2.4: Regulación Renal del Equilibrio Ácido-Base

Papel de los Riñones

Los órganos que intervienen en la regulación del equilibrio ácido-base externo son los pulmones son los riñones.

Los pulmones son importantes para la excreción de dióxido de carbono (el ácido respiratorio) y hay una gran cantidad de este para ser excretado: al menos de 12.000 a 13.000 mmoles/día.

En contraste los riñones son responsables de la excreción de los ácidos fijos y esto también es un papel crítico aunque las cantidades involucradas (70-100 mmols/día) son mucho menores. La razón principal de esta importancia renal es porque no hay otra manera de excretar estos ácidos y debe apreciarse que las cantidades involucradas siguen siendo muy grandes cuando se comparan con el plasma [H ⁺] de solo 40 nanomoles/litro.

Hay un segundo papel extremadamente importante que juegan los riñones en el equilibrio ácido-base, a saber, la reabsorción del bicarbonato filtrado. El bicarbonato es el tampón extracelular predominante frente a los ácidos fijos y es importante que su concentración plasmática se defienda contra la pérdida renal.

En equilibrio ácido-base, el riñón es responsable de 2 actividades principales:

• Reabsorción de bicarbonato filtrado: 4,000 a 5,000 mmol/día
• Excreción de los ácidos fijos (anión ácido y H ⁺ asociado): aproximadamente 1 mmol/kg/día.

Ambos procesos implican la secreción de H ⁺ en el lumen por las células del túbulo renal pero solo el segundo conduce a la excreción de H ⁺ del cuerpo.

Los mecanismos renales involucrados en el equilibrio ácido-base pueden ser difíciles de entender por lo que como simplificación consideraremos los procesos que ocurren en el riñón como involucrando 2 aspectos:

• Mecanismo tubular proximal
• Mecanismo tubular distal

Mecanismo Tubular Proximal

Los aportes de los túbulos proximales al equilibrio ácido-base son:

• en primer lugar, reabsorción de bicarbonato que se filtra en el glomérulo
• en segundo lugar, la producción de amonio

En las siguientes 2 secciones se explican estos roles con más detalle.

Reabsorción de Bicarbonato

El bicarbonato filtrado diario equivale al producto de la tasa de filtración glomerular diaria (180 l/día) y la concentración plasmática de bicarbonato (24 mmol/l). Esto es 180 x 24 = 4320 mmoles/día (o normalmente cotizado entre 4000 a 5000 mmoles/día).

Alrededor del 85 al 90% del bicarbonato filtrado se reabsorbe en el túbulo proximal y el resto es reabsorbido por las células intercaladas del túbulo distal y los conductos colectores.

Las reacciones que ocurren se describen en el diagrama. Efectivamente, H ⁺ y HCO ₃ ^- se forman a partir de CO _{2 y H 2} O en una reacción catalizada por anhidrasa carbónica. La reacción real involucrada es probablemente la formación de H ⁺ y OH ^- a partir del agua, luego la reacción de OH ^- con CO ₂ (catalizada por anhidrasa carbónica) para producir HCO ₃ ^-. De cualquier manera, el resultado final es el mismo.

El H ⁺ sale de la célula proximal del túbulo y entra en la luz PCT por 2 mecanismos:

• Vía a Na ⁺ -H ⁺ antiportador (ruta principal)
• Vía H ⁺ -ATPasa (bomba de protones)

HCO ₃ filtrado ^- no puede cruzar la membrana apical de la célula PCT. En cambio, se combina con el H ⁺ secretado (bajo la influencia de la anhidrasa carbónica de borde de cepillo) para producir CO _{2 y H 2} O. El CO ₂ es soluble en lípidos y cruza fácilmente en el citoplasma de la célula PCT. En la celda, se combina con OH ^- para producir bicarbonato. El HCO ₃ ^- cruza la membrana basolateral a través de un simporador Na ⁺ -HCO ₃ ^-. Este simporter es electrogénico ya que transfiere tres HCO ₃ ^- por cada Na ⁺. En comparación, el antitransportador Na ^{+ -H +} en la membrana apical no es electrogénico porque se transfiere una cantidad igual de carga en ambas direcciones.

La membrana basolateral también tiene una Na ⁺ -K ⁺ ATPasa activa (bomba de sodio) que transporta 3 Na ⁺ fuera por 2 K ⁺ in. Esta bomba es electrogénica en una dirección opuesta a la del Na ⁺ -HCO ₃ ^- symporter. También la bomba de sodio mantiene el Na ⁺ intracelular bajo lo que establece el gradiente de concentración de Na ⁺ requerido para el antipuerto H ⁺ -Na + en la membrana apical. El antipuerto H ⁺ -Na + es un ejemplo de transporte activo secundario.

El efecto neto es la reabsorción de una molécula de HCO ₃ y una molécula de Na ⁺ desde el lumen tubular hacia el torrente sanguíneo por cada molécula de H ⁺ secretada. Este mecanismo no conduce a la excreción neta de ningún H ⁺ del cuerpo ya que el H ⁺ se consume en la reacción con el bicarbonato filtrado en el lumen tubular.

Nota

Cabe señalar las diferencias en las propiedades funcionales de la membrana apical con respecto a la de las membranas basolaterales. Esta diferencia se mantiene por las uniones estrechas que unen las células adyacentes del túbulo proximal.

Estas uniones estrechas tienen dos funciones extremadamente importantes:

Función de puerta: Limitan el acceso de solutos luminales al espacio intercelular. Esta resistencia puede alterarse y esta vía paracelular puede ser más abierta bajo algunas circunstancias (es decir, la puerta se puede abrir un poco).

Función de cercado: Las uniones mantienen diferentes distribuciones de algunas de las proteínas integrales de membrana. Por ejemplo, actúan como una valla para mantener el antitransportador Na ^{+ -H +} limitado a la membrana apical, y mantener la Na ⁺ -K ⁺ ATPasa limitada a la membrana basolateral. La diferente distribución de tales proteínas es absolutamente esencial para la función celular.]

Los 4 factores principales que controlan la reabsorción de bicarbonato son:

• Luminal HCO ₃ ^- concentración
• Caudal luminal
• PCo Arterial ₂
• Angiotensina II (vía disminución del AMP cíclico)

Un incremento en cualquiera de estos cuatro factores provoca un incremento en la reabsorción de bicarbonato. La hormona paratiroidea también tiene un efecto: un aumento en el nivel hormonal aumenta el AMPc y disminuye la reabsorción de bicarbonato.

Esquema de reacciones en lumen y células de túbulos proximales

El mecanismo de secreción de H ⁺ en el túbulo proximal se describe como un sistema de alta capacidad y bajo gradiente:

La alta capacidad se refiere a la gran cantidad (4000 a 5000 mmoles) de H ⁺ que se secreta por día. (La cantidad real de secreción de H ⁺ es 85% de la carga filtrada de HCO ₃ ^-).

El gradiente bajo se refiere al gradiente de pH bajo ya que el pH tubular se puede disminuir de 7.4 a 6.7-7.0 solamente.

Aunque no se produce la excreción neta de H ⁺ del cuerpo, este mecanismo proximal es extremadamente importante en el equilibrio ácido-base. La pérdida de bicarbonato equivale a un efecto acidificante y las cantidades potenciales de bicarbonato perdidas si falla este mecanismo son muy grandes.

Producción de Amonio

El amonio (NH ₄) se produce predominantemente dentro de las células tubulares proximales. La principal fuente es de glutamina que ingresa a la célula desde los capilares peritubulares (80%) y el filtrado (20%). El amonio se produce a partir de la glutamina por la acción de la enzima glutaminasa. Además, se produce amonio cuando el glutamato se metaboliza para producir alfa-cetoglutarato. Esta molécula contiene 2 grupos carboxilato cargados negativamente por lo que un mayor metabolismo de la misma en la célula da como resultado la producción de 2 aniones HCO ₃ ^-. Esto ocurre si se oxida a CO ₂ o si se metaboliza a glucosa.

El pKa para el amonio es tan alto (aproximadamente 9.2) que tanto a pH extracelular como intracelular, está presente completamente en la forma ácida NH ₄ ⁺. La idea anterior de que el NH ₃ soluble en lípidos se produce en la célula tubular, se difunde en el fluido tubular donde se convierte en NH ₄ ⁺ soluble en agua que ahora está atrapado en el líquido del túbulo es incorrecta.

La situación posterior con el amonio es compleja. La mayor parte del amonio está involucrado en el ciclo dentro de la médula. Alrededor del 75% del amonio producido proximalmente se elimina del fluido tubular en la médula de manera que la cantidad de amonio que ingresa al túbulo distal es pequeña. El grueso miembro ascendente del asa de Henle es el segmento importante para eliminar el amonio. Parte del amonio intersticial regresa al túbulo proximal tardío y vuelve a entrar en la médula (es decir, se produce el reciclaje).

Una visión general de la situación hasta el momento es que:

• El nivel de amonio en el fluido DCT es bajo debido a la eliminación en el bucle de Henle
• Los niveles de amonio en el intersticio medular son altos (y se mantienen altos por el proceso de reciclaje a través de la extremidad ascendente gruesa y el PCT tardío)
• El líquido del túbulo que ingresa al conducto colector medular tendrá un pH bajo si hay una carga ácida para excretarse (y el tampón de fosfato se ha ajustado.

Si la secreción de H ⁺ continúa en el conducto colector medular, esto reduciría aún más el pH del fluido luminal. Un pH bajo aumenta en gran medida la transferencia de amonio desde el intersticio medular al fluido luminal a medida que pasa a través de la médula. Cuanto menor sea el pH de la orina, mayor será la excreción de amonio y esta excreción de amonio se incrementa aún más si se presenta una acidosis. Este aumento con acidosis es 'regulador' ya que el aumento de la excreción de amonio por el riñón tiende a aumentar el pH extracelular hacia lo normal.

Si el amonio regresa al torrente sanguíneo se metaboliza en el hígado a urea (ciclo Krebs-Henseleit) con producción neta de un ión hidrógeno por molécula de amonio.

Nota

En la sección 2.4.7 se analiza el papel de la excreción urinaria de amonio.

Mecanismo Tubular Distal

Se trata de un sistema de baja capacidad y alto gradiente que explica la excreción de la carga diaria de ácido fija de 70 mmoles/día. La capacidad máxima de este sistema es de hasta 700 mmoles/día, pero esta aún es baja en comparación con la capacidad del mecanismo tubular proximal para secretar H ⁺. Sin embargo, puede disminuir el pH hasta un pH limitante de aproximadamente 4.5: esto representa un gradiente de mil veces (es decir, 3 unidades de pH) para H ⁺ a través de la célula tubular distal. La capacidad máxima de 700 mmoles/día tarda aproximadamente 5 días en llegar.

Los procesos involucrados son:

• Formación de acidez titulable (TA)
• Adición de amonio (NH ₄ ⁺) al fluido luminal
• Reabsorción del Bicarbonato Restante

1. Acidez valorable

H ⁺ se produce a partir de CO ₂ y H ₂ O (como en las células tubulares proximales) y se transporta activamente al lumen tubular distal a través de una bomba de H ⁺ -ATPasa. La acidez valorable representa el H ⁺ que está tamponado principalmente por fosfato el cual está presente en concentración significativa. La creatinina (pKa aprox 5.0) también puede contribuir al TA. Al pH urinario mínimo, dará cuenta de parte de la acidez valorable. Si los cetoácidos están presentes, también contribuyen a la acidez titulable. En la cetoacidosis diabética severa, el beta-hidroxibutirato (pKa 4.8) es el componente principal de la TA.

El TA se puede medir en la orina a partir de la cantidad de hidróxido de sodio necesario para valorar el pH de la orina de nuevo a 7.4 de ahí el término acidez titulable.

2. Adición de Amonio

Como se discutió anteriormente, el amonio es producido predominantemente por células tubulares proximales. Esto es ventajoso ya que las células proximales tienen acceso a un alto flujo sanguíneo en los capilares peritubulares y a todo el filtrado y estas son las dos fuentes de la glutamina a partir de la cual se produce el amonio.

El ciclo medular mantiene altas concentraciones intersticiales medulares de amonio y bajas concentraciones de amonio en el líquido del túbulo distal. Cuanto menor sea el pH de la orina, mayor será la cantidad de amonio que se transfiere desde el intersticio medular al líquido en la luz del conducto colector medular a medida que pasa por la médula hasta la pelvis renal. [Nota: El conducto colectorio medular es diferente del túbulo enrevesado distal.]

El efecto neto de esto es que la mayor parte del amonio en la orina final se transfirió desde la médula a través de la parte distal del túbulo a pesar de que se produjo en el túbulo proximal. [De manera simplista pero errónea a veces se dice que el amonio en la orina se produce en las células del túbulo distal.]

El amonio no se mide como parte de la acidez valorable debido a que el alto pK de amonio significa que no se elimina H ⁺ del NH ₄ ⁺ durante la titulación a un pH de 7.4. La excreción de amonio en la acidosis severa puede alcanzar los 300 mmol/día en humanos.

La excreción de amonio es extremadamente importante para aumentar la excreción ácida en la acidosis sistémica. La acidez valorable se debe principalmente al tamponamiento de fosfato y la cantidad de fosfato presente está limitada por la cantidad filtrada (y por lo tanto la concentración plasmática de fosfato). Esto no puede aumentar significativamente en presencia de acidosis (aunque por supuesto algún fosfato adicional podría liberarse del hueso) a menos que estén presentes otros aniones con un pKa adecuado. Los cetoaniones pueden contribuir a un aumento significativo de la acidez titulable pero solo en la cetoacidosis cuando están presentes grandes cantidades.

En comparación, la cantidad de excreción de amonio puede y aumenta notablemente en la acidosis. La excreción de amonio aumenta a medida que disminuye el pH de la orina y también este efecto se incrementa notablemente en la acidosis. La formación de amonio evita una mayor caída en el pH ya que el pKa de la reacción es tan alto.

En revisión La acidez valorable es una parte importante de la excreción de ácidos fijos en circunstancias normales, pero la cantidad de fosfato disponible no puede aumentar mucho. También a medida que cae el pH de la orina, el fosfato estará todo en forma dihyrogen y el buffering por fosfato estará en su máximo. Una caída adicional en el pH de la orina no puede aumentar la acidez titulable (a menos que haya otros aniones como los ceto-aniones presentes en cantidades significativas) Los puntos anteriores significan que la acidez titulable no puede aumentar mucho (por lo que no puede ser importante en la regulación ácido-base cuando se requiere la capacidad de aumentar o disminuir la excreción renal de H ^+) En la acidosis, la excreción de amonio cumple el papel regulador porque su excreción puede aumentar de manera muy marcada a medida que disminuye el pH de la orina.

Un pH bajo en la orina por sí mismo no puede explicar directamente la excreción de una cantidad significativa de ácido: por ejemplo, al pH limitante de la orina de aproximadamente 4.4, [H ⁺] es despreciable 0.04 mmol/l, esto es varios órdenes de magnitud menor que H ⁺, contabilizado por la acidez titulable y el amonio excreción. (es decir, 0.04 mmol/l es insignificante en una excreción neta de ácido renal de 70 mmoles o más por día)

3. Reabsorción del Bicarbonato Restante

En una dieta típica occidental se reabsorbe toda la carga filtrada de bicarbonato. Los sitios y porcentajes de bicarbonato filtrado involucrados son:

• Túbulo proximal 85%
• Extremo ascendente grueso de Bucle de Henle 10-15%
• Túbulo distal 0-5%

La disminución en el volumen del filtrado a medida que se elimina más agua en el Bucle de Henle provoca un aumento en [HCO ₃ ^-] en el líquido restante. El proceso de HCO ₃ ^- reabsorción en la extremidad ascendente gruesa del Bucle de Henle es muy similar al del túbulo proximal (es decir, apical Na ⁺ -H ⁺ antiport y basolateral Na ⁺ -HCO ₃ ^- symport y Na ⁺ -K ⁺ ATPasa). La reabsorción de bicarbonato aquí es estimulada por la presencia de frusemida luminal. Las células en esta parte del túbulo contienen anhidrasa carbónica.

Cualquier pequeña cantidad de bicarbonato que entre en el túbulo distal también puede ser reabsorbida. El túbulo distal solo tiene una capacidad limitada para reabsorber bicarbonato por lo que si la carga filtrada es alta y se entrega una gran cantidad de manera distal entonces habrá excreción neta de bicarbonato.

El proceso de reabsorción de bicarbonato en el túbulo distal es algo diferente al del túbulo proximal:

• La secreción de H ⁺ por las células intercaladas en DCT implica una ^H-ATPasa (en lugar de un antipuerto Na ^{+ -H +})
• HCO ₃ ^- la transferencia a través de la membrana basolateral implica un intercambiador HCO ₃ ^{- -Cl -} (en lugar de un simport Na ⁺ -HCO ₃ ^-)

El efecto neto de la excreción de un H ⁺ es el retorno de un HCO ₃ ^- y un Na ⁺ al torrente sanguíneo. El HCO ₃ ^- reemplaza eficazmente el anión ácido que se excreta en la orina.

La excreción neta de ácido en la orina es igual a la suma del TA y [NH ₄ ⁺] menos [HCO ₃ ^-] (si está presente en la orina). El [H ⁺] representa solo una cantidad muy pequeña de la excreción de H ⁺ y no suele considerarse en la ecuación (como se mencionó anteriormente).

En la alcalosis metabólica, el aumento del nivel de bicarbonato dará como resultado un aumento de la filtración de bicarbonato siempre que la TFG no haya disminuido. El riñón normalmente es extremadamente eficiente para excretar el exceso de bicarbonato, pero esta capacidad puede verse alterada en ciertas circunstancias. (Ver Sección 7.2 y 7.3)

Esquema de reacciones en lumen y células de túbulos distales

Regulación de la Excreción Renal H ⁺

La discusión anterior ha descrito los mecanismos involucrados en la excreción de ácido renal y mencionó algunos factores que regulan la excreción ácida.

Los principales factores que regulan la reabsorción renal de bicarbonato y la excreción ácida son:

1. Volumen extracelular

^{El agotamiento del volumen se asocia con la retención de Na + y esto también mejora la reabsorción de HCO ₃. Por el contrario, la expansión del volumen de ECF resulta en la excreción renal de Na + y disminución secundaria en la reabsorción de HCO ₃.}

2. PCo Arterial ₂

Un aumento en el PCo ₂ arterial resulta en un aumento de la secreción renal de H ⁺ y una mayor reabsorción de bicarbonato. También se aplica lo contrario. La hipercapnia resulta en una acidosis intracelular y esto da como resultado una mayor secreción de H ⁺. Los procesos celulares involucrados no han sido claramente delineados. Esta retención renal de bicarbonato es la compensación renal de una acidosis respiratoria crónica.

3. Deficiencia de potasio y cloruro

El potasio tiene un papel en la reabsorción de bicarbonato. ^{Los bajos niveles intracelulares de K + dan como resultado un aumento de la reabsorción de HCO ₃ en el riñón.} La deficiencia de cloruro es extremadamente importante en el mantenimiento de una alcalosis metabólica porque impide la excreción del exceso de HCO ₃ ^- (es decir, ahora el bicarbonato en lugar de cloruro se reabsorbe con Na ⁺ para mantener la electroneutralidad). (Ver discusión en la Sección 7.3)

4. Aldosterona y cortisol (hidrocortisona)

La aldosterona a niveles normales no tiene ningún papel en la regulación renal del equilibrio ácido-base. El agotamiento o exceso de aldosterona tiene efectos indirectos. Los niveles altos de aldosterona resultan en una mayor reabsorción de Na ⁺ y aumento de la excreción urinaria de H ⁺ y K ⁺, lo que resulta en una alcalosis metabólica. Por el contrario, se podría pensar que el hipoaldosteronismo estaría asociado con una acidosis metabólica pero esto es muy poco común pero puede ocurrir si hay enfermedad renal intersticial significativa coexistente.

5. Excreción de Fosfato

El fosfato es el componente principal de la acidez titulable. La cantidad de fosfato presente en el túbulo distal no varía mucho. En consecuencia, los cambios en la excreción de fosfato no tienen un papel regulador significativo en respuesta a una carga ácida.

6. Reducción de GFR

Recientemente se ha establecido que una reducción en la TFG es un mecanismo muy importante responsable del mantenimiento de una alcalosis metabólica. La carga filtrada de bicarbonato se reduce proporcionalmente con una reducción en la TFG.

7. Amonio

El riñón responde a una carga ácida incrementando la producción tubular y excreción urinaria de N4H ⁺. El mecanismo implica una potenciación estimulada por acidosis de la utilización de glutamina por el riñón dando como resultado una mayor producción de NH ₄ ⁺ y HCO ₃ ^- por las células del túbulo. Esto es muy importante para aumentar la excreción de ácido renal durante una acidosis metabólica crónica. Hay un periodo de rezago: el incremento en la excreción de amonio tarda varios días en alcanzar su máximo tras una carga ácida aguda. La excreción de amonio puede aumentar hasta aproximadamente 300 mmol/día en una acidosis metabólica crónica por lo que esto es importante en la regulación ácido-base renal en esta situación. La excreción de amonio aumenta con las disminuciones del pH de la orina y esta relación se ve notablemente potenciada con la acidosis.

¿Cuál es el papel de la excreción urinaria de amonio?

Existen diferentes puntos de vista sobre el verdadero papel de la excreción de NH ₄ ⁺ en la orina. ¿Cómo puede la excreción renal de amonio que tiene un pK de 9.2 representar la excreción de H ⁺ del cuerpo?

Una escuela dice que la producción de amonio a partir de glutamina en las células del túbulo da como resultado la producción de alfa-cetoglutarato que luego se metaboliza en la célula del túbulo a nuevo bicarbonato que se devuelve a la sangre. El efecto neto es el retorno de un bicarbonato por cada amonio excretado en la orina. Mediante este análisis, la excreción de amonio equivale a la excreción de ácido del organismo ya que un H ⁺ plasmático sería neutralizado por un ion bicarbonato renal por cada amonio excretado. Por lo tanto, un aumento en la excreción de amonio como ocurre en la acidosis metabólica es una respuesta apropiada para excretar más ácido.

La otra escuela dice que esto no es correcto. El argumento es que el metabolismo del alfa-cetogluarato en las células del túbulo proximal para producir este nuevo HCO ₃ ^-meramente representa la regeneración del HCO ₃ ^- que fue neutralizado por el H ⁺ producido cuando el alfa-cetoglutarato se metabolizó a glutamato en el hígado originalmente por lo que no puede haber efecto directo sobre la excreción neta de H ⁺. Se dice que la clave para la comprensión radica en considerar el papel del hígado. Considera lo siguiente:

Cada día la renovación de proteínas resulta en la degradación de aminoácidos que resulta en la producción de HCO ₃ ^- y NH ₃ ⁺. Para una dieta típica de 100 g/día de proteínas, esta es una producción neta de 1,000mmol/día de HCO ₃ ^- y 1,000mmol/día de NH ₄ ⁺. (Estos son producidos en cantidades iguales por aminoácidos neutros ya que cada uno contiene un grupo ácido carboxílico y un grupo amino). ^{El alto pK del amonio significa que no puede disociarse para producir un H + para neutralizar el HCO ₃, por lo que en consecuencia el metabolismo de los aminoácidos es poderosamente alcalinizante para el cuerpo.} El cuerpo tiene ahora dos grandes problemas:

• ¿Cómo deshacerse de 1,000mmol/día de álcali?
• ¿Cómo deshacerse de 1,000mmol/día del amonio altamente tóxico?

La solución es reaccionar los dos juntos y deshacerse de ambos a la vez. Este proceso es la síntesis hepática de urea (ciclo de Krebs-Henseleit). El ciclo consume energía significativa pero resuelve ambos problemas. De hecho, el ciclo en efecto actúa como una bomba dependiente de ATP que transfiere H ⁺ del ácido muy débil NH ₄ ⁺ a HCO ₃ ^-. La reacción general en la síntesis de urea es:

\( 2 NH_{4}^{+} + 2 HCO_{3}^{-} \Rightarrow \: urea + CO_{2} + 3H_{2}O \)

El cuerpo tiene dos formas en las que puede eliminar NH ₄ ⁺:

• Síntesis de urea en el hígado
• Excreción de NH ₄ ⁺ por el riñón

Lo clave aquí es que las implicaciones ácido-base de estos 2 mecanismos son diferentes.

Por cada amonio convertido en urea en el hígado se consume un bicarbonato. Por cada amonio excretado en la orina, hay un bicarbonato que no es neutralizado por él (durante la síntesis de urea) en el hígado. Entonces, en general, la excreción urinaria de amonio es equivalente a la producción neta de bicarbonato, ¡pero por el hígado! De hecho, en una acidosis metabólica, un aumento en la excreción urinaria de amonio resulta en una cantidad neta exactamente equivalente de bicarbonato hepático (producido a partir de la degradación de aminoácidos) disponible para el cuerpo. Por lo que el verdadero papel de la excreción renal de amonio es servir como una vía alternativa para la elinación de nitrógeno que tiene un efecto ácido-base diferente al de la producción de urea.

El papel de la glutamina es actuar como la molécula de transporte no tóxica para transportar NH ₄ ⁺ al riñón. Los bicarbonatos consumidos en la producción de glutamina y luego liberados nuevamente con el metabolismo renal del cetoglutarato no son importantes ya que no hay ganancia neta de bicarbonato.

En general: la excreción renal NH ₄ ⁺ resulta indirectamente en una cantidad equivalente de HCO hepático neto ₃ ^- producción.

Otros puntos son:

• El metabolismo del glutamato en el túbulo proximal convierte el ADP en ATP y la baja disponibilidad de ADP limita la tasa máxima de producción de NH ₄ ⁺ en las células del túbulo proximal. Además, como la mayor parte del ATP se consume en la reabsorción de Na ⁺, entonces es finalmente la cantidad de Na ⁺ reabsorbida en el túbulo proximal lo que establece el límite superior para la producción de NH ₄ ⁺.
• También es importante el anión que se excreta con el NH ₄ ⁺. La excreción de beta-hidroxibutirato (en lugar de cloruro) con NH ₄ ⁺ en la cetoacidosis conduce a una pérdida de bicarbonato ya que este anión representa un potencial bicarbonato.

Finalmente: Vale la pena destacar el papel del pH de la orina en situaciones de aumento de la secreción de ácido. El pH de la orina puede caer a un valor mínimo de 4.4 a 4.6 pero como se mencionó anteriormente este en sí mismo representa solo una cantidad insignificante de H ⁺ libre.

A medida que cae el pH, los 3 factores involucrados en el aumento de la excreción de H ⁺ son:

1. Aumento de la excreción de amonio (aumenta de manera constante con la disminución del pH de la orina y este efecto se incrementa en la acidosis) [Este es el factor principal y regulador porque se puede incrementar significativamente].

2. Aumento de la acidez titulable:

• Aumento del tamponamiento por fosfato (pero un efecto adicional insignificante sobre la excreción de H ⁺ si pH < 5.5 como demasiado lejos de pKa, por lo que cantidades mínimas de HPO ₄ ^2- restante)
• El aumento del tamponamiento por otros ácidos orgánicos (si están presentes) puede ser importante a valores de pH más bajos ya que su pKa es menor (por ejemplo, creatinina, cetoaniones)

(Como se discute también en la sección 2.5.4, los aumentos en TA son limitados y no son tan importantes como los aumentos en la excreción de amonio)

3. La reabsorción de bicarbonato es completa a pH urinario bajo por lo que no se pierde ninguno en la orina (Dicha pérdida antagonizaría los efectos de un aumento de TA o excreción de amonio sobre la excreción ácida).

Comentar La discusión anterior se centra en el enfoque 'tradicional' del equilibrio ácido-base y un defecto de ese enfoque es que las explicaciones son erróneas. El enfoque Stewart (ver Capítulo 10) proporciona las explicaciones y los conocimientos sobre lo que está ocurriendo. Por ejemplo, el enfoque en la excreción de H ^+ y la excreción de NH 4 ^+ por el riñón es engañoso. El “manejo del ácido” por el riñón está principalmente mediado por cambios en el equilibrio Cl ^-. NH 4 ^+ es un anión débil que cuando se excreta con Cl ^- permite que el cuerpo retenga los iones fuertes Na ^+ y K ^+. La excreción urinaria de Cl ^- sin excreción de una cantidad equivalente de iones fuertes da como resultado un cambio en el SID (o 'diferencia de iones fuertes') y es este cambio el que provoca el cambio en el pH plasmático. El enfoque explicativo debe estar en la excreción de Cl ^- sin iones fuertes y no en la excreción de NH 4 ^+. Consulte el Capítulo 10 para una introducción al enfoque Stewart.