Funkce ledvin v udržování acidobazické rovnováhy

Udržování stálého pH těsně souvisí s udržováním poměru koncentrací konjugovaných kyselin a zásad plazmatických pufrů, především hydrogenuhličitanového pufru. Plazmatická koncentrace konjugované kyseliny (H₂CO₃, potažmo CO₂) je regulovaná kontrolou pCO₂ změnami plicní ventilace. Úlohou ledvin je tedy udržení koncentrace konjugované zásady HCO₃⁻.

Za normálních okolností se z ledvin vrací více hydrogenuhličitanu, než kolik je ho do nich přiváděno a. renalis. To je dáno schopností ledvin vytvářet moč s nízkym pH (4,5–5,0).

Toto množství navíc slouží k neutralizaci neuhlíkatých kyselin, které vznikly metabolismem nebo jsou z potravy. Dodáním bikarbonátu navíc brání ledviny poklesu pufrovacích bází.

Bikarbonát je v glomerulech volně pufrovatelný – pokud by byl vylučován močí, jeho zásoby by se brzy vyčerpaly. Proto je intenzivně resorbován.

Ledviny tedy udržují acidobazickou rovnováhu (dále jen ABR) dvěma mechanismy:

regulací zpětné resorpce bikarbonátu;
vyloučením 40–80 mmol H⁺ za den – není vylučován volně (tomu by neodpovídalo pH moči) – pufrovaný močovými nárazníky a vázaný na NH₃.

Ledviny tyto dva děje uskutečňují sekrecí H⁺ do tubulární tekutiny, kde v tubulárních buňkách z CO₂ a vody vzniká bikarbonát.

Resorpce bikarbonátu

Mechanizmus tubulárního transportu

Resorpce bikarbonátu je spřažená s reakcí (katalyzuje karboanhydráza) :

H₂O + CO₂ $\rightarrow$ H₂CO₃ $\rightarrow$ [H]⁺ + [HCO³]⁻.

Tvorba H⁺: buďto podle výše zmíněné reakce, a nebo molekula vody se rozdělí na:

H⁺ a OH⁻

Přičemž OH⁻ reaguje s CO₂ za vzniku bikarbonátu (karboanhydráza). Z obou možností vyplývá, že velikost tvorby a i sekrece H⁺ závisí na aktivitě karboanhydrázy a pCO₂.

Proximální tubulus reabsorbuje až 90 % bikarbonátu a redukuje pH tubulární tekutiny. H⁺ jdou do lumen proti elektrochemickému gradientu sekundárně aktivním transportem Na⁺-H⁺ transportérem (sodík z lumen do buňky, výměnou za H⁺).
Bikarbonát difunduje do peritubulární tekutiny.
Bilance celého procesu: sekrece H⁺ do lumen – okyselení tubulární tekutiny, návrat iontů Na⁺ a HCO₃⁻ do krve a tím i do ECT.
Bikarbonát je navíc resorbovaný v ascendentním raménku Henleovy kličky, v distálním tubulu a sběracím kanálku.
Co z toho vyplývá? V důsledku resorpce v moči postupně klesá koncentrace bikarbonátu a v důsledku sekrece stoupá koncentrace H⁺.

Regulace resorpce bikarbonátu

Resorpce není stálá – při nedostatku bikarbonátu v těle stoupá a naopak.
Resorpci ovlivňují:
- Množství HCO₃⁻ v tubulech a tím luminární pH:
  - se změnou koncentrace se mění resorpce (stejným směrem),
  - se stoupajícím pH tubulární tekutiny stoupá sekrece H⁺,
- pH peritubulární krve:
  - resorbovaný podíl bikarbonátu stoupá při poklesu a klesá při vzestupu pH peritubulární krve (opačný směr).
- Změny v objemu ECT:
  - Hypovolémie (snížený obsah ECT) vyvolá v ledvinách snahu o zadržení Na⁺ (Klesá jeho koncentrace v moči a v zájmu zachování elektroneutrality se musí resorbovat stejné množství Cl⁻ jako hlavního aniontu glomerulárního filtrátu. Jakmile je koncentrace Na⁺ ve filtrátu např. 140 mmol/l a Cl⁻ 115 mmol/l, může se resorbovat jen 115 mmol/l Na⁺. Ostatní moly musí být resorbované spolu se sekrecí H⁺ a nebo K⁺.)
- Změny plazmatické koncentrace K⁺:
  - Reciproký vztah mezi plazmatickou koncentrací K⁺ a resorpcí bikarbonátu.
- Aldosteron:
  - stimuluje distální sekreci H⁺ + stimuluje protonovou pumpu.

Sekrece kyseliny

Secernovaný H⁺ je zodpovědný nejen za resorpci bikarbonátu, ale i regulaci pH krvi – když do moči přibude více H⁺, v tubulárních buňkách vznikne více bikarbonátu, který se přesune do krve (za každý 1 mmol H⁺, který v tubulární tekutině reaguje s nebikarbonátovým pufrem, se v tubulární buňce vytvoří 1 mmol bikarbonátu).

Nejdůležitější nebikarbonátové nárazníky v tubulární tekutině: fosfátový pufr, NH₃, kreatinin.
Významným mechanizmem pro vylučovaní H⁺ je produkce NH₃ (schopnost tubulárních buněk zvyšovat produkci amoniaku je hlavní adaptační odpověď na acidózu).
- NH₃ snadno difunduje skrze membránu, je rozpustný v tucích, ionizovaná forma také ve vodě (avšak přes membrány difunduje méně – když vznikne v lumen, nemůže ven).
  - Vzniká v tubulární buňce hlavně z glutaminu.
  - Hlavním činitelem usměrňujícím pohyb NH₃ do lumen je pH tubulární tekutiny.

Odkazy

Související články

Použitá literatura

GANONG, Wiliam F.. Přehled lékařské fyziologie. 20. vydání. Praha 5 : Galén, 2005. sv. 1. ISBN 80-7262-311-7.

TROJAN, Stanislav a Miloš LANGMEIER. Lékařská fyziologie. 4. vydání. Praha : Grada Publishing, a.s., 2003. 722 s. sv. 1. ISBN 80-247-0512-5.