortiguadores orgánicos. Este valor
se conoce como acidez titulable.
En una persona que consume una dieta balanceada, el valor de la acidez
titulable puede ser de unos 20 mEq/día.
Menú
3 de 6
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
MEDIDA DE LA TASA DE SECRECIÓN TUBULAR DE ÁCIDOS
3.- EXCRECION DE AMONIO
S
E
C
R
E
C
I
O
N
Como se explicó anteriormente, las células tubulares producen
amoniaco, el cual en la luz tubular actúa como amortiguador de los
hidrogeniones secretados.
Para cuantificar la cantidad de éstos, no se puede recurrir a la
titulación hasta pH 7.4, porque el pK´ del amonio es de 9.2. Esto
significa que a pH 7.4 la proporción NH3/NH4+ es cercana a 1/100. Es
decir, que muy poco de los hidrogeniones combinados con amonio se
han podido cuantificar.
NH4+ + OH-
D
E
H
+
NH3 + H2O
De manera que la cuantificación de amonio se hace aparte. En
condiciones normales se excretan cerca de 20 mEq/día de
hidrogeniones en forma de amonio.
Para calcular la cantidad total de ácido excretada se
suma:
Bicarbonato reabsorbido + acidez titulable + amonio
En el ejemplo: 4320 + 20 + 20 = 4360 mEq/día de
ácido excretan los riñones.
.
Menú
4 de 6
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
IMPORTANCIA DE LA AMORTIGUACIÓN DE HIDROGENIONES EN
LOS TÚBULOS RENALES:
La presencia de amortiguadores en el líquido tubular le confiere a los
riñones una elevadísima capacidad para secretar y excretar ácidos.
S
E
C
R
E
C
I
O
N
Explicación:
Las células tubulares, pueden secretar hidrogeniones en contra de un
gradiente, cuyo valor limite corresponde a un pH urinario de 4.5. Esto
corresponde a una concentración de hidrogeniones en la orina 1000
veces mayor que la del plasma.
De no estar presentes los amortiguadores (HCO3-; HPO4=; NH3), la
secreción de hidrogeniones rápidamente disminuiría el pH de la orina a
4.5, y con ello se frenaría el proceso.
En el túbulo proximal ocurre la mayor secreción de hidrogeniones y el
buffer bicarbonato es el principal amortiguador. De acuerdo al
mecanismo explicado sólo se produce una ligera acidificación de la orina.
D
E
H
+
En el nefrón distal, en condiciones normales, el principal amortiguador es
el buffer fosfato, cuyo pK´ es de 6.8.
Cuando el pH urinario alcanza el valor de 4.5, prácticamente todo el
fosfato se encuentra bajo la forma de fosfato dibásico (H2PO4-).
Menú
5 de 6
R
E
G
U
L
A
C
I
Ó
N
R
E
N
A
L
Á
C
I
D
O
B
A
S
E
IMPORTANCIA DE LA AMORTIGUACIÓN DE HIDROGENIONES EN
LOS TÚBULOS RENALES:
La secreción de Amoniaco ocurre tanto en el túbulo proximal como en el
nefrón distal.
S
E
C
R
E
C
I
O
N
Este sistema amortiguador se hace muy eficiente en condiciones de acidosis
crónica, porque las células tubulares aumentan la extracción de glutamina
desde la sangre, así como la actividad de la enzima glutaminasa. El aumento
resultante de la producción de amonio eleva considerablemente la capacidad
renal para excretar ácido y producir nuevo bicarbonato para compensar la
acidosis.
En condiciones de acidosis crónica, la producción de amoniaco se eleva desde
su valor normal, 20 mEq/día, hasta 500 mEq/día. Dada la magnitud de este
fenómeno compensatorio, el amoniaco funciona como el mayor amortiguador
urinario en la compensación renal de la acidosis.
D
E
H
+
Se ha explicado la importancia de los sistemas amortiguadores presentes en
la orina como factores esenciales para la secreción de hidrogeniones.
También es importante destacar que cualquier alteración (patológica o
farmacológica) en el transporte tubular, por ejemplo: de la bomba de
hidrogeniones, el antiporter Na+/H+,; alteraciones en la actividad de la
anhidrasa carbónica, o las disminuciones o aumentos en la secreción de
aldosterona,
afectaran la secreción de ácidos y la reabsorción de
bicarbonato.
Menú
RESUMEN FINAL
6 de 6
CONCLUSIONES
En esta clase se desarrolló la participación de los riñones en el mantenimiento del
estado ácido-base del organismo.
Se hizo una introducción general en la que se describió brevemente la importancia
de los sistemas amortiguadores, y de los sistemas respiratorio y renal en el
mantenimiento normal del pH.
Se describieron las reacciones metabólicas más importantes que generan la
producción de ácidos en el organismo.
Se deben entender:
 En base a la ecuación de Henderson Haselbalch la importancia del buffer
bicarbonato en el mantenimiento del pH en el organismo.
 Los mecanismos renales que mantienen los niveles normales de bicarbonato en
plasma: Reabsorción de bicarbonato y síntesis de bicarbonato nuevo. Así como la
asociación de éstos con la secreción y excreción de ácidos.
 Los factores más importantes que afectan la reabsorción de bicarbonato: la
PCO2, la concentración plasmática de potasio, la volemia y el contenido de sal en el
organismo y la tasa de filtración glomerular, entre otros.
 La importancia de la presencia en la orina de los amortiguadores: bicarbonato,
fosfato y amoniaco, como medio para aumentar la eficiencia de los riñones en la
secreción de hidrogeniones.
FIN
Descargar

Diapositiva 1 - Temas de Fisiologia