Bicarbonato

No plasma funciona como tampão o sistema ácido carbônico/bicarbonato, conforme a equação:

H2CO3 ↔ HCO3 + H+

Uma vez que o ácido carbônico se forma a partir de CO2 mediante a enzima anidrase carbônica, a equação mais realista do sistema é: CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ HCO3 + H+

Que pode ser simplificada pela seguinte equação: CO2 ↔ H+ + HCO3

Sendo CO2 o componente ácido e HCO3 o componente básico. O valor fisiológico da concentração de HCO3 no plasma é de 20 mM a 24 mM, e o valor fisiológico da pCO2 (pressão de CO2) é de 40 mmHg.

Controle respiratório do bicarbonato

Uma vez que a fração CO2 está sendo constantemente removida do sangue, mediante a respiração, a relação HCO3/CO2 muda pouco e o pH é menos alterado. Esta remoção de uma fração do sistema significa que o sistema é aberto. Quando ocorre adição de base (OH), esta é neutralizada pelo ácido carbônico, o qual é convertido em bicarbonato. A concentração do bicarbonato é controlada pelo rim.

O equilíbrio do sistema bicarbonato não depende somente da concentração de HCO3, mas também da concentração de CO2, a qual, por sua vez, determina a concentração de H2CO3. A concentração plasmática de CO2 depende da frequência e da intensidade da respiração, a qual é regulada pelo sistema nervoso central, no centro respiratório, e por outros centros dos grandes vasos (corpos aórticos e carotídeos). Esses centros são sensíveis a variações no pH sanguíneo e na pressão parcial de CO2 arterial (pCO2). Quando o pH tende a diminuir (acidose), a respiração é estimulada, diminuindo a pressão alveolar de CO2 e, portanto, diminuindo a concentração de H2CO3 extracelular. Quando existe tendência à elevação do pH (alcalose), a frequência respiratória diminui, com o consequente aumento da pCO2 alveolar e da concentração de H2CO3.

Controle renal do bicarbonato

O pH sanguíneo é regulado via renal, mediante a excreção de íons H+ e a reabsorção de HCO3. Este evento pode ser realizado por três mecanismos inter-relacionados, nos quais estão envolvidos três compartimentos: o sangue, a célula tubular renal e a luz tubular. Os mecanismos incluem: (a) reabsorção de HCO3/excreção de H+; (b) excreção de ácido; e (c) excreção de amônio (NH4+).

A reabsorção de bicarbonato envolve a formação de H+ e HCO3 a partir de CO2 e H2O nas células tubulares, pela ação da anidrase carbônica. O H+ é excretado na luz tubular, em parte de forma passiva por gradiente eletroquímico, e em parte de forma ativa na troca pelo íon Na+ (sistema antiport), enquanto o bicarbonato segue para o espaço intersticial e, posteriormente, para o sangue.

Os carnívoros têm urina mais ácida (pH entre 6,0 e 7,0) do que os herbívoros (pH entre 7,0 e 8,5), em função da maior excreção de H+ proveniente da maior quantidade de aminoácidos proteicos na dieta. A excreção de ácido titulável requer a reabsorção do cátion correspondente (Na+) para manter a neutralidade. Em casos de acidose, a concentração de sódio pode, contudo, estar diminuída devido à excreção de K+. No entanto, a excreção deste cátion é muito regulada e logo deve funcionar o mecanismo de excreção de amônio, para evitar uma hipocalemia, o que acarretaria consequências fatais (falha cardíaca). Na alcalose, a reabsorção renal de HCO3está diminuída enquanto que a excreção de H+ está aumentada.