2.4: Ниркова регуляція кислотно-лужного балансу

роль нирок

Органи, що беруть участь в регуляції зовнішнього кислотно-лужного балансу, - це легені - нирки.

Легкі важливі для виведення вуглекислого газу (дихальної кислоти), і це величезна кількість виводиться: принаймні від 12 000 до 13 000 ммоль/добу.

На відміну від цього, нирки відповідають за виведення фіксованих кислот, і це також має вирішальну роль, хоча кількість задіяних (70-100 ммоль/день) набагато менша. Основна причина цієї ниркової важливості полягає в тому, що немає іншого способу виведення цих кислот, і слід враховувати, що кількості, що беруть участь, все ще дуже великі в порівнянні з плазмою [H ⁺] лише 40 наномоль/літр.

Існує друга надзвичайно важлива роль, яку нирки відіграють в кислотно-лужному балансі, а саме реабсорбція фільтрованого бікарбонату. Бікарбонат є переважним позаклітинним буфером проти фіксованих кислот, і важливо, щоб його концентрація в плазмі була захищена від втрати нирок.

При кислотно-лужному балансі нирка відповідає за 2 основні види діяльності:

• Реабсорбція фільтрованого бікарбонату: від 4,000 до 5000 ммоль/добу
• Виведення фіксованих кислот (кислоти аніона і асоційованих Н ⁺): близько 1 ммоль/кг/сут.

Обидва ці процеси припускають секрецію Н ⁺ в просвіт клітинами ниркових канальців, але тільки другий призводить до виведення Н ⁺ з організму.

Ниркові механізми, що беруть участь у кислотно-лужному балансі, можуть бути важко зрозуміти, тому в якості спрощення ми розглянемо процеси, що відбуваються в нирці, як включають 2 аспекти:

• Проксимальний трубчастий механізм
• Дистальний трубчастий механізм

Проксимальний трубчастий механізм

Внесок проксимальних канальців в кислотно-лужний баланс становлять:

• по-перше, реабсорбція бікарбонату, який фільтрується в клубочку
• по-друге, виробництво амонію

Наступні 2 розділи пояснюють ці ролі більш детально.

реабсорбція бікарбонату

Добовий фільтрований бікарбонат дорівнює добутку добової швидкості клубочкової фільтрації (180 л/добу) і концентрації бікарбонату в плазмі (24 ммоль/л). Це 180 х 24 = 4320 ммоль/день (або зазвичай цитується як від 4000 до 5000 ммоль/день).

Близько 85-90% відфільтрованого бікарбонату реабсорбується в проксимальному канальці, а решта реабсорбується інтеркальованими клітинами дистального канальця і збиральних проток.

Реакції, які відбуваються, окреслені на схемі. Ефективно Н ⁺ і НСО ₃ ^- утворюються з СО ₂ і Н ₂ О в реакції, каталізованої карбоангідразою. Фактична реакція бере участь, ймовірно, утворення Н ⁺ і ОН ^- з води, потім реакція ОН ^- з СО ₂ (каталізується карбоангідразою) з отриманням HCO ₃ ^-. Так чи інакше, кінцевий результат однаковий.

H ⁺ виходить з клітини проксимального канальця і потрапляє в просвіт РСТ за 2 механізмами:

• Через антипортер Na ^{+ -H +} (основний маршрут)
• Через H ⁺ -ATPase (протонний насос)

Відфільтрований HCO ₃ ^- не може перетнути верхівкову мембрану клітини РСТ. Замість цього він поєднується з виділяється Н ⁺ (під впливом щіткового кордону карбоангідрази) для отримання СО ₂ і Н ₂ О. СО ₂ є ліпідним розчинним і легко перетинається в цитоплазму клітини РСТ. У осередку він поєднується з ОН ^- для отримання бікарбонату. ^{HCO ₃ - перетинає базолатеральну мембрану через симпорттер Na + -HCO ₃.} Цей симпортер є електрогенним, оскільки він передає три HCO ₃ ^- для кожного Na ⁺. Для порівняння, антипортер Na ^{+ -H +} в верхівковій мембрані не є електрогенним, оскільки однакова кількість заряду переноситься в обидві сторони.

Базолатеральна мембрана також має активну Na ⁺ -K ⁺ АТФазу (натрієвий насос), яка транспортує 3 Na ⁺ на 2 K ⁺ в. Цей насос є електрогенним у напрямку, протилежному напрямку Na ⁺ -HCO ₃ ^- симпортер. Також натрієвий насос підтримує внутрішньоклітинний Na ⁺ низький, що встановлює градієнт концентрації Na ⁺, необхідний для антипорту H ^{+ -Na +} на верхівковій мембрані. Антіпорт H ^{+ -Na +} є прикладом вторинного активного транспорту.

Чистий ефект - реабсорбція однієї молекули HCO ₃ і однієї молекули Na ⁺ з трубчастого просвіту в кровотік для кожної виділеної молекули Н ⁺. ^{Цей механізм не призводить до чистого виведення будь-якого Н + з організму, оскільки Н + витрачається в реакції з відфільтрованим бікарбонатом в трубчастому просвіті.}

Примітка

Слід зазначити відмінності функціональних властивостей верхівкової оболонки від базолатеральних мембран. Ця різниця підтримується щільними переходами, які пов'язують сусідні проксимальні клітини канальців.

Ці щільні з'єднання виконують дві надзвичайно важливі функції:

Функція воріт: Вони обмежують доступ люмінальних розчинів до міжклітинного простору. Цей опір може бути змінений, і цей парацелюлярний шлях може бути більш відкритим за певних обставин (тобто ворота можна трохи відкрити).

Функція огорожі: з'єднання підтримують різний розподіл деяких інтегральних мембранних білків. Наприклад, вони діють як огорожа, щоб утримувати антипортер Na ^{+ -H +} обмежений верхівковою мембраною, і утримувати Na ⁺ -K ⁺ ATФазу обмеженою базолатеральною мембраною. Різний розподіл таких білків абсолютно необхідний для функціонування клітин.]

Основними факторами, які контролюють реабсорбцію бікарбонату, є:

• Світловий HCO ₃ ^- концентрація
• Швидкість просвічування
• Артеріальний РСО ₂
• Ангіотензин II (через зниження циклічного АМФ)

Збільшення будь-якого з цих чотирьох факторів викликає збільшення реабсорбції бікарбонату. Паратиреоїдний гормон також має ефект: підвищення рівня гормону підвищує цАМФ і зменшує реабсорбцію бікарбонату.

Контур реакцій в проксимальних канальцях і клітині

Механізм секреції Н ⁺ в проксимальному канальці описується як висока ємність, низька градієнтна система:

Висока ємність відноситься до великої кількості (4000 до 5000 ммоль) H ⁺, яка виділяється на добу. (Фактична кількість секреції Н ⁺ становить 85% від відфільтрованого навантаження ГСО ₃ ^-).

Низький градієнт відноситься до низького градієнта рН, оскільки рН трубчастої може бути зменшений лише з 7,4 до 6,7-7,0.

Хоча не відбувається чистого виведення Н ⁺ з організму, цей проксимальний механізм надзвичайно важливий в кислотно-лужному балансі. Втрата бікарбонату еквівалентна підкислювальному ефекту, а потенційні кількості бікарбонату, втрачені, якщо цей механізм виходить з ладу, дуже великі.

Виробництво амонію

Амоній (NH ₄) виробляється переважно всередині проксимальних трубчастих клітин. Основним джерелом є глютамін, який потрапляє в клітину з перибулярних капілярів (80%) і фільтрату (20%). Амоній виробляється з глютамина під дією ферменту глутамінази. Далі амоній виробляється, коли глутамат метаболізується з отриманням альфа-кетоглутарату. Ця молекула містить 2 негативно заряджені карбоксилатні групи, тому подальший метаболізм її в клітині призводить до вироблення 2 HCO ₃ ^- аніонів. Це відбувається, якщо він окислюється до CO ₂ або якщо він метаболізується до глюкози.

РКа для амонію настільки високий (близько 9,2), що як при позаклітинному, так і при внутрішньоклітинному рН він присутній цілком в кислотній формі NH ₄ ⁺. Попередня думка про те, що ліпідний розчинний NH ₃ виробляється в трубчастої клітині, дифундує в трубчасту рідину, де вона перетворюється на водорозчинний NH ₄ ⁺, який зараз потрапляє в канальцеву рідину, є неправильною.

Подальша ситуація з амонієм складна. Велика частина амонію бере участь в циклічному циклі всередині мозку. Близько 75% проксимально виробленого амонію видаляється з трубчастої рідини в головному мозку так, що кількість амонію, що надходить в дистальний канальці, невелика. Товста висхідна кінцівка петлі Генле є важливим сегментом для видалення амонію. Частина інтерстиціального амонію повертається в пізній проксимальний канальець і знову потрапляє в мозок (тобто відбувається рециркуляція).

Огляд ситуації на сьогоднішній день полягає в тому, що:

• Рівень амонію в рідині DCT низький через видалення в петлі Генле
• Рівень амонію в медуллярному інтерстиції високий (і підтримується високим процесом переробки через товсту висхідну кінцівку та пізню РСТ)
• Канальцева рідина, що надходить у мозковий збиральний канал, матиме низький рН, якщо є кислотне навантаження, яке виводиться (а фосфатний буфер титрований вниз.

Якщо секреція Н ⁺ продовжується в мозковий збиральний протоку, це призведе до подальшого зниження рН просвітної рідини. Низький рН значно збільшує перенесення амонію з мозкового інтерстицію в просвітну рідину при проходженні через мозок. Чим нижче рН сечі, тим вище екскреція амонію, і ця екскреція амонію збільшується далі, якщо присутній ацидоз. Це збільшення при ацидозі є «регуляторним», оскільки підвищена екскреція амонію нирками має тенденцію до збільшення позаклітинного рН до норми.

Якщо амоній повертається в кровотік, він метаболізується в печінці до сечовини (цикл Кребса-Генселейта) з чистою продукцією одного іона водню на молекулу амонію.

Примітка

У розділі 2.4.7 обговорюється роль виділення амонію з сечею.

Дистальний трубчастий механізм

Це низька ємність, висока градієнтна система, яка забезпечує виведення щоденного фіксованого кислотного навантаження 70 ммоль/добу. Максимальна продуктивність цієї системи становить цілих 700 ммоль/добу, але це все ще низька в порівнянні з здатністю проксимального трубчастого механізму виділяти Н ⁺. Однак він може зменшити рН до граничного рН приблизно 4,5: це являє собою тисячократний (тобто 3 одиниці рН) градієнт для H ⁺ через дистальну трубчасту клітинку. Максимальна потужність 700 ммоль/добу займає близько 5 днів, щоб досягти.

Процеси, що беруть участь: -

• Формування титруемой кислотності (ТА)
• Додавання амонію (NH ₄ ⁺) до світлової рідини
• Реабсорбція залишився бікарбонату

1. Титруемая кислотність

H ⁺ виробляється з СО _{2 і Н 2} О (як у проксимальних трубчастих клітинок) і активно транспортується в дистальний трубчастий просвіт за допомогою насоса Н ⁺ -АТФази. Титруемая кислотність являє собою H ⁺, який буферується в основному фосфатом, який присутній у значній концентрації. Креатинін (pKA приблизно 5,0) також може сприяти TA. При мінімальному рН сечі він буде припадати на частку титруемой кислотності. Якщо присутні кетокислоти, вони також сприяють титруемой кислотності. При тяжкому діабетичному кетоацидозі бета-гідроксибутират (pKA 4.8) є основним компонентом ТА.

TA можна виміряти в сечі від кількості гідроксиду натрію, необхідного для титрування рН сечі до 7,4, отже, термін титруемой кислотності.

2. Додавання амонію

Як обговорювалося раніше, амоній переважно виробляється проксимальними трубчастими клітинами. Це вигідно, оскільки проксимальні клітини мають доступ до високого кровотоку в перибулярних капілярах і до всього фільтрату, і це два джерела глютаміну, з якого виробляється амоній.

Мозуллярний цикл підтримує високі мозкові інтерстиціальні концентрації амонію та низькі концентрації амонію в дистальних канальцях рідини. Чим нижче рН сечі, тим більше кількість амонію, який переноситься з мозкового інтерстицію в рідину в просвіт мозкового збирального протоки при проходженні через мозок до ниркової миски. [Примітка: Мозуллярний збиральний канал відрізняється від дистального звивистого канальця.]

Чистий ефект цього полягає в тому, що більшість амонію в кінцевій сечі була перенесена з мозку через дистальну частину канальця, навіть якщо він вироблявся в проксимальному канальці. [Спрощено, але помилково іноді говорять, що амоній в сечі виробляється в дистальних клітині канальців.]

Амоній не вимірюється як частина титруемой кислотності, оскільки високий pK амонію означає, що NH ⁺ не видаляється з NH ₄ ⁺ під час титрування до рН 7,4. Виведення амонію при тяжкому ацидозі може досягати 300 ммоль/добу у людини.

Екскреція амонію надзвичайно важлива для збільшення екскреції кислоти при системному ацидозі. Титруемая кислотність в основному обумовлена фосфатною буферизацією, а кількість присутніх фосфатів обмежена кількістю фільтрується (і, отже, концентрацією фосфату в плазмі). Це не може значно збільшитися при наявності ацидозу (хоча, звичайно, деякі додаткові фосфати можуть бути вивільнені з кістки), якщо не присутні інші аніони з відповідним pKA. Кетоаніони можуть сприяти значному збільшенню титруемой кислотності, але лише при кетоацидозі, коли присутні великі кількості.

Для порівняння, кількість виведення амонію може і дійсно помітно збільшуватися при ацидозі. Виведення амонію збільшується, коли рН сечі падає, а також цей ефект помітно посилюється при ацидозі. Утворення амонію перешкоджає подальшому падінню рН, оскільки pKA реакції настільки високий.

У рецензії Титруемая кислотність є важливою частиною виведення фіксованих кислот за звичайних обставин, але кількість наявних фосфатів не може дуже сильно збільшитися. Крім того, коли рН сечі падає, фосфат буде весь у двоводневій формі, а буферизація фосфатом буде максимальною. Подальше падіння рН сечі не може збільшити титрувану кислотність (якщо немає інших аніонів, таких як кето-аніони, присутні у значних кількостях) Наведені вище пункти означають, що титруемая кислотність не може дуже сильно підвищуватися (тому не може бути важливою в кислотно-лужній регуляції, коли потрібна здатність збільшувати або зменшувати ниркову екскрецію Н ^+) При ацидозі екскреція амонію виконує регуляторну роль, оскільки його виведення може дуже помітно збільшуватися, коли рН сечі падає.

Низький рН сечі сам по собі не може безпосередньо враховувати виведення значної кількості кислоти: наприклад, при граничному рН сечі близько 4,4, [Н ⁺] є незначним 0,04 ммоль/л Це на кілька порядків нижче, ніж Н ⁺ припадає на титруемую кислотність і амонію екскреції. (Тобто 0,04 ммоль/л незначно при чистому виділенні ниркової кислоти 70 ммоль і більше на добу)

3. Реабсорбція залишився бікарбонату

На типовій західній дієті вся відфільтрована навантаження бікарбонату реабсорбується. Сайти та відсотки фільтрованого бікарбонату беруть участь:

• Проксимальний канальці 85%
• Товста висхідна кінцівка петлі Генле 10-15%
• Дистальний канальці 0-5%

Зменшення обсягу фільтрату при подальшому видаленні води в петлі Генле викликає збільшення [HCO ₃ ^-] в залишилася рідини. Процес ГСО ₃ ^- реабсорбції в товстій висхідній кінцівці Петлі Генле дуже схожий на такий в проксимальному канальці (тобто верхівковий Na ⁺ -H ⁺ антипорт і базолатеральний Na ⁺ -HCO ₃ ^- симпорт і Na ⁺ -K ⁺ Тафаза). Реабсорбція бікарбонату тут стимулюється наявністю люмінального фрусеміду. Клітини в цій частині канальця містять карбоангідрази.

Будь-яка невелика кількість бікарбонату, який потрапляє в дистальний канальці, також може бути реабсорбований. Дистальний канальець має лише обмежену здатність реабсорбувати бікарбонат, тому якщо відфільтроване навантаження висока і велика кількість доставляється дистально, тоді буде чиста екскреція бікарбонату.

Процес реабсорбції бікарбонату в дистальному канальці дещо відрізняється від в проксимальному канальці:

• H ⁺ секреція інтеркальованими клітинами в DCT включає H ⁺ -АТФазу (а не антипорт Na ^{+ -H +})
• HCO ₃ ^- передача через базолатеральную мембрану передбачає HCO ₃ ^- -Cl ^- обмінник (а не Na ⁺ -HCO ₃ ^- симпорт)

Чистим ефектом виведення одного Н ⁺ є повернення одного HCO ₃ ^- і одного Na ⁺ в кровотік. HCO ₃ ^- ефективно замінює кислотний аніон, який виводиться з сечею.

Чиста екскреція кислоти з сечею дорівнює сумі ТА і [NH ₄ ⁺] мінус [HCO ₃ ^-] (при наявності в сечі). На [H ⁺] припадає лише дуже мала кількість екскреції Н ⁺ і зазвичай не розглядається в рівнянні (як згадувалося раніше).

При метаболічному алкалозі підвищений рівень бікарбонату призведе до збільшення фільтрації бікарбонату за умови, що СКФ не зменшилася. Нирка, як правило, надзвичайно ефективна при виведенні надлишку бікарбонату, але ця здатність може бути порушена за певних обставин. (Див. Розділи 7.2 та 7.3)

Контур реакцій у просвіті дистальних канальців та клітинок

Регуляція ниркової H ⁺ екскреції

Дискусія вище описувала механізми, що беруть участь у виділенні ниркової кислоти, і згадали деякі фактори, які регулюють екскрецію кислоти.

Основними факторами, які регулюють реабсорбцію бікарбонату нирок та екскрецію кислоти, є:

1. позаклітинний обсяг

Вичерпання обсягу пов'язане з затримкою Na ⁺, і це також підсилює HCO ₃ ^- реабсорбцію. І навпаки, розширення обсягу ЕКФ призводить до ниркової екскреції Na ⁺ і вторинного зниження HCO ₃ ^- реабсорбції.

2. Артеріальний РСО ₂

Збільшення артеріального pCo ₂ призводить до збільшення ниркової секреції Н ⁺ і збільшення реабсорбції бікарбонату. Звертається і зворотне. Гіперкапнія призводить до внутрішньоклітинного ацидозу, і це призводить до посиленої секреції Н ⁺. Задіяні клітинні процеси не були чітко окреслені. Ця затримка бікарбонату нирок є нирковою компенсацією хронічного респіраторного ацидозу.

3. Дефіцит калію і хлориду

Калій відіграє роль у реабсорбції бікарбонату. Низькі внутрішньоклітинні рівні K ⁺ призводять до підвищення HCO ₃ ^- реабсорбції в нирці. Дефіцит хлориду надзвичайно важливий у підтримці метаболічного алкалозу, оскільки він перешкоджає виведенню надлишку HCO ₃ ^- (тобто тепер бікарбонат замість хлориду реабсорбується з Na ⁺ для підтримки електронейтральності). (Див. Обговорення в розділі 7.3)

4. Альдостерон і кортизол (гідрокортизон)

Альдостерон при нормальному рівні не має ніякої ролі в нирковій регуляції кислотно-лужного балансу. Виснаження або надлишок альдостерону має непрямі ефекти. Високий рівень альдостерону призводить до збільшення реабсорбції Na ⁺ і збільшення виведення з сечею H ⁺ і K ⁺, що призводить до метаболічного алкалозу. І навпаки, можна подумати, що гіпоальдостеронізм буде пов'язаний з метаболічним ацидозом, але це дуже рідко, але може статися, якщо є співіснуючі значні інтерстиціальні захворювання нирок.

5. Екскреція фосфатів

Фосфат є основним компонентом титруемой кислотності. Кількість фосфату, присутнього в дистальному канальці, не сильно змінюється. Отже, зміни екскреції фосфатів не мають значної регуляторної ролі у відповідь на кислотне навантаження.

6. Зниження ШКФ

Нещодавно було встановлено, що зниження ШКФ є дуже важливим механізмом, що відповідає за підтримку метаболічного алкалозу. Відфільтрована навантаження бікарбонату зменшується пропорційно зі зменшенням СКФ.

7. Амоній

Нирка реагує на кислотне навантаження збільшенням канальцевої продукції і виділенням з сечею N4H ⁺. Механізм включає стимульоване ацидозом посилення використання глютаміну нирками, що призводить до збільшення виробництва NH ₄ ⁺ та HCO ₃ ^- клітинами канальців. Це дуже важливо при збільшенні виведення ниркової кислоти під час хронічного метаболічного ацидозу. Відбувається період відставання: збільшення екскреції амонію займає кілька днів, щоб досягти свого максимуму після гострої кислотної навантаження. Екскреція амонію може збільшуватися приблизно до 300 ммоль/добу при хронічному метаболічному ацидозі, тому це важливо для ниркової кислотно-лужної регуляції в цій ситуації. Виведення амонію збільшується зі зниженням рН сечі, і цей зв'язок помітно посилюється при ацидозі.

Яка роль сечового виділення амонію?

Існують різні погляди на справжню роль виділення NH ₄ ⁺ з сечею. Як ниркова екскреція амонію, який має рК 9,2, може представляти виведення H ⁺ з організму?

Одна школа каже, що виробництво амонію з глютаміну в клітині канальців призводить до виробництва альфа-кетоглутарату, який потім метаболізується в клітині канальців до нового бікарбонату, який повертається в кров. Чистий ефект - повернення одного бікарбонату на кожен амоній, що виділяється з сечею. За цим аналізом екскреція амонію еквівалентна виведенню кислоти з організму, оскільки одна плазма Н ⁺ буде нейтралізована одним нирковим іоном бікарбонату для кожного виведеного амонію. Таким чином, збільшення екскреції амонію, як це відбувається при метаболічному ацидозі, є відповідною реакцією на виведення більшої кількості кислоти.

Інша школа каже, що це не правильно. Аргумент полягає в тому, що метаболізм альфа-кетоглюарату в клітині проксимальних канальців для отримання цього нового HCO ₃ ^- просто являє собою регенерацію HCO ₃ ^- яка була нейтралізована Н ⁺, що виробляється, коли альфа-кетоглутарат метаболізувався до глутамат в печінці спочатку тому не може бути прямого впливу на чисту екскрецію Н ⁺. Ключ до розуміння, як кажуть, лежить у розгляді ролі печінки. Розглянемо наступне:

Кожен день оборот білка призводить до деградації амінокислот, що призводить до виробництва HCO ₃ ^- і NH ₃ ⁺. Для типової білкової дієти 100 г/день це чисте виробництво 1000 ммоль/день HCO ₃ ^- і 1000 ммоль/день NH ₄ ⁺. (Вони виробляються в рівних кількостях нейтральними амінокислотами, оскільки кожна містить одну групу карбонових кислот та одну аміногрупу.) Високий pK амонію означає, що він не може дисоціювати, щоб виробляти один Н ⁺ нейтралізувати HCO ₃ ^- тому, отже, метаболізм амінокислот потужно лужить для організму. Організм тепер має дві основні проблеми:

• Як позбутися від 1 000 ммоль/добу від лугу?
• Як позбутися від 1000 ммоль/добу високотоксичного амонію?

Рішення полягає в тому, щоб зреагувати два разом і позбутися від обох відразу. Цей процес є синтезом печінкової сечовини (цикл Кребса-Генселейта). Цикл споживає значну енергію, але вирішує обидві проблеми. Дійсно, цикл діє як АТФ-залежний насос, який передає Н ⁺ від дуже слабкої кислоти NH ₄ ⁺ до HCO ₃ ^-. Загальна реакція при синтезі сечовини становить:

\( 2 NH_{4}^{+} + 2 HCO_{3}^{-} \Rightarrow \: urea + CO_{2} + 3H_{2}O \)

Тіло має два способи, за допомогою яких він може видалити NH ₄ ⁺:

• Синтез сечовини в печінці
• Виведення NH ₄ ⁺ нирками

Головне тут полягає в тому, що кислотно-лужні наслідки цих 2 механізмів різні.

На кожен амоній, перетворений в сечовину в печінці, витрачається один бікарбонат. На кожен амоній, що виділяється з сечею, є один бікарбонат, який не нейтралізується їм (при синтезі сечовини) в печінці. Отже, в цілому виділення амонію з сечею еквівалентно чистому виробництву бікарбонату - але печінкою! Дійсно, при метаболічному ацидозі збільшення виділення амонію в сечі призводить до точно еквівалентної чистої кількості печінкового бікарбонату (виробляється в результаті деградації амінокислот), доступного організму. Отже, справжня роль ниркової екскреції амонію полягає в тому, щоб служити альтернативним шляхом для елінізації азоту, який має різний кислотно-лужний ефект від виробництва сечовини.

Роль глютаміну полягає в тому, щоб діяти як нетоксична транспортна молекула для перенесення NH ₄ ⁺ до нирок. Бікарбонати, що споживаються у виробництві глютаміну, а потім знову вивільняються з нирковим метаболізмом кетоглутарату, не важливі, оскільки немає чистого посилення бікарбонату.

Загалом: ниркова екскреція NH ₄ ⁺ опосередковано призводить до еквівалентної кількості чистого печінкового HCO ₃ ^- виробництва.

Іншими моментами є:

• Метаболізм глутамату в проксимальних канальцях перетворює АДФ в АТФ, а низька доступність АДФ обмежує максимальну швидкість вироблення NH ₄ ⁺ в клітині проксимальних канальців. Далі, оскільки більшість АТФ споживається при реабсорбції Na ⁺, то в кінцевому підсумку кількість Na ⁺, реабсорбованого в проксимальній канальці, встановлює верхню межу для виробництва NH ₄ ⁺.
• Аніон, який виводиться з NH ₄ ⁺, також важливий. Екскреція бета-гідроксибутирату (замість хлориду) з NH ₄ ⁺ при кетоацидозі призводить до втрати бікарбонату, оскільки цей аніон являє собою потенційний бікарбонат.

Наостанок: Роль рН сечі в ситуаціях підвищеної секреції кислоти варто відзначити. РН сечі може впасти до мінімального значення від 4,4 до 4,6, але, як згадувалося раніше, це саме по собі являє лише незначну кількість вільного Н ⁺.

У міру падіння рН 3 факторами, що беруть участь у підвищеному ^{виділенні Н +}, є:

1. Підвищена екскреція амонію (постійно зростає зі зниженням рН сечі, і цей ефект посилюється при ацидозі) [Це основний і регуляторний фактор, оскільки його можна значно збільшити].

2. Підвищена титруемая кислотність:

• Підвищена буферизація фосфатом (але незначний подальший вплив на екскрецію Н ⁺, якщо рН < 5,5 занадто далеко від pKA, тому мінімальні кількості HPO ₄ ^2- залишилися)
• Підвищена буферизація іншими органічними кислотами (якщо вона присутня) може бути важливою при більш низьких значеннях рН, оскільки їх рКа нижчий (наприклад, креатинін, кетоаніони)

(Як обговорювалося також у розділі 2.5.4, збільшення TA обмежені і не настільки важливі, як збільшення екскреції амонію)

3. Реабсорбція бікарбонату завершена при низькому рН сечі, тому жоден не втрачається в сечі (Така втрата антагонізує вплив підвищеного TA або виділення амонію на екскрецію кислоти.)

Коментар Вищезазначене обговорення зосереджується на «традиційному» підході до кислотно-лужного балансу, і недолік цього підходу полягає в тому, що пояснення неправильні. Підхід Стюарта (див. Розділ 10) дає пояснення та розуміння того, що відбувається. Наприклад, акцент на виведення Н ^+ і виведення NH 4 ^+ ниркою вводить в оману. «Кислотна обробка» ниркою в основному опосередкована змінами Cl ^- балансу. NH 4 ^+ є слабким аніоном, який при виведенні з Cl ^- дозволяє організму утримувати сильні іони Na ^+ і K ^+. Виведення з сечею Cl ^- без виведення еквівалентної кількості сильного іона призводить до зміни SID (або «сильної різниці іонів»), і саме ця зміна викликає зміну рН плазми. Пояснювальна увага повинна бути на виведення Cl ^- без сильних іонів і не на виведення NH 4 ^+. Див. Розділ 10 для вступу до підходу Стюарта.