Thận: vai trò trong cân bằng acid base

Thận điều hòa cân bằng acid-base bằng con đường bài tiết cả các ion acid và base theo nước tiểu. Bài tiết nước tiểu acid làm giảm nồng độ acid của dịch ngoại bào trong khi bài tiết nước tiểu base làm giảm nồng độ kiểm.

Cơ chế tổng quát của sự điều hòa này như sau: Một số lượng lớn ion HCO3- được lọc vào trong ống thận, và tiếp tục được thải ra qua nước tiểu, điều này làm giảm nồng độ kiểm máu. Cũng một lượng lớn ion H+ được lọc vào trong ống thận bởi các tế bào nội mô, làm giảm nồng độ H+ máu. Nếu lượng H+ được bài tiết nhiều hơn là HCO3-, sẽ có sự mất acid hệ thống, ngược lại nếu HCO3- được lọc nhiều hơn, có sự mất kiềm hệ thống.

Mỗi ngày, cơ thể sản xuất khoảng 80 mEq acid cố định, chủ yếu bởi quá trình chuyển hóa protein. Những acid này được gọi là acid cố định (không bay hơi), là bởi vì chúng không thể được thải ra ở phổi như H2CO3. Cơ chế đầu tiên đào thải các acid này là sự bài tiết của thận. Thận cũng đồng thời phải ngăn chặn sự mất HCO3- qua nước tiểu, điều này quan trọng hơn là sự bài tiết các acid cố định. Mỗi ngày, thận lọc khoảng 4320 mEq HCO3-. Ở điều kiện bình thường, hầu hết chúng được tái hấp thu ở ống thận, nhờ đó duy trì nồng độ của hệ đệm chính trong dịch ngoại bào.

Như đã phân tích sau đây, cả sự tái hấp thu HCO3- và sự đào thải H+ được hoàn thành qua hệ thống ống thận. Bởi vì HCO3- cần phải phản ứng với một ion H+ để trở thành H2CO3 trước khi nó được hấp thu, 4320 mEq H+ được loại bỏ mỗi ngày chỉ để tái hấp thu HCO3-. Thêm vào đó, 80 mEq H+ cần phải được bài tiết để làm giảm nồng độ acid do các acid cố định tạo ra mỗi ngày, tổng cộng, mỗi ngày có 4400 mEq H+ được bài tiết vào trong lòng ống thận.

Khi có sự giảm H+ trong dịch ngoại bào (nhiễm kiềm), thận bài tiết ít H+ hơn, như vậy không thể tái hấp thu hoàn toàn HCO3- làm tăng sự bài tiết HCO3- qua nước tiểu. Do đó, trong nhiễm kiềm, sự mất HCO3- làm tăng nồng độ H+ trong dịch ngoại bào trở lại bình thường.

Trong nhiễm toan, thận bài tiết thêm H+ nhưng không bài tiết HCO3- vào trong nước tiểu mà tái hấp thu hoàn toàn HCO3-, đồng thời tạo HCO3- mới, và cung cấp lại HCO3- cho dịch ngoại bào, nhờ đó làm giảm H+ của dịch ngoại bào xuống.

Như vậy, thận điều chỉnh nồng độ H+ của dịch ngoại bào qua 3 cơ chế chính: (1) Bài tiết H+, (2) Tái hấp thu và lọc HCO3-, (3) sản xuất HCO3- mới. Tất cả các quá trình này, được hoàn thành bởi cơ chế bài tiết cơ bản.