Função dos Rins na Manutenção do
Equilíbrio Ácido-Base
70 mmoles de ácidos fixos são lançados no organismo diariamente:
Metabolismo
Dieta
Excreção fecal de bases
H+
H+ + HPO4=
H2PO4-
H + A-
HA
H+ + HCO3-
H2CO3
CO2 + H2O
eliminado
Constante
H+ + HCO3-  CO2 + H2O
(a maior parte)
HA  H+ + Aácidos fixos gerados
H+ + B-  HB
H+ livre
(quase todo o resto que não foi
titulado por HCO3-)
(quantidade mínima)
O HCO3- é consumido no processo de tamponamento
Constante
H+ + HCO3-  CO2 + H2O
(a maior parte)
HA  H+ + Aácidos fixos gerados
H+ + B-  HB
H+ livre
Os rins geram bicarbonato
HCO3-
gerada diariamente
(quantidade mínima)
Recupera o HCO3- consumido no tamponamento
CO2
numa quantidade equivalente
à quantidade de ácidos fixos
(quase todo o resto que não foi
titulado por HCO3-)
HCO3H+ livre
H+ + B-  HB
Elimina na forma de
CO2 o H+ que estava
ligado a tampões nãobicarbonato e a
pequena quantidade
adicional de H+ livre.
Para manter o equilíbrio ácido-base os rins:
- Reabsorvem todo o HCO3- filtrado (4.320 mmoles/dia)
HCO3-
H+
CO2 + H2O
H2CO3
HCO3-
Reabsorção de HCO3-
Reabsorção de HCO3- em
segmentos inicial e médio de
túbulos proximais (S1/S2)
CARGA FILTRADA DE HCO3 -  4000
mEq/dia
PROXIMAL
pH
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Plasma
Fim do
proximal
Anidrase Carbônica (AC)
Luz
Na+
AC II
H2CO3
NHE3
HCO-
3
+
AC IV
AC IV
1 Na+
NBC1
HCO3-
H+
H+
H2CO3
Interstício
CO2 + H2O
3 HCO3-
H2O + CO2
CO2 + H2O
A.C. II
H2CO3
H+
ATPase
1 Na+
NBC1
H+
HCO-3 + H+
HCO3-
AC IV
3 HCO3-
AC IV
H2O + CO2
1 H+
1 HCO3-
Para cada H+ secretado, um bicarbonato é reabsorvido
Anidrase Carbônica (AC)
Luz
Interstício
CO2 + H2O
AC II
Na+
H2CO3
Cl-
NHE3
HCO-3 + H+
BCC
H+
AC IV
Mais para o final de
túbulo proximal,
H2CO3
AC IV
HCO3-
HCO3-
H2O + CO2
trocador HCO3-/Cl-
CO2 + H2O
em membrana
A.C. II
basolateral
H2CO3
H+ ATPase
HCO-3 + H+
HCO3ClBCC
H+
AC IV
AC IV
H2O + CO2
Há consumo de HCO3- na luz
+
Ao final de S3, 15% da carga filtrada 1 H
HCO3-
1 HCO3-
Para cada H+ secretado, um bicarbonato é reabsorvido
Anidrase Carbônica (AC)
Luz
Interstício
CO2 + H2O
AC II
Na+
H2CO3
Cl-
NHE3
HCO-3 + H+
BCC
H+
X
AC IV
H2CO3
Acetazolamida
AC IV
HCO3-
HCO3-
H2O + CO2
CO2 + H2O
pH luminal
(Diamox)
HCO3-
A.C. II
H2CO3
H+ ATPase
HCO-3 + H+
ClBCC
H2CO3
AC IV
H2O + CO2
X
AC IV
H+
HCO3-
Com acetazolamida, aumento da concentração luminal de H+ resulta em
menor secreção de H+, tanto pelo NHE3 como pela H+-ATPase, devido ao
gradiente desfavorável.
CARGA FILTRADA  4000 mEq/dia
PROXIMAL
ALÇA FINA
DESCENDENTE
ALÇA FINA
ASCENDENTE
ALÇA
ESPESSA
pH
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Reabsorção de HCO3- em alça espessa de Henle
Luz
Interstício
3Na+
Na+
100%
ATP
K+
2Cl-
5%
2K+
K+
K+
Cl-
+
15%
HCO3- + H+
Na+
A.C. II
H2CO3
NHE3
CO2 + H2O
-
CO2 + H2O
H+
Cl-
HCO3-
BCC
Cl-
Dpte = + 8 mV
1 H+
1 HCO3-
Para cada H+ secretado, um bicarbonato é reabsorvido
CARGA FILTRADA  4000 mEq/dia
PROXIMAL
ALÇA FINA
DESCENDENTE
ALÇA FINA
ASCENDENTE
ALÇA
ESPESSA
DISTAL
pH
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Reabsorção de HCO3- em túbulo distal
5%
100%
5%
Luz
Interstício
3Na+
Na+
~1%
2K+
Cl-
K+
K+
K+
Cl-
+
15%
HCO3- + H+
CO2 + H2O
A.C. II
Na+
-
H2CO3
Cl-
NHE2
H+
HCO3-
BCC
Cl-
CO2 + H2O
1 H+
1 HCO3-
Para cada H+ secretado, um bicarbonato é reabsorvido
CARGA FILTRADA  4000 mEq/dia
PROXIMAL
ALÇA FINA
DESCENDENTE
ALÇA FINA
ASCENDENTE
ALÇA
ESPESSA
DISTAL
HCO3- é quase totalmente reabsorvido.
Em coletor medular praticamente já não há HCO3-,
a capacidade tamponante é menor e o pH cai muito, embora a
secreção de H+ nesse segmento seja quantitativamente bem
menos significativa que em segmentos anteriores.
COLETOR
pH
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Luz
Reabsorção e Secreção de HCO3- em
Ducto Coletor Cortical e Medular Externo
Interstício
3Na+
Na+
100%
5%
absorção
K+
+
K+
2K+
1%
absorção
Secreção de HCO3HCO3-
absorção
HCO3
Cl-
secreção
H+
-
ATP
AC II
ClCO2 + H2O
Intercaladas b
15%
Reabsorção de HCO3H+
HCO3
-+
H+
CO2 + H2O
0%
Normalmente,
sem HCO3- no
final de coletor
K+
-
HCO3-
HCO3
ATP
H+
Cl-
AC II
ATP
CO2 + H2O
Cl-
Intercaladas a
Além de preservar o HCO3- filtrado, os rins têm que eliminar
70 mmoles de ácidos fixos por dia
Como eliminar 70 mmoles de ácido na urina de 24 h?
Eliminar H+ livre?!
pH urinário mínimo: 4,5  [H+] = 0,03 mM
Para eliminar 70 mmoles de ácido em 1,5 L: pH  1,3 !?
ou
Para eliminar 70 mmol/dia de H+ livre com pH de 4,5:
2.300 L de urina !!!!
Essa quantidade de H+ só pode ser eliminada ligada a tampões do fluido tubular,
que estão presentes em concentração da ordem de mM
HPO42-
H+
H2CO3
HCO3-
Geração de HCO3- novo
H2PO4-
Glutamina
NH4+
HCO3-
Geração de HCO3- novo
Substâncias que foram filtradas mas não são, ou são parcialmente, reabsorvidas e
que funcionam como aceptores de prótons no fluido tubular.
A contribuição de cada tampão para a acidez titulável depende da quantidade do
tampão (mmoles), do pH da urina e do pK do tampão.
% tampão protonado
pH
Fosfato
(pK = 6,8)
Urato
(pK = 5,8)
Creatinina
(pK = 5,0)
7,4
20,1
2,5
0,4
6,2
79,9
28,5
5,9
4,4
99,6
96,2
79,9
ÁCIDO
TITULÁVEL
Quantidade de NaOH
(mmoles) para retornar
o pH da urina ao pH do
plasma – 7,4
Formação de
ácidos tituláveis
Luz
Interstício
CO2 + H2O
Na+
pH = 7,4
NHE3
pH = 6,2
pH = 6,4
HPO4
2-
+
HCO3-
H2CO3
Na+
ClH+
H2PO4-
pH = 6,8
ATP
H+
H+
H+
HCO3-
ATP
BCC
TP
Espesso
ascendente
TCD
HCO3-
CO2 + H2O
ACII
H2CO3
H2PO4-
NBC
ACII
H+
HPO42- + H+
Na+
Conexão
Coletor
ClBCC
H+
H+
HCO3-
HCO3-
pH = 4,4
mínimo
1 H+
1 HCO3-
Para cada H+ secretado, um bicarbonato é reabsorvido
ÁCIDO TITULÁVEL
PROXIMAL
ALÇA FINA
DESCENDENTE
ALÇA FINA
ASCENDENTE
ALÇA
ESPESSA
DISTAL
Como o pH cai muito nesse segmento
COLETOR
pH
0 1 2 3 4 5 6 7 8
A quantidade de tampões presentes no fluido tubular, provenientes
do que restou da filtração, não é suficiente para tamponar todo H+
que deve ser eliminado. Contribui com cerca de 40%.
Os rins produzem NH4+ para eliminar o restante do H+ e recuperar os
60% restantes de HCO3- necessários para manter o pH dos fluidos
corporais.
NH4
Túbulo Proximal
Na+
Na+
mitocôndria
2 glutaminas
glutamina
glutamina
glutaminase
NH3
NH3 + H+
NH4+
4 NH4
2 NH4+ + glutamato
+
H+ + NH3
H+ ou NH4
NH4+ ou H+
glutamato
desidrogenase
2 NH4+ + 2 a-cetoglutarato2Oxaloacetato 2-
NHE3
Na+
Glicose
4 HCO3-
GLUT
4 HCO3(novo)
Para cada (H+/NH3) ou NH4+ para a luz tubular, 1 bicarbonato para o interstício
NH4+ secretado em túbulos proximais é captado em ductos coletores sem
passar pelos segmentos tubulares corticais
NH4+ é transferido para o coletor
sem passar por córtex renal
pH = 7,4
Luz
Interstício
pH = 6,2
3Na+
Na+
Secreção
de NH4+
pH = 6,4
Reabsorção
de NH4+
NH3 + H+
pH = 6,8
DUCTO COLETOR
-
K+
H+
+
Principal
HCO3-
NH3 + H+
CO2 + H2O
H+
H+
NH3
NH4+
K+
pH = 4,4
mínimo
ATP
CO2 + H2O
NH4+
HCO3Cl-
AC II
Cl-
Intercaladas a
URINA
NH4+ é reabsorvido em segmento espesso ascendente
-
HCO3
ATP
eliminado
pelo NKCC2 (compete com K+)
K+
2K+
QUANTIDADE DE NH4+ NO FLUIDO TUBULAR
PROXIMAL
ALÇA FINA
DESCENDENTE
ALÇA FINA
ASCENDENTE
ALÇA
ESPESSA
DISTAL
COLETOR
EXCREÇÃO DE ÁCIDO, mEq/dia
AC TITUL
ÁCIDO TITULÁVEL
NH4
AMÔNIO
HCO3
aid/qEm ,ODICÁ ED OÃÇERCXE
LUTIT CA
4HN
3OCH
051
521
001
57
05
52
0
52-
05-
BALANÇO DE ÁCIDO, mEq/dia
-50
-25
0
25
50
75
100
125
150
PRODUÇÃO DE ÁCIDO FIXO, mEq/dia
-50
-25
0
25
50
75
100
125
150
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
Excreção diária de ácidos pelos rins (EA):
EA = (ACIDEZ TITULÁVEL + NH4+ ) - HCO3Acidez titulável: H+ excretado ligado principalmente a fosfato (H2PO4-)
NH4+: H+ excretado ligado a NH3
HCO3-: parte do HCO3- filtrado que é excretado (normalmente, quase zero)
Aumento na produção de ácidos fixos
EXCREÇÃO DE ÁCIDO, mEq/dia
AC TITUL
ÁCIDO TITULÁVEL
NH4
AMÔNIO
HCO3
aid/qEm ,ODICÁ ED OÃÇERCXE
LUTIT CA
4HN
3OCH
051
-50
-25
0
25
50
521
75
001
57
05
52
0
52-
100
125
150
PRODUÇÃO DE ÁCIDO FIXO, mEq/dia
-50
-25
0
25
50
75
AUMENTO NA PRODUÇÃO DE
ÁCIDO FIXO
05-
100
125
150
BALANÇO DE ÁCIDO, mEq/dia
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
EXCREÇÃO
DE ÁCIDO,
mEq/dia
EXCREÇÃO
DE ÁCIDO,
mEq/dia
ACACTITUL
TITUL
ÁCIDO
TITULÁVEL
NH4
NH4
AMÔNIO
HCO3
HCO3
aid/qEm ,ODICÁ ED OÃÇERCXE
LUTIT CA
4HN
3OCH
051
521
001
57
05
52
0
52-
05-
BALANÇO DE ÁCIDO, mEq/dia
-50
-25
-500
-25 25 0
50
25
50 75
75
100100
125
125
150 150
PRODUÇÃO DE ÁCIDO FIXO, mEq/dia
-50
-25
0
25
50
75
100
125
150
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
EXCREÇÃO
DE ÁCIDO,
mEq/dia
EXCREÇÃO
DE ÁCIDO,
mEq/dia
ACACTITUL
TITUL
ÁCIDO
TITULÁVEL
NH4
NH4
AMÔNIO
HCO3
HCO3
aid/qEm ,ODICÁ ED OÃÇERCXE
LUTIT CA
4HN
3OCH
051
521
001
57
05
52
0
52-
05-
BALANÇO DE ÁCIDO, mEq/dia
-50
-25
-500
-25 25 0
25
50
50 75
75
100100
125
125
150 150
PRODUÇÃO DE ÁCIDO FIXO, mEq/dia
-50
-25
0
25
50
75
100
125
150
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
ACIDOSE METABÓLICA
EXCREÇÃO
DE ÁCIDO,
mEq/dia
EXCREÇÃO
DE ÁCIDO,
mEq/dia
ACACTITUL
TITUL
ÁCIDO
TITULÁVEL
NH4
NH4
AMÔNIO
HCO3
HCO3
aid/qEm ,ODICÁ ED OÃÇERCXE
LUTIT CA
4HN
3OCH
051
521
001
57
05
52
0
52-
05-
BALANÇO DE ÁCIDO, mEq/dia
-50
-25
-50 0
-25
25 0
50
25
50 75
75
100100
125
125
150150
PRODUÇÃO DE ÁCIDO FIXO, mEq/dia
-50
-25
0
25
50
75
100
125
150
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
O QUE PROVOCOU A ACIDOSE?
Perda de HCO3-:
Perda intestinal (diarréia)
[HCO3-]pl cai e [Cl-]pl aumenta
Produção aumentada de ácidos fixos
Ácido láctico
Corpos cetônicos
[HCO3-]pl cai e [Anions]pl aumenta
Anion gap: ([Na+] + [K+]) – ([Cl-] + [HCO3-])
Excreção renal de ácidos diminuída
Insuficiência renal
Acidose tubular renal (perda de HCO3- na urina)
Aumento da produção de ácidos fixos ou perda de HCO3-: acidose metabólica
pCO2 < 40mmHg
pCO2 = 40 mmHg
3
1) Consumo ou perda de HCO32) Compensação respiratória
3) Correção renal
Quando o defeito não é renal
Resposta renal ao aumento da produção de ácidos fixos:
 Maior produção de NH4+ a partir da glutamina
Aumento da expressão:
- cotransportador Na+-Glutamina
- glutaminase
- glutamato desidrogenase
- fosfoenolpiruvato carboxi-cinase (PEPCK)

Maior secreção de H+ em túbulos renais
Aumento da expressão e atividade dos transportadores:
- Permutador Na+/H+
- Cotransportador Na+/HCO3- Permutador HCO3-/Cl- H+-ATPase e H+/K+-ATPase (hiperkalemia)
Em reposta ao aumento da produção de ácidos fixos:
 Maior produção de NH4+ a partir da glutamina
Aumento da expressão:
- cotransportador Na+-Glutamina
- glutaminase
- glutamato desidrogenase
- fosfoenolpiruvato carboxi-cinase (PEPCK)

Maior secreção de H+ em túbulos renais
Aumento da expressão e atividade dos transportadores:
- Permutador Na+/H+
- Cotransportador Na+/HCO3- Permutador HCO3-/Cl- H+-ATPase e H+/K+-ATPase (hiperkalemia)
Alcalose metabólica
Perda de ácidos ou ganho de bases: alcalose metabólica
3
[HCO3-]plasma
[Cl-]plasma
1) Aumento do HCO3-
Causas: Vômitos, sonda nasogátrica  perda de HCl;
Uso crônico de diuréticos de alça ou tiazídicos
2) Compensação respiratória
3) Correção renal
Distúrbios Respiratórios
Acidose respiratória aguda
CO2 + H2O
H2CO3
HA
H+ + A-
Acidose respiratória crônica
H+ + HCO3-
2) Compensação renal
Aumento da geração de HCO3- novo,
principalmente pela produção de NH4+
Alcalose respiratória crônica
Alcalose respiratória aguda
1
CO2 + H2O
H2CO3
HA
H+ + A-
H+ + HCO3-
2) Compensação renal:
Redução da secreção de H+
Redução da geração de HCO3- novo via NH4+