Secreção de H+ e Reabsorção Hco3 – pelos Túbulos Renais

SECREÇÃO DE H+ E REABSORÇÃO HCO3− PELOS

TÚBULOS RENAIS

 

A secreção de íons hidrogênio e a reabsorção de HCO − ocorrem 3

praticamente em todas as partes dos túbulos, exceto nas porções finas

descendentes e ascendentes da alça de Henle. A Figura 31-4 resume a

reabsorção de HCO − − pelo túbulo. Lembre-se que para cada HCO 3 3

reabsorvido, um H + precisa ser secretado.

Cerca de 80% a 90% da reabsorção de HCO − + (e excreção de H) ocorrem 3

no túbulo proximal, e apenas pequena quantidade de HCO − flui para os 3

túbulos distais e ductos coletores. No ramo ascendente espesso da alça de

Henle, outros 10% do HCO − filtrado são reabsorvidos, e o restante da 3

reabsorção tem lugar nos túbulos distais e nos ductos coletores. Conforme

discutido, o mecanismo pelo qual o HCO − é reabsorvido envolve a 3

secreção tubular de H +, mas diferentes segmentos tubulares realizam essa

atividade de modos diferentes.

Figura 31-4. Reabsorção de bicarbonato em diferentes segmentos do túbulo renal. São

mostradas as porcentagens da carga filtrada de HCO − absorvidas pelos diversos 3 segmentos tubulares, bem como o número de miliequivalentes reabsorvidos por dia sob condições normais.

 

O H+ é SECRETADO POR TRANSPORTE ATIVO

SECUNDÁRIO NOS SEGMENTOS TUBULARES INICIAIS

 

As células epiteliais do túbulo proximal, do segmento espesso ascendente

da alça Henle e do início do túbulo distal secretam H + para o líquido tubular

pelo contratransporte de sódio-hidrogênio, como mostrado na Figura 31-5.

Essa secreção secundária ativa de H + + é acoplada ao transporte de Na para a

célula, pela proteína trocadora sódio-hidrogênio, e a energia para a

secreção do H + contra seu gradiente de concentração é derivada do gradiente de sódio dissipado durante o movimento de Na + para a célula, a

favor do gradiente de concentração. Esse gradiente é estabelecido pela

bomba de sódio-potássio trifosfato de adenosina (ATPase) na membrana

basolateral. Cerca de 95% do bicarbonato são reabsorvidos dessa maneira,

sendo necessária a secreção, pelos túbulos, de cerca de 4.000 mEq de H+ a

cada dia. Esse mecanismo, entretanto, não estabelece concentração muito

elevada de H + no líquido tubular; o líquido tubular só fica muito ácido a

partir dos túbulos coletores e ductos coletores.

A + Figura 31-5 mostra como o processo de secreção de H realiza a

reabsorção de HCO −. O processo secretório começa quando o CO se 3 2

difunde para as células tubulares ou é formado pelo metabolismo das

células epiteliais tubulares. Sob a ação da enzima anidrase carbônica, o

CO − combina-se com H O para formar H CO , que se dissocia em HCO 2 2 2 3 3

e H + + . O H é secretado das células para o lúmen tubular pelo

contratransporte de sódio-hidrogênio. Ou seja, quando um Na + se move do

lúmen do túbulo para o interior da célula ele se combina, primeiramente,

com a proteína carreadora na borda luminal da membrana celular; ao

mesmo tempo, um H +, no interior das células, combina-se com a proteína

carreadora. O Na+ move-se na célula a favor do gradiente de concentração

estabelecido pela bomba sódio-potássio ATPase na membrana basolateral.

A energia liberada pela dissipação de parte desse gradiente move o H + na

direção oposta, do interior da célula para o lúmen tubular. Portanto, o

gradiente de Na+, através da membrana, provê energia para o transporte do

H + contragradiente.

O HCO − + gerado na célula (quando H CO é dissociado em H e HCO ), 3 2 3 3

então se move a favor do gradiente através da membrana basolateral para o

líquido intersticial renal e para o sangue capilar peritubular. O resultado

efetivo é a reabsorção de um íon HCO − + para cada H secretado. 3

Figura 31-5. Mecanismos celulares da (1) secreção ativa de íons hidrogê nio pelos túbulos

 

renais; (2) reabsorção tubular de íons e o HCO −, por combinação com íons hidrogênio 3 para formar ácido carbônico, que se dissocia formando dióxido de carbono e água; e (3) reabsorção do íon sódio em troca dos íons hidrogênio secretados. Esse padrão de secreção de H + ocorre no túbulo proximal, no segmento ascendente espesso da alça de Henle, e no início do túbulo distal.

 

O HCO3– FILTRADO É REABSORVIDO PELA

INTERAÇÃO COM ÍONS HIDROGÊNIO NOS TÚBULOS

Os íons bicarbonato não permeiam prontamente as membranas luminais das

células tubulares renais; assim, o HCO − filtrado pelos glomérulos não pode 3

ser reabsorvido diretamente. Em vez disso, o HCO − é reabsorvido por 3

processo especial, no qual se combina primeiro com H + para formar

H CO . Este acaba se convertendo em CO e H O, como mostrado 2 3 2 2

na Figura 31-5.

Essa reabsorção do HCO − é iniciada nos túbulos pela reação entre o 3

HCO − + filtrado nos glomérulos e o H secretado pelas células tubulares. O 3

H CO formado, então, se dissocia em CO e H O. O CO consegue se 2 3 2 2 2 difundir facilmente pela membrana tubular; portanto, difunde-se

instantaneamente para a célula tubular, onde se recombina com H O, por 2

ação da enzima anidrase carbônica, gerando nova molécula de H CO 23

dentro das células. Esse H − CO , por sua vez, se dissocia formando HCO e 2 3 3

H + − ; o HCO se difunde através da membrana basolateral para o líquido 3

intersticial, sendo captado pelo sangue dos capilares peritubulares. O

transporte de HCO através da membrana basolateral é facilitado por dois 3

mecanismos: (1) cotransporte Na+ −-HCO, no túbulo proximal; e (2) troca 3

Cl − −-HCO nos últimos segmentos do túbulo proximal, no segmento 3

ascendente espesso da alça de Henle e nos túbulos e ductos coletores.

Assim, cada vez que um H+ é formado nas células epiteliais tubulares, um

HCO − também é formado e liberado de volta ao sangue. O efeito real 3

dessas reações é a “reabsorção” de HCO − − nos túbulos, embora o HCO 3 3

que de fato chega ao líquido intersticial não seja o mesmo filtrado nos

túbulos. A reabsorção de HCO − + filtrado não resulta na secreção real de H, 3

porque o H+ − secretado se combina com o HCO filtrado e, assim, não é 3

excretado.

 

HCO3– é “Titulado” Contra o H+ nos Túbulos. Sob condições

normais, a secreção tubular de H+ é de cerca de 4.400 mEq/L/dia e a

filtração de HCO − é de cerca de 4.320 mEq/L/dia. Assim, as quantidades 3

desses dois íons que entram nos túbulos são quase iguais e se combinam

para formar CO − + e H O. Portanto, diz-se que HCO e H normalmente, “se 2 2 3

titulam” nos túbulos.

O processo de titulação não é bem exato, pois geralmente existe pequeno

excesso de H + + nos túbulos a ser excretado na urina. Esse excesso de H

eliminado pela urina (cerca de 80 mEq/L/dia) retira do corpo os ácidos não

voláteis produzidos pelo metabolismo. Como discutiremos adiante, grande parte do H+ + não é excretada como H livre, mas, sim, em combinação a

outros tampões urinários, especialmente fosfato e amônia.

Quando ocorre excesso de HCO − + em relação ao H na urina, como 3

acontece na alcalose metabólica, o excesso de HCO − que não pôde ser 3

reabsorvido permanece, portanto, nos túbulos. Posteriormente, o excesso de

HCO − é excretado na urina, o que ajuda a corrigir a alcalose metabólica. 3

Na acidose, ocorre excesso de H+ − em relação a HCO, causando 3

reabsorção completa de HCO − + ; o H em excesso passa para a urina, em 3

combinação aos tampões urinários, particularmente o fosfato e a amônia,

sendo posteriormente excretado como sal. Assim, o mecanismo básico pelo

qual os rins corrigem a acidose ou a alcalose é a titulação incompleta de H +

em relação ao HCO −, levando um ou outro a passar pela urina e ser 3

removido do líquido extracelular.

 

SECREÇÃO ATIVA PRIMÁRIA DE H+ NAS CÉLULAS

INTERCALADAS DOS TÚBULOS DISTAIS E COLETORES

 

Iniciando-se no final dos túbulos distais e prosseguindo pelo restante do

sistema tubular, o epitélio tubular secreta H + por transporte ativo primário.

As características desse transporte são diferentes das discutidas para os

túbulos proximais, para a alça de Henle e para o início dos túbulos distais.

O mecanismo de secreção ativa primária de H+ foi discutido no Capítulo

28 e é representado na Figura 31-6. Ele ocorre na membrana luminal da

célula tubular, em que o H+ é transportado diretamente por proteínas

específicas, a ATPase transportadora de hidrogênio e um transportador

hidrogênio-potássio-ATPase + . A energia necessária para bombear o H

deriva da degradação do ATP em difosfato de adenosina.

A secreção ativa primária de H+ ocorre em tipo especial de células,

denominadas células intercaladas tipo A, no final do túbulo distal e nos túbulos coletores. A secreção de íons hidrogênio por essas células é feita em

duas etapas: (1) o CO dissolvido na célula se combina com H O para 2 2

formar H − CO , e (2) o H CO então se dissocia em HCO que é 2 3 2 3 3

reabsorvido para o sangue mais H+, que é secretado para o lúmen tubular

por meio dos transportadores ATPase transportadora de hidrogênio e da

hidrogênio-potássio-ATPase. Para cada H+ − secretado, um HCO é 3

reabsorvido, semelhante ao processo nos túbulos proximais. A principal

diferença é que aqui o H+ se move pela membrana luminal por bomba ativa

de H +, em vez de por contratransporte, como ocorre nas partes proximais do

néfron.

Muito embora a secreção de H+ no túbulo distal posterior e nos túbulos

coletores represente apenas 5% do total de H+ secretado, esse mecanismo é

importante na formação de urina muito ácida. Nos túbulos proximais, a

concentração de H + pode ser aumentada por apenas cerca de 3 a 4 vezes, e o

pH do líquido tubular só pode ser reduzido até 6,7, embora grandes

quantidades + de H sejam secretadas por esse segmento do néfron.

Entretanto, a concentração de H+ pode ser aumentada por até 900 vezes

pelos túbulos coletores. Esse mecanismo diminui o pH do líquido tubular

para cerca de 4,5, que é o limite mínimo do pH que pode ser atingido nos

rins normais.