El papel del riñón en el equilibrio ácido-base

Los riñones tienen dos formas principales de mantener el equilibrio ácido-base: sus células reabsorben el bicarbonato HCO3- de la orina de vuelta a la sangre y secretan iones de hidrógeno H+ en la orina.Al ajustar las cantidades reabsorbidas y secretadas, equilibran el pH del torrente sanguíneo.Nuestros riñones filtran la sangre continuamente distribuyendo la sangre que llega al riñón a millones de pequeñas unidades funcionales llamadas nefronas.Cada nefrona está formada por el glomérulo, formado por un pequeño grupo de capilares, donde comienza la filtración de la sangre.Cuando la sangre pasa por un glomérulo, aproximadamente una quinta parte del plasma sale de los capilares glomerulares y pasa al túbulo renal.La reabsorción de lo bueno (agua y electrólitos) y el abandono de lo malo (productos de desecho y ácido) es la tarea del sistema tubular renal.El túbulo renal es una estructura con varios segmentos: el túbulo contorneado proximal, el asa de Henle en forma de U con una rama descendente y otra ascendente y el túbulo contorneado distal, que se enrolla y se retuerce de nuevo, antes de vaciarse en el túbulo colector, que recoge la orina final.Cada uno de estos túbulos está revestido por células del borde en cepillo que tienen dos superficies.Una de ellas es la superficie apical, que da al lumen tubular y está revestida de microvellosidades, que son pequeñas proyecciones que aumentan la superficie de la célula para ayudar a la reabsorción de solutos.La otra es la superficie basolateral, que da a los capilares peritubulares, que discurren a lo largo de la nefrona.Así que con la reabsorción de bicarbonato, cuando el filtrado sale del glomérulo, primero pasa por el túbulo contorneado proximal.Al principio, este filtrado contiene la misma concentración de electrólitos que el plasma del que procede.Pero cuando una molécula de bicarbonato se acerca a la superficie apical de la célula del borde en cepillo se une al hidrógeno H+ secretado por la célula del borde en cepillo a cambio de un ion sodio del túbulo para formar ácido carbónico.En ese momento, una enzima llamada anhidrasa carbónica de tipo 4, que se encuentra en el túbulo entre las microvellosidades, se dirige al ácido carbónico y lo divide en agua y dióxido de carbono.A diferencia de los aniones de bicarbonato cargados, que se quedan atascados en el túbulo, el agua y el dióxido de carbono se difunden felizmente a través de la membrana hacia las células, donde la anhidrasa carbónica de tipo 2 facilita la reacción inversa, combinándolos para formar ácido carbónico, que se disuelve en bicarbonato e hidrógeno.Un cotransportador de bicarbonato de sodio en la superficie basolateral capta el bicarbonato y un sodio cercano, y transporta ambos a la sangre.Como alternativa, un intercambiador de cloruro de bicarbonato intercambia el bicarbonato HCO3- con el cloruro Cl- que sale del torrente sanguíneo para entrar en las células.Todo este truco químico mueve efectivamente el 99,9% del bicarbonato filtrado que está en el túbulo de vuelta al torrente sanguíneo.Los iones de hidrógeno H+, con su carga positiva, no quieren atravesar naturalmente las membranas celulares y salir a la orina.Hay que expulsarlos.Hay dos mecanismos.Un mecanismo es el contratransporte de sodio-hidrógeno.Una proteína transportadora en la pared apical une un ion de hidrógeno H+ de la célula y un ion de sodio Na+ en el líquido tubular.La mayor concentración de sodio en el líquido tubular hace que la proteína transportadora sea como una pequeña puerta giratoria para empujar el H+ hacia fuera y traer el Na+ hacia dentro.Recuerde que esto es en el túbulo proximal, pero en el túbulo contorneado distal y en los túbulos colectores hay otro mecanismo que involucra a las células intercaladas alfa.Estas células tienen una bomba diferente que utiliza la energía del ATP para empujar los iones de hidrógeno H+ hacia el túbulo.Sin embargo, la orina sólo puede contener un número determinado de iones de hidrógeno H+ libres, ya que el pH descendería demasiado rápido, y los túbulos no pueden mantener un pH de la orina por debajo de 4,5 aproximadamente.Así que, para sortear este límite y retener más iones de hidrógeno H+, la orina contiene tampones químicos, que fijan los iones de hidrógeno y evitan que el pH baje demasiado.El más importante es el sistema amortiguador de amoníaco, en el que el riñón utiliza un proceso llamado amoniogénesis.La amoniogénesis comienza cuando las células del túbulo contorneado proximal descomponen aminoácidos como la glutamina en amoníaco NH3.El amoníaco es liposoluble, por lo que se difunde libremente en el túbulo, donde se combina con un ion de hidrógeno para formar un ion amonio NH4+.El amonio NH4+ se combina con el cloruro Cl- en la orina.Como el cloruro de amonio sólo es débilmente ácido, el pH de la orina no desciende mucho aunque ahora contenga muchos iones de hidrógeno H+.La mayor parte de este amonio NH4+ se pierde en la orina, lo que ayuda a los riñones a deshacerse de una gran cantidad de hidrógeno H+.Un segundo sistema tampón utiliza fosfato.El fosfato monohidrógeno HPO42- entra en el túbulo desde el plasma.Se reabsorbe mal en los túbulos, por lo que se concentra allí.Actúa como tampón al combinarse con los iones de hidrógeno secretados para formar fosfato de dihidrógeno H2PO4- que luego se elimina en la orina.##Resumen Como breve resumen...Los riñones ayudan a mantener el equilibrio del pH de la sangre.En la nefrona, las células del túbulo contorneado proximal son capaces de reabsorber los iones de bicarbonato HCO3-, y las células del túbulo contorneado proximal, así como las de los túbulos contorneados distales y los túbulos colectores, segregan iones de hidrógeno H+ que son transportados a la orina mediante el sistema tampón de amoníaco y fosfato.Gracias por su visita.Si desea ayudarnos, puede hacer una donación a Patreon o suscribirse a nuestro canal, o hable a sus amigos de nosotros en las redes sociales.