Ekskresi Asam Ginjal dan Amonia

Ginjal melengkapi homeostasis asam-basa dengan mengklaim kembali bikarbonat yang difiltrasi dan dengan mengekskresikan beban asam bersih harian yang dihasilkan oleh metabolisme. Ini dilakukan dengan mensekresikan ion hidrogen yang di-buffer dalam urin sebagai asam yang dapat dititrasi dan, yang terpenting, sebagai amonium, sambil meregenerasi bikarbonat yang dikonsumsi dalam buffering sistemik.

Definition

Ekskresi asam ginjal adalah proses di mana ginjal menjaga keseimbangan asam-basa, mereabsorpsi hampir semua bikarbonat yang difiltrasi, mensekresikan ion hidrogen ke dalam cairan tubulus, dan mengekskresikan asam bersih sebagai asam yang dapat dititrasi dan amonium sambil meregenerasi bikarbonat; amonia (sebagai amonium) adalah komponen utama dan paling dapat disesuaikan.

Scope

Topik ini mencakup reabsorpsi bikarbonat proksimal, sekresi ion hidrogen distal, dua bentuk ekskresi asam bersih (asam yang dapat dititrasi dan amonium), sintesis dan transpor amonia ginjal, dan bagaimana ekskresi asam bersih beradaptasi dengan kebutuhan asam-basa. Ini dibingkai sebagai fisiologi daripada panduan klinis.

Core questions

• Bagaimana bikarbonat yang difiltrasi direabsorpsi, dan mengapa ini tidak dengan sendirinya mengekskresikan asam?
• Apa itu asam yang dapat dititrasi dan amonium, dan mengapa amonium merupakan komponen yang dapat disesuaikan yang dominan?
• Bagaimana amonia disintesis, disekresikan, dan diangkut di sepanjang nefron?
• Bagaimana ekskresi asam bersih meningkat sebagai respons terhadap beban asam?

Key concepts

• Reabsorpsi bikarbonat
• Sekresi ion hidrogen
• Asam yang dapat dititrasi
• Ekskresi amonium
• Amoniagenesis ginjal
• Ekskresi asam bersih
• Regenerasi bikarbonat

Key theories

Model ekskresi asam bersih

Mendefinisikan kontribusi ginjal terhadap keseimbangan asam-basa sebagai asam yang dapat dititrasi urin ditambah amonium dikurangi bikarbonat yang diekskresikan, dengan produksi amonium menjadi mekanisme utama di mana ekskresi asam bersih ditingkatkan selama tantangan asam.

Mechanisms

Tubulus proksimal mereabsorpsi sebagian besar bikarbonat yang difiltrasi dengan mensekresikan ion hidrogen yang bergabung dengan bikarbonat luminal, suatu langkah yang menghemat basa tetapi tidak dengan sendirinya menghilangkan asam dari tubuh. Bikarbonat baru hanya dihasilkan ketika ion hidrogen yang disekresikan di-buffer oleh fosfat urin (asam yang dapat dititrasi) atau oleh amonia. Amonia disintesis dalam sel tubulus proksimal, terutama dari glutamin, disekresikan ke dalam lumen, dan didaur ulang serta dikonsentrasikan di medula sebelum terperangkap sebagai amonium di duktus kolektivus dan diekskresikan; untuk setiap amonium yang diekskresikan, satu bikarbonat dikembalikan ke darah. Karena amoniagenesis dapat meningkat beberapa kali lipat selama asidosis, ekskresi amonium adalah cara utama ginjal meningkatkan ekskresi asam bersih untuk memenuhi beban asam yang berkelanjutan, sedangkan asam yang dapat dititrasi dibatasi oleh buffer yang difiltrasi yang tersedia.

Clinical relevance

Gangguan ekskresi asam ginjal mendasari asidosis metabolik penyakit ginjal kronis dan asidosis tubulus ginjal, dan estimasi amonium urin digunakan dalam mengevaluasi gangguan ini. Entri ini menjelaskan fisiologi yang mendasari dan tidak memberikan dosis atau rekomendasi pengobatan individual.

Evidence & guidelines

Mekanisme reabsorpsi bikarbonat, ekskresi asam bersih, dan metabolisme amonia ginjal telah mapan dalam tinjauan dan teks fisiologi (Weiner dan Verlander, 2013; Hamm dan rekan, 2015; Berend dan rekan, 2014). Penjelasan di sini adalah fisiologi deskriptif dan bukan protokol klinis.

History

Pengakuan bahwa ekskresi amonium, daripada ekskresi ion hidrogen bebas, menyumbang sebagian besar pembuangan asam ginjal muncul melalui studi amoniagenesis ginjal dan buffering urin pada abad kedua puluh. Pekerjaan selanjutnya mengidentifikasi transporter spesifik, termasuk glikoprotein Rhesus, yang memindahkan amonia melintasi epitel ginjal, menyempurnakan gambaran molekuler tentang bagaimana ekskresi asam bersih diatur.

Key figures

• I. David Weiner
• Jill W. Verlander
• L. Lee Hamm

Seminal works

• weiner-verlander-2013
• hamm-2015

Frequently asked questions

Mengapa amonium sangat penting untuk ekskresi asam ginjal?

Karena produksi amonia dapat ditingkatkan beberapa kali lipat selama asidosis, ekskresi amonium adalah jalur utama yang dapat disesuaikan di mana ginjal meningkatkan ekskresi asam bersih dan meregenerasi bikarbonat, sedangkan asam yang dapat dititrasi dibatasi oleh buffer yang tersedia.

Apakah reabsorpsi bikarbonat yang difiltrasi mengekskresikan asam?

Tidak. Reabsorpsi bikarbonat yang difiltrasi hanya menghemat basa yang ada; bikarbonat baru dihasilkan, dan asam dihilangkan, hanya ketika ion hidrogen yang disekresikan di-buffer sebagai asam yang dapat dititrasi atau amonium dan diekskresikan dalam urin.