Equilíbrio acidobásico: resumo | Colunistas

Introdução

Para que o nosso corpo possa funcionar adequadamente, o pH plasmático deve estar entre 7,35 e 7,45. Diversos sistemas trabalham para tornar isso possível, mantendo a concentração hidrogeniônica pouco alterável, de modo a evitar que esses valores caiam ou subam muito, o que levaria respectivamente à acidose e à alcalose.

São três os sistemas primários que regulam as concentrações hidrogeniônicas no plasma sanguíneo. O primeiro sistema a agir é o tampão de bicarbonato, seguido do centro respiratório, que regula a remoção de CO₂  do líquido extracelular e, finalmente, os rins podem produzir uma urina mais ácida ou mais alcalina, no intuito de reajustar o pH. As duas primeiras respostas à alteração do pH são mais rápidas e atuam até que a terceira resposta consiga ser efetiva, o que costuma durar de dois a três dias.

Sistema tampão de bicarbonato

            Sistemas tampões não eliminam ou acrescentam H⁺, mas apenas mantêm seus níveis controlados até que o balanço possa ser restabelecido.

O sistema tampão de bicarbonato funciona tamponando o excesso de  H⁺ com HCO₃^–, por meio da seguinte equação: CO₂ + H₂O  H₂CO₃   H⁺ + HCO₃^–. Com a dissociação de H₂CO₃ no sentido direto fraca, a concentração de H⁺ se mantém baixa. Portanto, ao adicionar um ácido forte  à solução tampão, como HCl, o H⁺ em excesso liberado desse ácido é tamponado pelo HCO₃^–, formando, então, H₂CO₃ e aumentando a produção de CO₂ e H₂O, a qual se dá por ação da anidrase carbônica. Isso corrobora para o aumento do pH em situações de acidose.

Ao adicionarmos uma base forte, ocorre a reação oposta. Tomando a adição de NaOH como exemplo, a reação ocorre da seguinte maneira: CO₂ + H₂O → NaOH + H₂CO₃ → Na⁺ + HCO₃^– +  H⁺. Dessa forma, a concentração de H₂CO₃ diminui, pois o H₂CO₃ tende a dissociar no sentido indireto e mais CO₂ se combina com H₂O para, a fim de repor H₂CO₃. Assim, as concentrações de CO₂ tendem a diminuir no sangue, o que diminui também a expiração, de modo a promover a diminuição do pH em casos de alcalose.

“Tampão intracelular”

            Além dos tampões plasmáticos, temos mecanismos que agem rapidamente, a fim de manter o equilíbrio hidrogeniônico intracelular. Com a alta concentração extracelular de H⁺, há uma grande pressão de entrada desse íon exercida sobre a membrana celular, a ponto de a célula liberar K⁺ para permitir a entrada de H⁺.

Centro respiratório

            Os quimiorreceptores localizados nos corpos carotídeos e aórtico, e no tronco cerebral detectam alterações na pressão de CO₂ e, logo, no pH. Percebida alguma alteração, eles enviam sinais ao centro respiratório no intuito de determinar a ventilação em sentido apropriado, isto é, se há acidose, hiperventila-se, se há alcalose, hipoventila-se.

Controle renal

            Há um momento em que os sistemas tampão e o centro respiratório se tornam ineficientes, principalmente porque, a concentração de bases cai muito, devido ao alto consumo pelos tampões, e os pulmões passam a não dar conta de eliminar tanto CO₂. Com isso, os rins entram em ação. Na acidose, aumentam a secreção de H⁺ e a absorção de H₂CO₃^–, já na alcalose, diminuem a secreção de H⁺ e passam a secretar também HCO₃^–.

HCO₃^– em situação fisiológica é totalmente absorvido, sendo 80% absorvido no túbulo contorcido proximal (TCP); 10%, na alça de Henle (AH); 6%, no túbulo contorcido distal (TCD); e 4%, no túbulo coletor (TC).

A absorção em TCP, AH e TCD segue mecanismos semelhantes. Inicialmente, as células tubulares dessas porções secretam H⁺ para o lúmen tubular, onde se liga a HCO₃^–, formando H₂CO₃, o qual se dissocia em H₂O e CO₂. Então, o CO₂ se difunde para dentro da célula tubular, onde reage com H₂O, formando novo H₂CO₃. Finalmente, o H₂CO₃ se dissocia em HCO₃^–, que será reabsorvido em simporte com Na⁺ na membrana basolateral, e  H⁺, que segue para o lúmen através da bomba Na-H-ATPase, reiniciando o ciclo.

Já no TC, temos um outro processo de reabsorção do HCO₃^–, possível, devido à presença das células principais, e das intercaladas alfa e beta. Nas células intercaladas alfa, temos a expulsão de H⁺, que, uma vez no lúmen tubular, conjuga com HCO₃^–, formando ácido carbônico e imediatamente dissociando-se em H₂O e CO₂, os quais entram na célula. Então, H₂O e CO₂ formam novo H₂CO₃, dissociando-se em HCO₃^–, que será reabsorvido em contratransporte com Cl^– na membrana basolateral, e  H⁺, que segue para o lúmen através das bombas H-ATPase e H-K-ATPase, reiniciando o ciclo. Assim, podemos dizer que o processo de reabsorção nas células intercaladas alfa é bastante semelhante ao que ocorre no TCP.

Além disso, essas células alfa também podem captar H₂O e CO₂ da corrente sanguínea, os quais se conjugam por ação da anidrase carbônica e imediatamente já se dissociam em HCO₃^–, reabsorvido em contratransporte com Cl^– na membrana basolateral, e  H⁺, que segue para o lúmen através da bomba H-ATPase, onde será tamponado por exemplo por fosfato. Ligado ao fosfato, o H⁺ pode, então, ser excretado na urina. Dessa forma, tanto a reabsorção basolateral de HCO₃^– quanto a excreção tubular de H-tampão atuarão a longo prazo na frente para regular acidoses.

            Nas células intercaladas beta, também temos a absorção de H₂O e CO₂ da corrente sanguínea, os quais seguem todo aquele processo de conjugação e dissociação intermediado pela anidrase carbônica. Dissociados em HCO₃^– e  H⁺, o HCO₃^–, agora, será liberado no lúmen para a excreção na urina, por meio de contratransporte com Cl^– , e o H⁺, absorvido através da membrana apical pela bomba H-ATPase. Assim, essas células atuam a longo prazo na frente para regular alcaloses.

O texto é de total responsabilidade do autor e não representa a visão da sanar sobre o assunto.

Observação: material produzido durante vigência do Programa de colunistas Sanar junto com estudantes de medicina e ligas acadêmicas de todo Brasil. A iniciativa foi descontinuada em junho de 2022, mas a Sanar decidiu preservar todo o histórico e trabalho realizado por reconhecer o esforço empenhado pelos participantes e o valor do conteúdo produzido. Eventualmente, esses materiais podem passar por atualização.

Novidade: temos colunas sendo produzidas por Experts da Sanar, médicos conceituados em suas áreas de atuação e coordenadores da Sanar Pós.

Referências:

BORON, W.F.; BOULPAEP, E.L. Fisiologia Médica. 2. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015.

GUYTON, A.C.; HALL, J.E. Tratado de Fisiologia Médica. 13. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2017.

KOEPPEN, B. B.; STANTON, B.A. Berne & Levy Fisiologia. 7. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2018.