Control renal de los hidrogeniones. Gasometría básica 3

Capítulo anterior: Gasometría básica 2

Como se explicó en Gasometría Básica 1, a pesar de que los hidrogeniones son muy escasos en nuestro organismo, cambios muy pequeños en su concentración pueden desencadenar consecuencias devastadoras; por ello, nuestro cuerpo desarrolló varios sistemas de control para regularlos, como es el caso de los amortiguadores, sustancias capaces de comportarse como ácidos (o sea, donadores de iones hidrógeno) o como bases (que son “capturadores” de iones hidrogeno), dependiendo lo que haga falta. También hay órganos especializados en el control de hidrogeniones circulantes, como es el caso de los riñones.

     De los amortiguadores es esencial recordar al archiconocido Bicarbonato/Ácido-Carbónico. El Bicarbonato (HCO3-) es un compuesto alcalino, capaz de unirse con facilidad a los iones hidrógeno, con lo que se convierte en ácido carbónico (H2CO3). Por otro lado, este Ácido Carbónico es capaz de donar iones hidrógeno siempre que escaseen. De ahí que al complejo Bicarbonato-Ácido-Carbónico se le considere amortiguador. Además, el Ácido Carbónico, por acción de una enzima denominada Anhidrasa Carbónica, puede dividirse en dióxido de carbono (CO2) y agua. El dióxido de carbono es un gas que se elimina fácilmente a través de los pulmones (véase Gasometría Básica 2: Los Amortiguadores).

     En este punto es importante conocer una propiedad que comparten el Ácido Carbónico y el Bicarbonato: se les dificulta mucho atravesar las membranas, lo que no ocurre con el Dióxido de Carbono, que por ser un gas se mueve libremente a través de ellas.

Control renal de los hidrogeniones

Ahora centrémonos en los riñones y en el razonamiento de nuestro cuerpo respecto a ellos y la concentración de iones hidrógeno: cuando estos últimos se exceden (o sea, cuando hay acidosis) lo riñones reabsorben y producen mucho Bicarbonato para “capturarlos”. En situaciones opuestas, donde la cantidad de iones hidrógeno es más bien escasa (o sea, en alcalosis), los riñones se centran en producir menos bicarbonato y reabsorber más hidrógeno. 

     Pero… ¿De qué manera lo consiguen?

     Para entenderlo hay que mirar un riñón al microscopio.

     Todo inicia en la maraña de capilares denominada "glomérulo", que comparte membrana con la Cápsula de Bowman, la misma que los conecta con los túbulos renales, donde se forma la orina. Por múltiples mecanismos, principalmente la presión que albergan los capilares, se da un movimiento de distintos elementos a la cápsula de Bowman, entre ellos el bicarbonato. Sin embargo, como mencionamos antes, al bicarbonato se le hace muy difícil atravesar esta membrana, por lo que, para conseguirlo, se une al ion sodio originando Bicarbonato de Sodio (NaHCO3), que no tiene este problema.

NOTA:

La reabsorción de bicarbonato se lleva a cabo en todas las porciones de los túbulos renales, excepto en el asa de Henle, pero principalmente en los túbulos proximales (que son los que están más cerca del glomérulo).

     Una vez en la luz tubular, el bicarbonato puede reabsorberse, siempre y cuando haya hidrógeno, lo que garantiza un potente sistema de retroalimentación. En caso de que escaseen los hidrogeniones (alcalosis) el bicarbonato seguirá su curso a través de los túbulos renales para eliminarse por la orina.

     En presencia del agua el bicarbonato de sodio vuelve a dividirse en sodio y bicarbonato. Es en este preciso momento cuando ocurre la magia. Gran parte del sodio liberado es reabsorbido por las células tubulares para devolverlo a la sangre. Cuando el sodio entra a las células tubulares se da un fenómeno conocido como “cotransporte”: el movimiento de este ion al interior de la célula provoca la salida del hidrógeno contenido en el citoplasma hacia la luz tubular. El hidrógeno por su parte se une al bicarbonato (el mismo que el sodio dejó libre), para generar ácido carbónico (H2CO3).

     Hay una enzima producida por las células tubulares y que se cuela a luz, la Anhidrasa Carbónica, especializada en degradar el Ácido Carbónico (H2CO3) a Dióxido de Carbono (CO2) y agua (H2O), permitiendo que el Dióxido de Carbono atraviese fácilmente la membrana de las células tubulares. Ya en el citoplasma, la Anhidrasa Carbónica vuelve a actuar, esta vez en vía contraria, uniendo al dióxido de carbono (CO2) con el agua (H2O) para generar Ácido Carbónico que, por las condiciones intracelulares, libera un ion hidrógeno (que puede utilizarse más adelante para intercambiarse con el sodio, cuando se reabsorbe), quedando como resultado bicarbonato (HCO3-). Como se ha explicado ya, al bicarbonato se le dificulta moverse a través de las membranas, sin embargo, lo consigue nuevamente uniéndose al sodio. El sodio intracelular se une al bicarbonato para generar bicarbonato de sodio (NaHCO3), que es bombeado al extremo vascular por una ATPasa. Nótese que lo que desencadenó la reabsorción de bicarbonato fue la existencia de iones hidrógeno.

     Aunque este sistema de reabsorción/producción de bicarbonato es el más vistoso sobre el control renal de los iones hidrógeno, hay otros mecanismos no menos importantes, como es el caso de las células intercaladas, que abundan a lo largo de los túbulos renales y se especializan en la eliminación o reabsorción de iones hidrógeno mediante su intercambio con el potasio.

Compensando trastornos respiratorios

Como se explicó, el Dióxido de Carbono (CO2) es un producto del Ácido Carbónico (H2CO3). Cuando los pulmones no trabajan apropiadamente, el CO2 se acumula y, por tanto, esta vía se hace ineficaz para eliminar iones hidrógeno. En tal caso, los riñones deben hacerse cargo y lo consiguen de la siguiente manera:

     El CO2, que pasa muy fácilmente a través de las membranas, llega al citoplasma de las células tubulares, ocasionando que se produzca bicarbonato mediante el mismo mecanismo que mencionamos antes. Por acción de la anhidrasa carbónica se une al agua para formar ácido carbónico, que se divide en iones hidrógeno y bicarbonato, siendo expulsado este último mediante una colaboración con el sodio. De esta manera los riñones matan dos pájaros de un tiro: eliminan CO2 y producen bicarbonato, que capturará los iones hidrógeno excesivos.

Continúa en: Gasometría básica 4 (final)

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