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Tutorial 7 - Módulo 104 - Coggle Diagram

- - - - A excreção renal de potássio é determinada pela soma de três processos renais:
        
        a taxa de reabsorção do potássio pelos túbulos renais;
        
        a taxa de secreção tubular de potássio.
        
        a filtração do potássio (filtrado glomerular [FG] multiplicada pela concentração plasmática de potássio);
      - A taxa de filtração normal de potássio pelos capilares glomerulares gira em torno de 756 mEq/dia (FG, 180 L/dia multiplicados pela concentração de potássio plasmático, 4,2 mEq/L).
      - Figura 30-2. Locais nos túbulos renais onde ocorrem a reabsorção e a excreção de potássio. O potássio é reabsorvido, no túbulo proximal e na alça ascendente de Henle, de tal modo que apenas 8% da carga filtrada são distribuídos para o túbulo distal. A secreção de potássiopelas células principais dos túbulos distais finais e ductos coletores soma-se à quantidade distribuída, mas existe alguma reabsorção adicional por parte das células intercaladas; desse modo, a excreção diária oscila em torno de 12% do potássio filtrado nos capilares glomerulares. As porcentagens indicam a quantidade reabsorvida ou secretada da carga filtrada nos diferentes segmentos tubulares.
        
        A Figura 30-2 resume o controle tubular do potássio em condições normais.
        
        Cerca de 65% do potássio filtrado é reabsorvido no túbulo proximal. Os outros 25% a 30% do potássio filtrado são reabsorvidos na alça de Henle, especialmente na parte ascendente espessa onde o potássio é cotransportadode modo ativo, junto com o sódio e o cloreto.
        
        Tanto no túbulo proximal quanto na alça de Henle, uma fração relativamente constante da carga filtrada de potássio é reabsorvida.
        
        As alterações da reabsorção de potássio nesses segmentos renais podem influenciar sua excreção, mas grande parte da variação diária dessa excreção não se deve às variações da reabsorção no túbulo proximal ou na alça de Henle.
        
        Existe também alguma reabsorção de potássio nos túbulos coletores e nos ductos coletores; a quantidade reabsorvida em essas partes do néfron varia em função da ingestão de potássio.
    - - Após a ingestão de refeição normal, a concentração de potássio no líquido extracelular aumentaria até um nível letal se o potássio ingerido não fosse rapidamente deslocado para as células.
        
        Por exemplo, a absorção de 40 mEq de potássio (a quantidade contida em refeição rica em vegetais e frutas), para o volume de líquido extracelular de 14 litros elevaria sua concentração plasmática para cerca de 2,9 mEq/L se todo o potássio permanecesse no compartimento extracelular.
        
        Por sorte, a maior parte do potássio ingerido se desloca rapidamente para as células até que os rins consigam eliminar o excesso. A Tabela 30-1 resume alguns dos fatores capazes de influenciar adistribuição do potássio entre os compartimentos intra e extracelular.
      - A Insulina Estimula a Captação de Potássio para as Células.
        
        A insulina é importante para aumentar a captação celular de potássio após a refeição. Em pessoas com deficiência de insulina em razão do diabetes melito, a elevação da concentração plasmática do potássio após a refeição é muito maior que a normal. As injeções de insulina podem ajudar a corrigir a hipercalemia.
      - A Aldosterona Aumenta a Captação de Potássio para as Células.
        
        O aumento da ingestão de potássio também estimula a secreção de aldosterona, o que aumenta sua captação celular.
        
        A secreção excessiva de aldosterona (síndrome de Conn) está, quase que invariavelmente, associada à hipocalemia, devido, em parte, ao deslocamento do potássio extracelular para as células.
        
        De modo inverso, os pacientes com produção deficiente de aldosterona (doença de Addison), muitas vezes, apresentam hipercalemia clinicamente significativa devido ao acúmulo de potássio no espaço extracelular e à retenção renal desse elemento.
      - A Estimulação -adrenérgica Aumenta a Captação Celular de Potássio.
        
        A secreção elevada de catecolaminas, especialmente da epinefrina, pode provocar o deslocamento de potássio do líquido extracelularpara o intracelular, principalmente pela ativação de receptores b2adrenérgicos.
        
        Inversamente, o tratamento da hipertensão com bloqueadores dos receptores b-adrenérgicos, como o propranolol, causa a saída de potássio das células, gerando tendência para hipercalemia.
    - - Anormalidades Acidobásicas Podem Causar Alterações da Distribuição do Potássio.
        
        A acidose metabólica aumenta a concentração extracelular de potássio, em parte, por provocar a perda de potássio pelas células, enquanto a alcalose metabólica diminui a concentração de potássio do líquido extracelular.
        
        Embora os mecanismos responsáveis pelo efeito da concentração de íons hidrogênio sobre a distribuição interna do potássio não estejam completamente esclarecidos, um efeito da concentração elevada do íon hidrogênio consiste na redução da atividade da bomba de adenosina trifosfatase (ATPase) de sódio-potássio. Essa redução diminui por sua vez a captação celular do potássio e eleva sua concentração extracelular.
      - A Lise Celular Causa Aumento da Concentração Extracelular de Potássio
        
        À medida que as células são destruídas, a grande quantidade de potássio contida nelas é liberada para o compartimento extracelular.
        
        Essa liberação de potássio pode provocar hipercalemia significativa, em casos de extensa destruição tecidual, como ocorre em graves lesões musculares ou em condições de hemólise.
      - O Aumento da Osmolaridade do Líquido Extracelular Ocasiona Redistribuição do Potássio das Células para o Líquido Extracelular.
        
        A osmolaridade elevada do líquido extracelular provoca fluxo osmótico da água para fora das células. A desidratação celular aumenta a concentração intracelular do potássio, promovendo sua difusão para fora das células e a consequente elevação de sua concentração no líquido extracelular.
        
        A osmolaridade reduzida do líquido extracelular tem o efeito oposto. No diabetes melito, grandes aumentos na glicose plasmática elevam a osmolaridade extracelular, provocando desidratação celular e deslocamento do potássio das células para o líquido extracelular.
    - - As células nos túbulos coletores corticais e distais finais que secretam potássio são referidas como células principais, constituindo a maioria das células epiteliais nessas regiões. A Figura 30-3 ilustra os mecanismos celulares básicos da secreção de potássio pelas células principais
        
        A secreção de potássio do sangue para o lúmen tubular é processada em duas etapas, iniciado pela captação de potássio do interstício para a célula, pela bomba sódio-potássio ATPase presente na membrana basolateral da célula; essa bomba transfere ao mesmo tempo o sódio da célula para o interstício, e o potássio para o interior da célula.
        
        A segunda etapa do processo é a difusão passiva do potássio, do interior da célula para o líquido tubular. A bomba sódio-potássio ATPase gera concentração intracelular elevada do potássio que fornece a força motriz para a difusão passiva de potássio da célula para o lúmen tubular.
        
        A membrana luminal das células principais é muito permeável ao potássio, já que existem dois tipos de canais especiais que permitem que os íons potássio difundam rapidamente através da membrana: (1) os canais de potássio da medula externa do rim (ROMK) e (2) os canais de potássio “grandes” (BK) de alta condutância. Os dois tipos de canais de potássio são necessários para uma excreção renal eficaz de potássio, e a sua abundância na membrana luminal é aumentada durante a ingestão elevada de potássio.
      - Controle da Secreção de Potássio pelas Células Principais.
        
        Os fatores mais importantes que controlam a secreção de potássio pelas células principais dos túbulos coletores corticais e distais finais incluem (1) a atividade da bomba sódio-potássio ATPase; (2) o gradiente eletroquímico para a secreção de potássio do sangue para o lúmen tubular; e (3) a permeabilidade da membrana luminal para o potássio. Esses três determinantes da secreção de potássio são, por sua vez, regulados por vários fatores discutidos adiante.
      - As Células Intercaladas Podem Reabsorver ou Secretar Potássio.
        
        Nas condições associadas a grave depleção de potássio, ocorrem interrupção de sua secreção e, na verdade, reabsorção efetiva nos túbulos coletores distais finais.
        
        Essa reabsorção se dá por meio das células intercaladas tipo A; embora esse processo reabsortivo não esteja completamente esclarecido, acredita-se que um mecanismo contribuinte seja o transporte pela bomba hidrogênio-potássio ATPase situada na membrana luminal ( Capítulo 28,Figura 28-13).
        
        Essa bomba reabsorve o potássio, em troca dos íons hidrogênio secretados para o lúmen tubular; o potássio, então, se difunde através da membrana basolateral da célula para o sangue.
        
        Esse transportador é necessário para permitir a reabsorção de potássio durante a depleção de potássio do líquido extracelular, mas sob condições normais, ele tem papel pequeno no controle da excreção de potássio. Quando existe um excesso de potássio nos líquidos corporais, as células intercaladas tipo B, na porção final dos túbulos distais e dos túbulos coletores, secretam ativamente potássio no lúmen tubular e apresentam funções opostas às das células tipo A (Capítulo 28, Figura 28-13). O potássio é bombeado para dentro da célula intercalada tipo B, por uma bomba de hidrogênio-potássio ATPase na membrana basolateral, difundindo-se, posteriormente, para o lúmen tubular através dos canais de potássio.
    - - Aumento na Concentração de Potássio no Líquido ExtracelularEstimula a Secreção de Potássio.
        
        A secreção do potássio pelos túbulos coletores corticais e distais finais é estimulada diretamente por sua alta concentração extracelular, provocando aumento de sua excreção, como ilustrado na Figura 30-4.
        
        Esse efeito é especialmente acentuado quando a concentração de potássio no líquido extracelular sobe acima de 4,1 mEq/L, valor ligeiramente inferior à concentração normal. A concentração plasmática elevada de potássio, portanto, serve como um dos mecanismos mais importantes para elevar sua secreção e regular a concentração do íon potássio no líquido extracelular.
        
        O aumento da ingestão de potássio e da concentração de potássio no líquido extracelular estimula a secreção de potássio por meio de quatro mecanismos:
        
        A concentração de potássio elevada no líquido extracelular estimula a bomba sódio-potássio ATPase, aumentando, assim, a captação de potássio através da membrana basolateral. Esse incremento na captação de potássio, por sua vez, eleva a concentração intracelular dos íons potássio, provocando sua difusão pela membrana luminal para o túbulo.
        
        A elevação da concentração extracelular de potássio aumenta o gradiente de potássio do líquido intersticial renal para o interior da célula epitelial; isso reduz o extravasam
        
        O aumento da ingestão de potássio estimula a sintese dos canais de potássio e a sua translocação desde o citosol para a membrana luminal o que, por sua vez, eleva a facilidade de difusão do potássio através da membrana.
        
        A concentração aumentada de potássio estimula a secreção da aldosterona pelo córtex adrenal, o que estimula ainda mais a secreção de potássio, como discutido a seguir.
      - A Aldosterona Estimula a Secreção de Potássio.
        
        A aldosterona estimula a reabsorção ativa dos íons sódio pelas células principais dos túbulos distais e dos ductos coletores finais ( Capítulo 28).
        
        Esse efeito é mediado pela bomba sódio-potássio ATPase, que transporta sódio para fora da célula, pela membrana celular basolateral, para o líquido intersticial renal, ao mesmo tempo em que bombeia potássio para a célula. Assim, a aldosterona tem também efeito potente para controlar a secreção de potássio pelas células principais.
        
        Um segundo efeito da aldosterona consiste em aumentar o número de canais de potássio na membrana luminal e, portanto, a sua permeabilidade para o potássio, elevando ainda mais a eficácia da aldosterona sobre a estimulaçãoda secreção de potássio.
    - - Os mecanismos de regulação da concentração de íons cálcio são discutidos, em detalhes, no Capítulo 80, em conjunto com a endocrinologia dos hormônios reguladores do cálcio, o paratormônio (PTH) e a calcitonina.
        
        Um dos reguladores mais importantes da captação e da liberação de cálcio pelo osso é o PTH.
        
        Quando a concentração de cálcio no líquido extracelular cai até níveis abaixo do normal, as glândulas paratireoides são diretamente estimuladas pelos baixos níveis de cálcio, para promover aumento da secreção do PTH.
        
        Esse hormônio, portanto, atua de forma direta sobre os ossos, aumentando a reabsorção de sais ósseos (liberação de sais pelos ossos) e, como consequência, libera grande quantidade de cálcio no líquido extracelular, restabelecendo os níveis normais de cálcio.
        
        Quando a concentração de íons cálcio está elevada, a secreção do PTH diminui, ocorrendo reabsorção óssea quase nula; em vez disso, o excesso de cálcio é depositado nos ossos pela neoformação óssea. Dessa maneira, a regulação diária da concentração de íons cálcio é mediada, em grande parte, pelos efeitos do PTH sobre a reabsorção óssea.
        
        Desse modo, o PTH regula a concentração plasmática do cálcio por meio de três efeitos básicos:
        
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    - - Reabsorção Tubular Proximal de Cálcio.
        
        Grande parte da reabsorção de cálcio no túbulo proximal acontece pela via paracelular, dissolvido em água e carregado com o líquido reabsorvido à medida que flui entre as células.
        
        Apenas cerca de 20% da reabsorção tubular proximal de cálcio ocorrem pela via transcelular, em duas etapas:
        
        (1) difusão de cálcio do lúmen tubular para a célula, estabelecida pelo gradiente eletroquímico devido à concentração muito maior de cálcio no lúmen tubular, em comparação com o citoplasma da célula epitelial, e porque o interior da célula tem carga negativa em relação ao lúmen tubular;
        
        e (2) o cálcio sai da célula pela membrana basolateral, por meio de uma bomba de cálcio-ATPase e pelo contratransportador de sódio-cálcio
      - Alça de Henle e Reabsorção de Cálcio no Túbulo Distal
        
        Na alça de Henle, a reabsorção de cálcio é restrita à parte ascendente espessa. Cerca de 50% da reabsorção de cálcio na porção ascendente espessa ocorrem pela via paracelular por difusão passiva, devido à pequena carga positiva do lúmen tubular em relação ao líquido intersticial. Os 50% remanescentes da reabsorção de cálcio na parte ascendente espessa ocorrem por via transcelular, processo que é estimulado pelo PTH.
        
        No túbulo distal, a reabsorção de cálcio ocorre quase que inteiramente por transporte ativo através da membrana celular. O mecanismo para esse transporte ativo é similar ao do túbulo proximal e da parte ascendente espessa, e envolve difusão pela membrana luminal pelos canais de cálcio, saindo pela membrana basolateral, por meio de bomba cálcio-ATPase, assim como pelo mecanismo de contratransporte de sódio-cálcio.
        
        Nesse segmento,bem como na alça de Henle, o PTH estimula a reabsorção de cálcio. A vitamina D (calcitriol) e a calcitonina também estimulam a reabsorção de cálcio na parte ascendente espessa da alça de Henle e no túbulo distal, apesar de esses hormônios não serem tão importantes, quantitativamente, quanto a PTH na redução de excreção renal de cálcio.
    - - A excreção de fosfato pelos rins é controlada primariamente por mecanismo de extravasamento, explicado a seguir: os túbulos renais têm transporte máximo normal para a reabsorção de fosfato de cerca de 0,1 mmol/min.
        
        Quando existe quantidade de fosfato inferior a essa no filtrado glomerular, basicamente todo o fosfato filtrado é reabsorvido. Em presença de quantidade maior, o excesso é excretado.
        
        Por conseguinte, o fosfato normalmente começa a vazar para a urina quando sua concentração no líquido extracelular é maior que o limiar de cerca de 0,8 mM/L, o que resulta em carga tubular de fosfato de aproximadamente 0,1 mmol/min, admitindo-se FG de 125 mL/min.
        
        Como a maioria das pessoas ingere quantidades abundantes de fosfato por meio dos produtos derivados do leite e da carne, a concentração de fosfato, em geral, é mantida acima de 1 mM/L, nível em que ocorre excreção contínua de fosfato pela urina.
        
        O túbulo proximal, nas condições normais, reabsorve 75% a 80% do fosfato filtrado. O túbulo distal reabsorve cerca de 10% da carga filtrada, e apenasfrações diminutas são reabsorvidas na alça de Henle, nos túbulos e ductos coletores. Apenas cerca de 10% do fosfato filtrado são excretados na urina.
        
        No túbulo proximal, a reabsorção de fosfato ocorre, principalmente, pela via transcelular. O fosfato entra na célula a partir do lúmen, por cotransportador de sódio-fosfato, e sai da célula pela membrana basolateral por um processo que não é bem compreendido, mas que pode envolver mecanismo de contratransporte, no qual o fosfato é trocado por um ânion.
        
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    - - Mais da metade do magnésio no corpo está armazenada nos ossos. Praticamente, todo o restante fica nas células, existindo menos de 1% no líquido extracelular.
        
        Embora a concentração plasmática total de magnésio oscile em torno de 1,8 mEq/L, mais da metade dessa quantidade está ligada às proteínas plasmáticas. Assim, a concentração ionizada livre de magnésio éde apenas cerca de 0,8 mEq/L.
        
        A ingestão diária normal de magnésio é de aproximadamente 250 a 300 mg/dia, mas apenas cerca da metade dessa quantidade é absorvida pelo trato gastrointestinal. Para manter o equilíbrio do magnésio, os rins devem excretar essa quantidade absorvida, ou seja, 125 a 150 mg/dia. Normalmente, os rins excretam cerca de 10% a 15% do magnésio presente no filtrado glomerular. A excreção renal de magnésio pode aumentar, de modo acentuado, durante o excesso de magnésio ou diminuir até quase zero na sua depleção.
        
        Como o magnésio participa de muitos processos bioquímicos no corpo, incluindo a ativação de inúmeras enzimas, sua concentração deve ser estreitamente regulada. A regulação da excreção de magnésio é realizada, em sua maior parte, pela variação de sua reabsorção tubular.
        
        O túbulo proximal, usualmente, só reabsorve 25% do magnésio filtrado. O principal local de reabsorção é a alça de Henle, onde ocorre a reabsorção de aproximadamente 65% da carga filtrada de magnésio. Apenas quantidade pequena (em geral, menos de 5%) do magnésio filtrado é reabsorvida pelos túbulos distais e coletores.
        
        Os mecanismos reguladores da excreção de magnésio não são bem compreendidos, mas os seguintes distúrbios causam elevação de sua excreção: (1) concentração elevada de magnésio no líquido extracelular; (2) expansão do volume extracelular; e (3) concentração aumentada de cálcio no líquido extracelular.
- - - - A concentração plasmática arterial normal de H é de 0,00004 mEq/L, um valor muito pequeno, se comparado com a concentração de ou tros íons (p. ex., a concentração plasmática de Na é de cerca de 135 mEq/L).
  - - - Os líquidos do corpo que são “externos” ao meio interno do corpo, como os localizados no lúmen do trato gastrintestinal ou nos túbulos renais, podem ter um pH que excede bastante a faixa normal.
    - - Mudanças na concentração de H+ alteram a estrutura terciária de proteínas através da interação com ligações de hidrogênio dessas moléculas, alterando a estrutura tridimensional das proteínas e suas atividades
    - - Se o pH é muito baixo – uma condição denominada acidose –, os neurônios tornam-se menos excitáveis, resultando em depressão do SNC.
        
        Os pacientes tornam-se confusos e desorientados e, então, entram em coma. Se a depressão do SNC progride, os centros respiratórios deixam de funcionar, levando à morte.
      - Se o pH é muito alto – uma condição denominada alcalose –, os neurônios tornam-se hiperexcitáveis, disparando potenciais de ação mesmo frente a pequenos sinais.
        
        Essa condição se manifesta primeiro por alterações sensoriais, como falta de sensibilidade ou formigamento, e depois por abalos musculares. Se a alcalose é grave, as contrações musculares tornam-se sustentadas (tetania) e paralisam os músculos respiratórios.
    - - Na acidose, os rins excretam H e reabsorvem K utilizando uma H-K-ATPase.
        
        Na alcalose, os rins reabsorvem H e excretam K. O desequilíbrio do K geralmente se manisfesta como distúrbios em tecidos excitáveis, principalmente no coração.
  - - - A manutenção do balanço de massas requer que a ingestão e a produção de ácido sejam equilibradas pela excreção de ácido.
    - - Muitos produtos do metabolismo e alimentos são ácidos orgânicos que se ionizam e contribuem para a liberação de H nos fluidos corporais.
        
        Exemplos de ácidos orgânicos incluem aminoácidos, ácidos graxos, intermediários do ciclo do ácido cítrico e o lactato produzido pelo metabolismo anaeróbio
        
        A produção metabólica de ácidos orgânicos a cada dia gera uma quantidade significativa de H, a qual precisa ser excretada para a manutenção do balanço de massas.
      - Sob circunstâncias extraordinárias, a produção de ácidos orgânicos metabólicos pode aumentar significativamente e gerar uma crise.
        
        Por exemplo, diversas condições anaeróbias graves, como choque circulatório, produzem tanto lactato que os mecanismos homeostáticos não conseguem realizar a sua excreção, resultando em um estado de acidose láctica.
      - No diabetes melito, o metabolismo anormal de gorduras e aminoácidos produz ácidos fortes, chamados de cetoácidos. Esses ácidos geram um estado de acidose metabólica, chamado de cetoacidose.
      - A maior fonte diária de ácidos é a produção de CO2 durante a respiração aeróbia. O dióxido de carbono não é um ácido, uma vez que não contém nenhum átomo de hidrogênio. Entretanto, o CO2 oriundo da respiração combina-se com a água para formar ácido carbônico (H2CO3), que se dissocia em H e no íon bicarbonato, HCO3.
        
        Esta reação ocorre em todas as células e no plasma, mas a uma taxa lenta. Todavia, em algumas células do organismo, a reação ocorre de forma muito rápida, devido à presença de uma grande quantidade de anidrase carbônica (p. 577). Essa enzima catalisa a conversão de CO2 e H2O a H e HCO3⫺.
        
        Esses números mostram que o CO2 produzido pela respiração aeróbia tem o potencial de alterar o pH corporal de forma significativa. Felizmente, os mecanismos homeostáticos normalmente previnem o acúmulo de CO2 em nosso organismo.
        
        Segundo algumas estimativas, o CO2 do metabolismo em repouso produz cerca de 12.500 mEq de H a cada dia. Se essa quantidade de ácido fosse colocada em um volume de água igual ao volume plasmático, ela geraria uma concentração de H de 4.167 mEq/L, uma concentração mais de cem milhões (108) de vezes maior do que a concentração plasmática de H, que é de 0,00004 mEq/L.
    - - A fisiologia ácido-base concentra-se no ácido por boas razões. Primeiro, nossa dieta e nosso metabolismo têm poucas fontes significativas de bases.
        
        Algumas frutas e vegetais contêm ânions que são metabolizados a HCO3-, mas a influência desses alimentos é superada de longe pela contribuição de frutas ácidas, aminoácidos e ácidos graxos.
        
        Segundo, os desequilíbrios acidobásicos decorrentes do excesso de ácido são mais comuns do que os que ocorrem por excesso de base. Por essas razões, o corpo utiliza muito mais recursos para a remoção do excesso de ácidos.
  - - - (1) tampões
        
        Os tampões são a primeira linha de defesa, sempre presentes e esperando para impedir grandes oscilações do pH
      - (2) ventilação
        
        A ventilação, a segunda linha de defesa, é uma resposta rápida regulada reflexamente que pode controlar cerca de 75% dos distúrbios do pH
      - (3) regulação da função renal de H e HCO3-
        
        A linha final de defesa fica com os rins. Eles são mais lentos do que os tampões e os pulmões, mas são muito eficientes ao enfrentar qualquer distúrbio de pH restante, sob condições normais.
  - - - Na ausência de tampões, a adição de ácido a uma solução causa uma grande mudança no seu pH. Na presença de um tampão, a mudança de pH é moderada ou pode ser até imperceptível.
        
        Devido à produção de ácidos ser o maior desafio para a manutenção da homeostasia do pH, a maioria dos tampões fisiológicos se combina com o H.
    - - Cada íon H tamponado pela hemoglobina deixa um íon bicarbonato no interior do eritrócito. Esse HCO3pode, então, deixar o eritrócito em troca por um íon Clplasmático, o desvio de cloreto (p. 578).
    - - A concentração plasmática de HCO3é de, em média, 24 mEq/L, o que é aproximadamente 600 mil vezes maior do que a concentração plasmática de H.
        
        Embora o H e o HCO3sejam produzidos em uma relação 1:1 a partir de CO2 e H2O, o tamponamento intracelular do H pela hemoglobina é a principal razão pela qual os dois íons não aparecem no plasma na mesma concentração.
        
        O HCO3plasmático está, então, disponível para o tamponamento do H oriundo de fontes não respiratórias, como o metabolismo.
    - - De acordo com a ação da lei das massas, qualquer mudança na quantidade de CO2, H ou HCO3 na solução altera a reação, até que um novo estado de equilíbrio seja alcançado.
        
        Por exemplo, se existe um aumento nos níveis de CO2 (em vermelho), a equação desloca-se para a direita, criando uma molécula adicional de H e outra de HCO3 a partir de cada CO2 e água:
  - - - Mudanças na ventilação podem corrigir alterações no equilíbrio acidobásico, mas também podem causá-las. Devido ao equilíbrio dinâmico entre o CO2 e o H , qualquer mudança na plasmática afeta tanto o conteúdo de H quanto o de HCO3 no sangue.
        
        Hiperventilação
        
        Por outro lado, se uma pessoa hiperventila, eliminando CO2 e, consequentemente, reduzindo a plasmática (em vermelho), a equação desloca-se à esquerda, o que significa que o H se combina com o HCO3-, formando CO2 H2O, reduzindo a concentração de H. A redução da concentração de H aumenta o pH:
        
        Nesses dois exemplos, você pode observer que uma mudança na afeta a concentração de H e o pH do plasma.
        
        Reflexos ventilatórios
        
        O corpo usa a ventilação como um mecanismo homeostático para o ajuste do pH apenas se um estímulo associado ao pH desencadeia a resposta reflexa. Dois estímulos podem fazer: H e CO2.
        
        A ventilação é afetada diretamente pelos níveis plasmáticos de H, principalmente devido à ativação dos quimiorreceptores no corpo carotídeo (FIG. 20.15).
        
        Esses quimiorreceptores estão localizados nas artérias carótidas, juntamente com receptores sensíveis ao oxigênio e à pressão arterial (p. 493). Um aumento na concentração plasmática de H estimula os quimiorreceptores, o que, por sua vez, sinaliza para os centros bulbares de controle respiratório aumentarem a ventilação. O aumento da ventilação alveolar permite aos pulmões excretarem mais CO2 e converterem H em CO2 H2O.
        
        Os quimiorreceptores centrais do bulbo não podem responder diretamente às mudanças de pH no plasma, uma vez que o H não atravessa a barreira hematencefálica. Entretanto, mudanças no pH alteram a , e o CO2 estimula os quimiorreceptores centrais (Fig. 18.17, p. 584).
        
        O controle dual da ventilação por meio dos quimiorreceptores centrais e periféricos ajuda o corpo a responder rapidamente a mudanças no pH ou no CO2 do plasma.
        
        Hipoventilação
        
        Por exemplo, se uma pessoa hipoventila e a aumenta (em vermelho), a equação desloca-se à direita, mais ácido carbônico é formado e a concentração de H sobe, gerando um estado de acidose:
  - - - Na acidose, os rins secretam H no lúmen tubular utilizando mecanismos de transporte ativo diretos e indiretos
        
        A amônia derivada dos aminoácidos e os íons fosfato (HPO42-) atuam como tampões renais, convertendo grandes quantidades de H em NH4 e H2PO4-. Esses tampões permitem uma maior excreção de H. Íons fosfato estão presentes no filtrado e se combinam com o H secretado no lúmen do néfron:
        
        Mesmo com esses tampões, a urina pode tornar-se muito ácida, até um pH de aproximadamente 4,5. Enquanto o H está sendo excretado, os rins sintetizam novo HCO3 a partir de CO2 e H2O. O HCO3é reabsorvido para o sangue para atuar como um tampão e aumentar o pH.
        
        Na alcalose, os rins revertem o processo geral recém-descrito para a acidose, excretando HCO3 e reabsorvendo H, em uma tentativa de trazer os valores de pH de volta para o normal. A compensação renal é mais lenta que a compensação respiratória, e seu efeito no pH pode não ser percebido antes de 24 a 48 horas. Contudo, uma vez ativada, a compensação renal controla de modo eficaz quase todas as alterações, exceto os distúrbios acidobásicos graves.
        
        Os mecanismos celulares para o manejo renal do H e do HCO3 se assemelham com os mecanismos de transporte de outros epitélios. Entretanto, esses mecanismos envolvem alguns transportadores de membrana que você não encontrou antes:
    - - diretamente, através da excreção ou da reabsorção de H
      - indiretamente, através da alteração da taxa, na qual o tampão HCO3é reabsorvido ou excretado.
  - - - A maior parte desse HCO3 deve ser reabsorvida para a manutenção da capacidade de tamponamento do corpo. O túbulo proximal reabsorve a maior parte do HCO3 filtrado por mecanismos indiretos, pois não há nenhum transportador apical de membrana para permitir a entrada de HCO3nas células tubulares.
    - - O H é secretado pela célula do túbulo proximal para o lúmen tubular em troca de um Na filtrado, que se desloca do lúmen para a célula tubular. Essa troca ocorre pela ação do NHE.
        
        O H secretado combina-se com o HCO3filtrado para formar CO2 no lúmen tubular. Esta reação é catalisada pela anidrase carbônica que está ligada à membrana luminal das células tubulares.
        
        O CO2 recém-formado se difunde do lúmen para a célula tubular.
        
        No citoplasma, o CO2 reage com a água para formar H2CO3, que se dissocia em H e HCO3-.
        
        O H formado no passo 4 pode ser secretado novamente no lúmen, substituindo o H que se combinou com o HCO3filtrado no passo 2. Ele pode reagir com outro bicarbonato filtrado ou pode ser tamponado por um íon fosfato filtrado e ser excretado.
        
        O HCO3 formado no passo 3 é transportado para fora da célula através da superfície basolateral da célula do túbulo proximal pelo simporte HCO3--Na.
        
        Uma segunda via para a reabsorção de bicarbonato e para a excreção de H está relacionada com o metabolismo do aminoácido glutamina:
        
        A glutamina é metabolizada nas células do túbulo proximal a alfa-cetoglutarato (CG) e dois grupos amino (ONH2). Os grupos amino formam amônia (NH3), e a amônia tampona o H para formar o íon amônio (NH4 ). O NH4 é transportado para o lúmen em troca de um íon Na . O alfa-cetoglutarato é metabolizado posteriormente a HCO3 , que é transportado para o sangue em conjunto com o Na .
  - - - Células especializadas, chamadas de células intercaladas (células I), presentes entre as células principais são as maiores responsáveis pela regulação do equilíbrio acidobásico.
    - - Essa enzima permite que elas convertam rapidamente CO2 e água em H e HCO3 . Os íons H são bombeados para fora das células in tercaladas tanto pela H -ATPase quanto pela H -K -ATPase. O bicarbonato deixa a célula através do trocador HCO3 -Cl .
    - - Durante a alcalose, quando a concentração de H no organismo é muito baixa, o H é reabsorvido, e o tampão HCO3é excretado na urina (Fig. 20.18b).
      - O processo é semelhante à secreção de H no túbulo proximal, exceto pela presença de transportadores de H específicos. O néfron distal usa a H-ATPase e a H-K-ATPase apicais, em vez do trocador Na-H encontrado no túbulo proximal.
  - - - Contudo, sob algumas circunstâncias, a produção ou a perda de H ou HCO3é tão alta que os mecanismos compensatórios não são capazes de manter a homeostasia do pH.
        
        Nesses estados, o pH do sangue sai da faixa normal de 7,38 a 7,42. Se o corpo falha em manter o pH entre 7 e 7,7, a acidose ou a alcalose podem ser fatais
    - - Mudanças na decorrentes da hiper ou da hipoventilação causam desvios no pH. Esses distúrbios são ditos de origem respiratória. Se o desequilíbrio do pH é decorrente de ácidos ou de bases não relacionados com o CO2, o problema é classificado como metabólico.
        
        Observe que, quando um distúrbio acidobásico se torna evidente como uma mudança no pH do plasma, os tampões do corpo são ineficazes.
        
        A perda da capacidade de tamponamento deixa o corpo com apenas duas opções: compensação respiratória ou compensação renal.
        
        E se o problema é de origem respiratória, apenas uma compensação homeostática está disponível – os rins. Se o problema é de origem metabólica, ambos os mecanismos, respiratório e renal, podem compensar. A compensação pode levar os valores de pH próximos à normalidade, porém podem não corrigir o distúrbio completamente (Fig. 20.19).
    - - Um estado de acidose respiratória ocorre quando a hipoventilação alveolar resulta em acúmulo de CO2 e elevação da PCO2 plasmática
        
        Algumas situações nas quais isso ocorre são a depressão respiratória ocasionada por drogas (incluindo o álcool), aumento da resistência das vias aéreas, como na asma, distúrbios na troca de gases, ocasionados por fibrose ou pneumonia grave, e fraqueza dos músculos na distrofia muscular e outras doenças musculares.
      - Independentemente da causa, na acidose respiratória os níveis plasmáticos de CO2 aumentam (em vermelho), levando a um aumento nos níveis de H e HCO3 :
      - A acidose respiratória é caracterizada pela presença de um pH reduzido associado com níveis elevados de bicarbonato (Tab. 20.2). Como o problema é de origem respiratória, o corpo não pode realizar compensação respiratória. (Entretanto, dependendo do problema, a ventilação mecânica pode ser usada algumas vezes para auxiliar na respiração.)
        
        Qualquer compensação para a acidose respiratória deve ocorrer através de mecanismos renais que excretem H e rea bsorvam HCO3 . A excreção de H aumenta o pH plasmático. A reabsorção de HCO3 fornece tampões adicionais que reagem com o H , reduzindo sua concentração e aumentando o pH.
    - - A acidose metabólica é um distúrbio do balanço de massas que ocorre quando o ganho de H pela dieta e pelo metabolismo superam a sua excreção.
        
        As causas metabólicas da acidose incluem a acidose láctica, que é decorrente do metabolismo anaeróbio, e a cetoacidose, que resulta de uma quebra excessiva de gorduras ou de certos aminoácidos.
        
        A via metabólica que produz cetoácidos está associada com o diabetes melito tipo 1 e com dietas pobres em carboidrato, como a dieta de Atkins (Capítulo 22). As substâncias ingeridas que causam acidose metabólica incluem metanol, ácido acetilsalicílico e etilenoglicol (anticongelante).
      - A acidose metabólica é expressa pela seguinte equação:
      - A concentração de íons hidrogênio (em vermelho) aumenta devido à contribuição dos ácidos metabólicos. Esse aumento desloca o equilíbrio da equação para a esquerda, aumentando os níveis de CO2 através do consumo do tampão HCO3 .
        
        A acidose metabólica também pode ocorrer se o corpo perder HCO3-. A causa mais comum da perda de bicarbonato é a diarreia, quando o HCO3 é perdido a partir do intestino.
        
        O pâncreas produz HCO3 a partir de CO2 e H2O.
        
        O H simultaneamente produzido é liberado no sangue. Normalmente, o HCO3 é liberado no intestino delgado e, então, reabsorvido para o sangue, tamponando o H . Entretanto, se uma pessoa está com diarreia, o HCO3 não é reabsorvido, o que pode gerar um estado de acidose.
      - A presença de níveis elevados ou reduzidos de HCO3 é um critério importante para distinguirmos a acidose metabólica da acidose respiratória
      - A acidose metabólica descompensada raramente é vista clinicamente. Na verdade, um sinal comum de acidose metabólica é a hiperventilação, evidência da compensação respiratória ocorrendo em resposta à acidose
    - - Estados de alcalose são muito menos comuns do que as condições acidóticas. A alcalose respiratória ocorre como resultado da hiperventilação, quando a ventilação alveolar aumenta sem um aumento concomitante da produção metabólica de CO2. Consequentemente, a plasmática cai (em vermelho), ocorrendo alcalose quando a equação é deslocada para a esquerda:
      - A redução na concentração de CO2 desloca o equilíbrio para a esquerda, e tanto a concentração plasmática de H como a de HCO3caem. Níveis plasmáticos de HCO3reduzidos durante a alcalose indicam distúrbio respiratório.
        
        A causa clínica primária da alcalose respiratória é a ventilação artificial excessiva. Felizmente, essa condição é facilmente corrigida pelo ajuste no ventilador.
        
        A causa fisiológica mais comum de alcalose respiratória é a hiperventilação histérica causada por ansiedade. Quando essa é a causa, os sintomas neurológicos causados pela alcalose podem ser parcialmente revertidos, fazendo o paciente respirar dentro de um saco de papel. Fazendo isso, o paciente volta a respirar o CO2 exalado, um processo que aumenta a pressão de co2 arterial e corrige o problema.
    - - A alcalose metabólica tem duas causas comuns: excesso de vômito do conteúdo ácido estomacal e ingestão excessiva de bicarbonato contido em antiácidos. Em ambos os casos, a alcalose resultante reduz a concentração de H (em vermelho):
      - A redução nos níveis de H desloca o equilíbrio para a direita, o que significa uma redução nos níveis de dióxido de carbono ) e um aumento nos níveis de HCO3-.
      - Da mesma forma que ocorre na acidose metabólica, a compensação respiratória para a alcalose metabólica é rápida. O aumento do ph e a redução da pressão de co2 inibem a ventilação.
        
        Durante a mento do pH e a redução da e produzindo a hipoventilação, o corpo conserva CO2, aumentando a duzindo mais H e HCO3 .
        
        Essa compensação respiratória ajuda a corrigir o problema no pH, porém eleva ainda mais os níveis de HCO3 . Todavia, a compensação respiratória é limitada, uma vez que a hipoventilação também causa hipóxia. Uma vez que a PO2 cai abaixo de 60 mmHg, a hipoventilação é interrompida.