Le acidosi tubulari prossimali sono un gruppo di malattie caratterizzate da anomalie nel processo fisiologico di eliminazione degli acidi da parte dei reni. Una tra le fuzioni più importanti del rene, infatti, è regolare, insieme ad altri organi come i polmoni, l'equilibrio acido-base dell'organismo, ovvero mantenere il pH del sangue entro livelli compatibili con i principali processi fisiologici. I reni partecipano alla regolazione di questo equilibrio mediante processi di riassorbimento e secrezione di sostanze a livello dei tubuli renali, regolando in particolare il riassorbimento del bicarbonato. Ciò comporta la formazione di urine più o meno acide. Diverse patologie che interessano i tubuli renali possono alterare questi meccanismi compromettendo la normale eliminazione degli acidi: questo determina un'alterazione dell'equilibrio acido-base che prende il nome di acidosi metabolica. I livelli di cloro nel sangue sono solitamente aumentati, mentre il gap anionico (differenza tra la somma dei cationi e quella degli anioni misurabili nel sangue) si mantiene nella norma. Quest'ultima caratteristica indica che l'acidosi è dovuta prevalentemente a una perdita di bicarbonati.

Lo stesso argomento in dettaglio: Tubulo renale ed Equilibrio acido-base.

A livello dei tubuli renali, in condizioni di normalità, l'eliminazione degli acidi in eccesso (provenienti per maggior parte dal metabolismo degli alimenti) avviene mediante secrezione di idrogenioni e riassorbimento di bicarbonati. Quest'ultimo meccanismo, in particolare, è fondamentale per recuperare gran parte dei bicarbonati che sono passati nella preurina in seguito alla filtrazione a livello del glomerulo, quantità pari a circa 4320 milliequivalenti al giorno.

Le cellule del tubulo prossimale riassorbono l'80% del bicarbonato filtrato mediante un processo che avviene in più fasi. Sulla membrana apicale delle cellule, a contatto con il liquido tubulare (preurina), si trova un trasportatore di membrana che scambia uno ione sodio con uno ione idrogeno. Poiché il gradiente chimico a questo livello favorisce l'ingresso del sodio nella cellula, gli ioni idrogeno sono spinti a fuoriuscire dalla cellula verso il lume tubulare. Ciò favorisce, all'interno della cellula, la reazione di idratazione della CO2 con formazione di ioni HCO3-. Questi ultimi, mediante altri trasportatori localizzati sulla membrana basolaterale della cellula, rientrano nel sangue tramite i capilari peritubulari.

Con un meccanismo analogo anche il tratto successivo del tubulo, l'ansa di Henle, riassorbe un ulteriore 15% del bicarbonato filtrato. Il rimanente 5% è riassorbito dalle cellule del tubulo distale e del dotto collettore in un processo che comporta l'eliminazione nelle urine di ioni cloruro e il riassorbimento nel sangue di ioni potassio.

In generale, il riassorbimento del bicarbonato aumenta con l'aumentare del carico di bicarbonati filtrati, con la riduzione del volume dei liquidi corporei , in condizioni di acidosi e per effetto di alcuni ormoni come l'aldosterone.

L'acidosi tubulare renale si distingue in quattro tipi a seconda del segmento di tubulo interessato e del tipo di alterazione funzionale.

Si tratta di una forma di acidosi metabolica determinata da un difetto del tubulo prossimale che provoca insufficiente riassorbimento di bicarbonato. L'aumento delle concentrazione di bicarbonato nelle urine, per effetto osmotico, richiama acqua aumentando così la diuresi e comportando una perdita di liquidi nell'organismo (ipovolemia).

Questa forma di acidosi metabolica è determinata da un difetto del dotto collettore nel suo tratto midollare che comporta una ridotta capacità di eliminare ioni idrogeno. I livelli di potassio nel sangue sono ridotti sia per un'aumentata escrezione urinaria di questo ione (che compensa la ridotta eliminazione degli ioni idrogeno) sia per l'instaurarsi di complessi meccanismi ormonali (aumento dell'aldosterone). Aumenta invece la perdita urinaria di calcio, con riduzione di questo elemento nel sangue potenzialmente associata a patologie delle ossa, quali rachitismo e osteomalacia. Al tempo stesso, l'aumentata concentrazione di calcio nelle urine può provocare formazione di calcoli o nefrocalcinosi.