Pluća i bubrezi u acidobaznoj ravnoteži

Pluća i bubrezi određuju izlaze koji održavaju acidobazni bilans nakon što brzi puferi ograniče početnu promjenu H+. Pluća uklanjaju CO2, dok bubrezi vraćaju filtrirani bikarbonat, izlučuju neisparljivu kiselinu i dodaju novi bikarbonat krvi. Njihovi različiti vremenski odgovori čine jedan integrisan sistem, ali se međusobno ne mogu potpuno zamijeniti.

Dva izlaza bikarbonatnog sistema

Odnos bikarbonata i rastvorenog CO2 povezan je sa pH. Ventilacija mijenja CO2 komponentu brzo, a bubrezi dugotrajnije podešavaju bikarbonat i ukupni kiseli izlaz. Puferovanje mijenja raspodjelu kiselih i baznih oblika bez obaveznog odstranjivanja nastalog tereta iz organizma.

Veća alveolarna ventilacija, uz isto stvaranje CO2, snižava njegov parcijalni pritisak. To pomjera hemijsku ravnotežu prema manjem H+. Manja ventilacija djeluje suprotno. Respiratorni odgovor na metaboličko kiseljenje ublažava pH promjenu, ali ne uklanja neisparljivu kiselinu koja je izazvala početni poremećaj.

Centralni i periferni hemosenzitivni putevi povezuju hemijske promjene sa disanjem. Pri metaboličkoj acidozi periferni signal H+ ima važnu ulogu. Pri alkalnom stanju smanjenje ventilacije ograničeno je rastom hipoksičnog stimulusa, pa kompenzacija nije simetrično neograničena u oba smjera.

Vraćanje filtriranog bikarbonata

Glomerul filtrira veliki bikarbonatni teret, pa njegovo prosto puštanje u urin predstavljalo bi gubitak baze. Proksimalna H+ sekrecija, luminalna karboanhidraza i prolaz CO2 omogućavaju vraćanje bez potrebe da isti bikarbonatni jon neposredno prođe apikalnu membranu.

U lumenu H+ reaguje sa filtriranim HCO3−. Nastali CO2 ulazi u ćeliju i ponovo daje H+ i bikarbonat. Bikarbonat izlazi prema krvi, a H+ može ponovo učestvovati u luminalnoj reakciji. Neto rezultat je očuvanje postojeće baze, bez neto izlučivanja H+ koji je neutralizovao filtrirani bikarbonat.

Ovo razlikovanje je temelj renalne acidobazne fiziologije. Velika H+ sekrecija nije automatski velika neto acidna ekskrecija. Potrebno je znati da li H+ reaguje sa filtriranom bazom ili napušta organizam uz ne-bikarbonatni pufer.

Novi bikarbonat i urinarni puferi

Kada H+ izlazi vezan za fosfat, bikarbonat nastao u ćeliji ulazi u krv bez istovremenog gubitka ekvivalentne filtrirane baze. Tako nastaje novi bikarbonat u bilansnom smislu. Količina titrabilne kiseline zavisi od dostupnog fosfata i drugih odgovarajućih pufera, kao i od luminalnih uslova.

Slobodni H+ predstavlja samo mali dio ukupnog kiselog izlaza. Veoma kiseli urin zato može izlučiti malu količinu kiseline ako ima malo pufera. Urinarni pH govori o slobodnoj aktivnosti H+, dok ukupni kiseli izlaz zahtijeva podatak o svim prenesenim oblicima.

Amoniogeneza daje prilagodljiviji dodatni put. Metabolizam glutamina u tubularnim ćelijama proizvodi amonijumske i bikarbonatne komponente. Amonijum se prenosi kroz nefron, a u sabirnom području NH3 može prihvatiti sekretovani H+ i postati NH4+ koji izlazi urinom.

Pri dugotrajnijoj acidozi povećava se sposobnost stvaranja i ekskrecije amonijuma. Bikarbonatni doprinos ostaje u krvi kada kisela komponenta zaista napusti organizam. Zbog toga se proizvodnja amonijuma i njegov završni izlaz moraju posmatrati kao povezani, a ne potpuno isti događaj.

Regulacija i veze sa drugim jonima

CO2, acidobazno stanje, angiotenzin i aldosteron mijenjaju tubularni odgovor. Volumensko smanjenje može pojačati natrijumsko i bikarbonatno vraćanje. Kalijumsko stanje utiče na amoniogenezu i H+ puteve, pa se acidobazni bilans ne može potpuno odvojiti od volumena i kalijuma.

Tip A interkaliranih ćelija podstiče kiseli izlaz i vraćanje bikarbonata. Tip B može sekretovati bikarbonat. Pri alkalnom opterećenju povećan izlaz baze doprinosi vraćanju ravnoteže, ako filtracija, dostava i volumenski uslovi omogućavaju taj odgovor.

Titrabilna kiselina mjeri se prema definisanom referentnom pH, dok se amonijum računa zasebno. Zbir mora izbjegavati dvostruko računanje istog izlaza.

Zapamti

Pluća podešavaju CO2. Bubrezi čuvaju filtriranu bazu i stvaraju novi bikarbonat kada kiselina izađe uz odgovarajuće puferne oblike. Urinarni pH i neto acidna ekskrecija nisu ista mjera.