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TÓPICOS
1) INTRODUÇÃO À FISIOLOGIA RENAL – Aspectos funcionais e estruturais
2) FILTRAÇÃO GLOMERULAR
3) REABSORÇÃO E SECREÇÃO TUBULAR
4) MECANISMOS DE CONCENTRAÇÃO E DILUIÇÃO DA URINA
5) EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO
Regulação
• Regulação do EQUILÍBRIO HÍDRICO (água) e ELETROLÍTICO (íons)
• Regulação da OSMOLALIDADE DOS LÍQUIDOS CORPORAIS
• Regulação do EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE
• Regulação do VOLUME EXTRACELULAR e da PRESSÃO ARTERIAL
Excreção
• Excreção de resíduos metabólicos (ureia, creatinina, ácido úrico, bilirrubina),
fármacos, toxinas, substâncias químicas estranhas, excesso de água e íons.
FUNÇÕES DO SISTEMA RENAL
Função metabólica
• Gliconeogênese
Atividade endócrina
• Produção de hormônios:
Eritropoetina (produção de hemácias)
Renina (sistema renina-angiotensina-aldosterona)
Vitamina D na sua forma ativa (1α,25-diidroxi-vitamina D ou calcitriol) –
regulação da reabsorção do cálcio
FUNÇÕES DO SISTEMA RENAL
• RINS
• URETERES
• BEXIGA
• URETRA
T12
rins
ureter
bexiga
uretra
Obs.: No topo de cada rim há uma glândula supra-renal (adrenal), uma glândula endócrina que não está funcionalmente relacionada com o rim.
ANATOMIA DO SISTEMA URINÁRIO
Guyton, 2011
MACROSCÓPICA
• Córtex renal
• Medula renal:
• Conjunto de pirâmides renais
• Sistema coletor:
• Cálice menor
• Cálice maior
• Pelve renal
MICROSCÓPICA
• Néfron
• Ducto coletor
ESTRUTURA RENAL
Silverthorn, 2010.
ESTRUTURA RENAL
MACROSCÓPICA
• Córtex renal
• Medula renal:
• Conjunto de pirâmides renais
• Sistema coletor:
• Cálice menor
• Cálice maior
• Pelve renal
MICROSCÓPICA
• Néfron
• Ducto coletor
UNIDADE FUNCIONAL dos RINS!
Unidade funcional = “menor estrutura que pode realizar todas as funções de um órgão”
ESTRUTURA RENAL - NÉFRON
Silverthorn, 2010.
CORPÚSCULO RENAL:
- Glomérulo
- Cápsula de Bowman
TÚBULO RENAL
- Túbulo proximal
- Alça de Henle (3 segmentos)
• Descendente (fina)
• Ascendente (fina e espessa)
- Túbulo Distal (inicial e final)
- Ducto coletor
• Cortical
• Medular
ESTRUTURA RENAL - NÉFRON
Silverthorn, 2010.
Silverthorn, 2010
• GLOMÉRULO = contém uma rede de capilares glomerulares (endotélio fenestrado). É um enovelado capilar formado a partir da arteríola
aferente.
• CÁPSULA DE BOWMAN = dupla camada celular entre as quais fica o espaço de Bowman ocupado pelo filtrado glomerular.
Camada parietal epitélio pavimentoso simples; contribui apenas para a estrutura da cápsula, não exercendo nenhum papel na
formação do filtrado
Camada visceral podócitos aderentes aos capilares glomerulares
• Podócitos células epiteliais modificadas que recobrem o endotélio dos capilares glomerulares.
• Células mesangiais glomerulares (formam o mesângio) cercam os capilares glomerulares, servindo-lhes de suporte estrutural (secreção
de MEC); contêm elementos contráteis (propriedades das células musculares lisas; importante na regulação do fluxo sanguíneo); têm
capacidade de fagocitar macromoléculas presas à parede capilar devido à filtração glomerular.
ESTRUTURA RENAL – NÉFRON: CORPÚSCULO RENAL
Endotélio capilar + Membrana (lâmina) basal + Podócito
fenestrado!
Silverthorn, 2010
BARREIRA DE FILTRAÇÃO
ESTRUTURA RENAL – NÉFRON: CORPÚSCULO RENAL
fenestrado!
Silverthorn, 2010
Barreira/membrana de filtração = É uma membrana porosa que permite livre passagem de água e de solutos menores, mas não
permite a passagem de proteínas plasmáticas ou células sanguíneas.
Os poros do endotélio capilar fenestrado permitem a passagem de todos os componentes do plasma, menos as células sanguíneas.
Membrana basal = possui glicoproteínas com carga negativa repulsão elétrica contra as proteínas plasmáticas (que na sua
maioria são carregadas negativamente; por isso que não passa quase nada de proteínas para o filtrado)
Podócitos pedicelos dos podócitos formam entre eles um espaço chamado FENDA DE FILTRAÇÃO (= vai servir de FILTRO de
seleção de moléculas pelo seu tamanho, bloqueando macromoléculas que tenham passado pela membrana basal)
Endotélio capilar + Membrana (lâmina) basal + Podócito BARREIRA DE FILTRAÇÃO
ESTRUTURA RENAL – NÉFRON: CORPÚSCULO RENAL
Estruturas compõem o aparelho justaglomerular:
1. Mácula densa (céls.epiteliais especializadas do ramo ascendente espesso da alça de Henle)
• Estão em íntimo contato com as células granulares da parede da arteríola aferente.
• São quimiorreceptores que respondem a modificações na quantidade de NaCl do filtrado.
• Detectam a variação de volume (fluxo do filtrado) e composição do fluido tubular (carga de NaCl filtrada) e enviam essas informações às células
granulares (via sinalização parácrina), e isso irá exercer um importante controle sobre a secreção de renina pelas células granulares
2. Células granulares ou justaglomerulares – sintetizam e secretam renina
3. Células mesangiais extraglomerulares – suporte estrutural; contêm elementos contráteis; capacidade fagocítica .
4. Arteríola aferente
5. Arteríola eferente É o principal local de CONTROLE da FILTRAÇÃO GLOMERULAR e do
FLUXO SANGUÍNEO RENAL!
ESTRUTURA RENAL – NÉFRON: APARELHO JUSTAGLOMERULAR
TIPOS DE NÉFRONS
• Néfron CORTICAL (85%) – possui alça de Henle CURTA que
vai até a medula externa; corpúsculo renal na zona cortical.
Vascularização feita por capilares peritubulares.
Função = FORMAÇÃO da urina (filtração, reabsorção, secreção)
• Néfron JUSTAMEDULAR (15%) – possui alça de Henle
LONGA que vai até a medula interna; corpúsculo renal na zona
cortical, mas perto da zona medular. Vascularização feita por
capilares peritubulares especializados vasos retos
Função = CONCENTRAÇÃO da urina
Guyton, 2011 CORPÚSCULO RENAL SEMPRE no CÓRTEX RENAL!
ESTRUTURA RENAL – NÉFRON: TIPOS DE NÉFRONS
Circulação Renal
• ARTÉRIAS RENAIS ramos da parte abdominal da aorta (fornecem sangue p/ os rins)
• VEIAS RENAIS levam sangue dos rins para a veia cava inferior.
• Circulação renal tem dois leitos capilares, o glomerular e o
peritubular
CIRCULAÇÃO RENAL
Marieb, 2009.
Circulação Renal
• ARTÉRIAS RENAIS ramos da parte abdominal da aorta (fornecem sangue p/ os rins)
• VEIAS RENAIS levam sangue dos rins para a veia cava inferior.
• Circulação renal tem dois leitos capilares, o glomerular e o
peritubular
CIRCULAÇÃO RENAL
Marieb, 2009.
Circulação Renal
• ARTÉRIAS RENAIS ramos da parte abdominal da aorta (fornecem sangue p/ os rins)
• VEIAS RENAIS levam sangue dos rins para a veia cava inferior.
• Circulação renal tem dois leitos capilares, o glomerular e o
peritubular
CIRCULAÇÃO RENAL
Marieb, 2009.
• Nos CAPILARES GLOMERULARES, ocorre a FILTRAÇÃO glomerular.
• Nos CAPILARES PERITUBULARES, ocorre REABSORÇÃO E SECREÇÃO
CIRCULAÇÃO RENAL
COMPOSIÇÃO DO FILTRADO GLOMERULAR
• ISOSMÓTICO em relação ao plasma
• Filtrado é SEMELHANTE AO PLASMA, porém sem as células sanguíneas
e sem a maioria das proteínas plasmáticas
CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO
Contém:
Água
Íons inorgânicos (Na+, K+, Cl-, HCO3-)
Solutos orgânicos de BAIXO peso molecular (glicose, ureia, AA)
nas mesmas concentrações do plasma!
COMPOSIÇÃO DO FILTRADO GLOMERULAR
CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO
Barreira de filtração que
determina a composição do
filtrado glomerular através da
sua permeabilidade seletiva!
PERMEABILIDADE SELETIVA
CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO
Considera-se:
TAMANHO – moléculas menores que 4 nm (ou com até 7.000 Da) passam livremente;
FENDA DE FILTRAÇÃO (formada entre os pedicelos dos podócitos) = filtro de moléculas de acordo com o tamanho
CARGA:
Moléculas de cargas POSITIVAS ou NEUTRAS MAIOR filtração
Moléculas de cargas NEGATIVAS MENOR filtração
CARGAS NEGATIVAS (componentes da barreira de filtração) = filtro de moléculas de acordo com a carga
PERMEABILIDADE SELETIVA
CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO
CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO
DINÂMICA DA FILTRAÇÃO – Forças de Starling
O que faz ocorrer a filtração glomerular?
O que faz ocorrer a filtração glomerular?
CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO
DINÂMICA DA FILTRAÇÃO – Forças de Starling
O que faz ocorrer a filtração glomerular?
CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO
DINÂMICA DA FILTRAÇÃO – Forças de Starling
Pressões hidrostáticas e coloidosmóticas que atuam através
da barreira de filtração
1. Pressão hidrostática nos capilares glomerulares (PCG) 2. Pressão hidrostática na cápsula de Bowman (PB) 3. Pressão coloidosmótica (oncótica) nos capilares glomerulares (CG)
4. Pressão coloidosmótica (oncótica) na cápsula de Bowman (B)
CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO
DINÂMICA DA FILTRAÇÃO – Forças de Starling
Silverthorn, 2010
1. Pressão hidrostática nos capilares glomerulares (PCG) 2. Pressão hidrostática na cápsula de Bowman (PB) 3. Pressão coloidosmótica (oncótica) nos capilares glomerulares (CG)
4. Pressão coloidosmótica (oncótica) na cápsula de Bowman (B)
CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO
DINÂMICA DA FILTRAÇÃO – Forças de Starling
Silverthorn, 2010
1. Pressão hidrostática nos capilares glomerulares (PCG) 2. Pressão hidrostática na cápsula de Bowman (PB) 3. Pressão coloidosmótica (oncótica) nos capilares glomerulares (CG)
4. Pressão coloidosmótica (oncótica) na cápsula de Bowman (B)
CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO
DINÂMICA DA FILTRAÇÃO – Forças de Starling
Porque basicamente NÃO há proteínas no filtrado glomerular presente na cápsula de Bowman (isso numa situação FISIOLÓGICA NORMAL!)
Silverthorn, 2010
1. Pressão hidrostática nos capilares glomerulares (PCG) 2. Pressão hidrostática na cápsula de Bowman (PB) 3. Pressão coloidosmótica (oncótica) nos capilares glomerulares (CG)
4. Pressão coloidosmótica (oncótica) na cápsula de Bowman (B)
CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO
DINÂMICA DA FILTRAÇÃO – Forças de Starling
Porque basicamente NÃO há proteínas no filtrado glomerular presente na cápsula de Bowman (isso numa situação FISIOLÓGICA NORMAL!)
Silverthorn, 2010
1. Pressão hidrostática nos capilares glomerulares (PCG) 2. Pressão hidrostática na cápsula de Bowman (PB) 3. Pressão coloidosmótica (oncótica) nos capilares glomerulares (CG)
4. Pressão coloidosmótica (oncótica) na cápsula de Bowman (B)
CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO
DINÂMICA DA FILTRAÇÃO – Forças de Starling
Porque basicamente NÃO há proteínas no filtrado glomerular presente na cápsula de Bowman (isso numa situação FISIOLÓGICA NORMAL!)
PCG CG PB
PCG – CG – PB
Favorável à filtração
Opõem-se à filtração
PB
CG
PCG
Silverthorn, 2010
Pressões FAVORÁVEIS à filtração:
Pressão hidrostática nos capilares glomerulares – 55 mmHg
Pressão coloidosmótica na cápsula de Bowman – 0 mmHg (NULA!)
Pressão que se OPÕEM à filtração:
Pressão hidrostática na cápsula de Bowman – 15 mmHg
Pressão coloidosmótica nos capilares glomerulares – 30 mmHg
Pressão efetiva de filtração = 55 – 15 – 30 = + 10 mmHg
CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO
DINÂMICA DA FILTRAÇÃO – Forças de Starling
Pressões FAVORÁVEIS à filtração:
Pressão hidrostática nos capilares glomerulares – 55 mmHg
Pressão coloidosmótica na cápsula de Bowman – 0 mmHg (NULA!)
Pressão que se OPÕEM à filtração:
Pressão hidrostática na cápsula de Bowman – 15 mmHg
Pressão coloidosmótica nos capilares glomerulares – 30 mmHg
Pressão efetiva de filtração = 55 – 15 – 30 = + 10 mmHg
CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO
DINÂMICA DA FILTRAÇÃO – Forças de Starling
A taxa de filtração glomerular depende da PRESSÃO DE FILTRAÇÃO RESULTANTE
ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling)
A taxa de filtração glomerular depende da PRESSÃO DE FILTRAÇÃO RESULTANTE
ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling)
Depende das 3 PRESSÕES DE STARLING
(PCG, PB, CG )
Qualquer alteração nessas pressões ALTERA a TFG
São produzidas por mudanças nas RESISTÊNCIAS das ARTERÍOLAS AFERENTES E EFERENTES
ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling)
Alterações na Pressão HIDROSTÁTICA nos CAPILARES GLOMERULARES (PCG)
Costanzo, 2007.
Resistência na AA = FSR = PCG = TFG
Resistência na AE = FSR = PCG =TFG
* Simpático * Altos níveis Ang II * Baixos níveis Ang II
CONSTRIÇÃO AA CONSTRIÇÃO AE
ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling)
São produzidas por mudanças nas
RESISTÊNCIAS das ARTERÍOLAS
AFERENTES E EFERENTES
Alterações na Pressão HIDROSTÁTICA nos CAPILARES GLOMERULARES (PCG)
Eaton e Pooler, 2006.
São produzidas por mudanças na
CONCENTRAÇÃO PLASMÁTICA DE PROTEÍNAS
[proteínas] CG TFG
ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling)
Alterações na Pressão COLOIDOSMÓTICA nos CAPILARES GLOMERULARES (CG)
São produzidas por mudanças na
OBSTRUÇÃO DO FLUXO URINÁRIO
“Cálculos” alojados em alguma porção do trato urinário
Frequentemente no ureter constrição do ureter
ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling)
Alterações na Pressão HIDROSTÁTICA na CÁPSULA DE BOWMAN (PB)
Refluxo de urina de volta p/ o rim PB TFG
ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling)
Alterações na Pressão HIDROSTÁTICA na CÁPSULA DE BOWMAN (PB)
São produzidas por mudanças na
OBSTRUÇÃO DO FLUXO URINÁRIO
ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling)
Alterações na Pressão HIDROSTÁTICA na CÁPSULA DE BOWMAN (PB)
São produzidas por mudanças na
OBSTRUÇÃO DO FLUXO URINÁRIO
Pressão HIDROSTÁTICA nos
CAPILARES GLOMERULARES
Pressão COLOIDOSMÓTICA nos
CAPILARES GLOMERULARES
Pressão HIDROSTÁTICA na
CÁPSULA DE BOWMAN
Causa Resistência das arteríolas
AFERENTES e EFERENTES
Concentração das PROTEÍNAS
PLASMÁTICAS
OBSTRUÇÃO DO FLUXO
URINÁRIO
Consequências
sobre a TFG
Constrição AA = Resistência na
AA = FSR = PCG = TFG
[ptns]=CG =TFG PB = TFG
Constrição AE = Resistência na
AE = FSR ( sangue represado) =
PCG = TFG
RESUMO
ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling)
É o volume de líquido que é filtrado para dentro do espaço
de Bowman por unidade de tempo (dia, hora, minuto) TFG
TFG = Kf x Pressão filtração resultante
TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR (TFG)
TFG
TFG = Kf x Pressão filtração resultante
TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR (TFG)
Kf (coeficiente de filtração) é o produto da condutividade hidráulica da parede capilar glomerular (sua permeabilidade à
ÁGUA) pela área total de superfície de filtração efetiva. Ou seja, representa a “permeabilidade à água por unidade de área
de superfície dos capilares glomerulares”. *É 100x maior nos capilares renais do que nos capilares sistêmicos!
PCG – PB – CG
É o volume de líquido que é filtrado para dentro do espaço
de Bowman por unidade de tempo (dia, hora, minuto)
TFG
TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR (TFG)
A TFG em uma adulto normal fica em torno
de 180 L/dia. Ou seja, 180 L de plasma são
filtrados pelos rins por dia!
É o volume de líquido que é filtrado para dentro do espaço
de Bowman por unidade de tempo (dia, hora, minuto)
Rim recebe cerca de 20-25% do débito cardíaco
FLUXO SANGUÍNEO RENAL
Por que um órgão tão pequeno (0,4% do peso corporal) recebe um
porcentagem tão grande de sangue comparado a outros órgãos?
Rim recebe cerca de 20-25% do débito cardíaco
FLUXO SANGUÍNEO RENAL
Por que um órgão tão pequeno (0,4% do peso corporal) recebe um
porcentagem tão grande de sangue comparado a outros órgãos?
Silverthorn, 2010
• Assim como outros tecidos, o fluxo sanguíneo supre os rins com nutrientes e remove produtos indesejáveis.
Entretanto, o elevado fluxo para os rins excede em muito essa necessidade.
• O propósito desse fluxo adicional é suprir plasma suficiente para se ter altas intensidades da filtração
glomerular, necessárias para a REGULAÇÃO PRECISA da COMPOSIÇÃO e dos VOLUMES dos líquidos
corporais
Rim recebe cerca de 20-25% do débito cardíaco
FLUXO SANGUÍNEO RENAL
Como a TFG e o FSR são regulados ao
longo da mesma faixa de variação de pA
e como o FSR constitui importante
determinante da TFG não é de
surpreender que os mesmos mecanismos
regulem ambos!
REGULAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL E DA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR
Controle INTRÍNSECO Controle EXTRÍNSECO
SNA SIMPÁTICO
CONTROLE HORMONAL e
AUTACOIDE
RINS
REGULAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL E DA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR
Controle INTRÍNSECO Controle EXTRÍNSECO
REGULAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL E DA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR
REGULAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL E DA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR
Controle INTRÍNSECO Controle EXTRÍNSECO
Faixa: 80 – 180 mmHg
AUTORREGULAÇÃO RENAL
REGULAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL E DA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR
REGULAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL E DA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR
Controle INTRÍNSECO Controle EXTRÍNSECO
Faixa: MENOR que 80 ou MAIOR que 180 mmHg
SNA SIMPÁTICO
CONTROLE HORMONAL E
AUTACOIDE
REGULAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL E DA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR
REGULAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL E DA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR
Controle INTRÍNSECO Controle EXTRÍNSECO
Faixa: MENOR que 80 ou MAIOR que 180 mmHg
Situações de ESTRESSE EXTREMO ou EMERGÊNCIA
REGULAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL E DA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR
SNA SIMPÁTICO
CONTROLE HORMONAL E
AUTACOIDE
POR QUE O PLASMA TEM QUE PASSAR TANTAS
VEZES PELOS RINS PARA SER FILTRADO?
EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO DE SUBSTÂNCIAS INDESEJADAS OU EM EXCESSO DO CORPO
E PARA UM CONTROLE PRECISO DO VOLUME E
COMPOSIÇÃO DOS LÍQUIDOS CORPORAIS
DINÂMICA DA REABSORÇÃO
Guyton, 2010.
Substâncias transportadas durante a
reabsorção se movem através de 3 barreiras:
1. Membrana luminal da cél.tubular
2. Membrana basolateral da cél.tubular
3. Endotélio dos capilares peritubulares
1 2 3
DINÂMICA DA REABSORÇÃO
Guyton, 2010.
1 2 3
Para que uma substância seja reabsorvida, ela deve:
1º) LÚMEN TUBULAR DENTRO DA CÉLULA TUBULAR
(atravessar a membrana luminal da cél.tubular)
2º) DENTRO DA CÉLULA TUBULAR INTERSTÍCIO
(atravessar a membrana basolateral da célula tubular)
3º) INTERSTÍCIO SANGUE (capilares peritubulares)
(atravessa a membrana das células endoteliais dos
cap.peritubulares por ultrafiltração)
Mediada por forças hidrostáticas e coloidosmóticas
SOLUTOS Na+, outros cátions, ânions (ex.: Cl-, HCO3
-),
moléculas orgânicas (glicose, AA, vitaminas)
ÁGUA
REABSORÇÃO DE SOLUTOS E ÁGUA
SOLUTOS Na+, outros cátions, ânions (ex.: Cl-, HCO3
-),
moléculas orgânicas (glicose, AA, vitaminas)
ÁGUA
QUEM VAI REGER A REABSORÇÃO DA MAIORIA DOS SOLUTOS E DA ÁGUA VAI SER O SÓDIO
(Na+)!!!
REABSORÇÃO DE SOLUTOS E ÁGUA
REABSORÇÃO DE SOLUTOS E ÁGUA
Guyton, 2010.
Transporte ocorre quase sempre pela via transcelular,
mas também pode ocorrer via paracelular
Entra (lúmen p/ cél.tubular) via: transporte PASSIVO (a
favor do seu gradiente) via difusão simples ou via
difusão facilitada
Sai (cél.tubular p/ interstício) via: transporte ATIVO
PRIMÁRIO (contra seu gradiente) via Na+/K+ ATPase
REABSORÇÃO DE SOLUTOS E ÁGUA
Guyton, 2010.
Transporte ocorre quase sempre pela via transcelular,
mas também pode ocorrer via paracelular
Entra (lúmen p/ cél.tubular) via: transporte PASSIVO (a
favor do seu gradiente) via difusão simples ou via
difusão facilitada
Sai (cél.tubular p/ interstício) via: transporte ATIVO
PRIMÁRIO (contra seu gradiente) via Na+/K+ ATPase
O que favorece essa difusão passiva de Na+ através da
membrana luminal da célula:
(1) Gradiente de concentração que favorece a difusão de Na+
para dentro da célula, pois a concentração IC de Na+ é
baixa e a concentração de Na+ do líquido tubular é
elevada.
(2) O potencial IC negativo de – 70 mV atrai os íons Na+
positivos do lúmen tubular para dentro da célula.
REABSORÇÃO DE SOLUTOS E ÁGUA
Guyton, 2010.
ETAPAS DA REABSORÇÃO DO Na+:
1. Na+ se difunde através da membrana luminal p/ dentro da célula a
favor do gradiente eletroquímico estabelecido pela bomba Na-K
ATPase, na porção basolateral da membrana.
2. Na+ é transportado ativamente, através da membrana basolateral,
contra o gradiente eletroquímico pela bomba de Na-K ATPase, em
direção ao interstício.
3. Na+ reabsorvido do líquido intersticial para os capilares
peritubulares por ultrafiltração, processo passivo movido pelos
gradientes de pressão hidrostática e coloidosmóticas.
REABSORÇÃO DE SOLUTOS E ÁGUA
Guyton, 2010.
IMPORTANTE!
Reabsorção de Na+ é a PRINCIPAL FORÇA
que induz a reabsorção da maioria dos
outros solutos e da água!
ÂNIONS seguem o Na+, positivamente carregado, para FORA do lúmen
(CÉLULA TUBULAR/INTERSTÍCIO)
Reabsorção por OSMOSE (via transcelular e/ou paracelular) a favor do
GRADIENTE OSMÓTICO estabelecido pela reabsorção dos solutos a qual foi
induzida pela reabsorção do sódio
Reabsorção do Na+
Com a saída do Na+, o lúmen fica – e o interior da cél.tub. e o interstício ficam +
GRADIENTE ELÉTRICO!
TRANSPORTE ATIVO 2ÁRIO GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO DO Na+ criado
pela bomba de Na/K ATPase favorece o transporte ativo secundário dessas
substâncias
REABSORÇÃO DE SOLUTOS E ÁGUA
• SECREÇÃO importante meio de retirar do plasma substâncias desnecessárias.
• SUBSTÂNCIAS SECRETADAS H+, K+, NH4+, creatinina, certos ácidos e bases orgânicas, entre outros.
• Envolve tanto TRANSPORTE PASSIVOS quanto ATIVOS, mas a maioria das substâncias secretadas sofrem transporte ativo via proteínas
transportadoras específicas (ex.: H+-ATPase, H+/K+-ATPase)
• A secreção tubular é importante para:
Eliminação de substâncias ligadas às proteínas plasmáticas que NÃO são filtradas, mas precisam ser secretadas no lúmen para serem
excretadas!
Eliminação de substâncias indesejáveis ou produtos finais que foram reabsorvidos por processos passivos (ureia e ácido úrico).
Eliminar do corpo o excesso de K+
Controle do pH do sangue secreção de íons H+
SECREÇÃO TUBULAR
• TP tem elevada capacidade para reabsorção e secreção,
devido às suas características celulares especiais:
Muitas mitocôndrias energia p/ suportar transportes
ativos
Borda em escova área de superfície presença de
muitos transportadores reabsorção e secreção
TÚBULO PROXIMAL
REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL
Guyton, 2010.
TÚBULO PROXIMAL
REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL
• REABSORVE:
Praticamente todos os nutrientes (~100%): glicose, AA,
lactato, vitaminas
65% do Na+ e da água
90% do bicarbonato (HCO3-)
60% Cl-
55% do K+
Reabsorção da “mais alta prioridade”
Guyton, 2010.
TÚBULO PROXIMAL
REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL
• SECRETA:
Ácidos e bases orgânicos: sais biliares, oxalato, urato e
catecolaminas. Muitas dessas substâncias são produtos
finais do metabolismo, e devem ser removidas
rapidamente do corpo.
Íons H+: transporte ativo 2ário (antiporte com o Na+)
Fármacos ou toxinas também pode ser secretados
Guyton, 2010.
TÚBULO PROXIMAL
REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL
• Filtrado: ISOSMÓTICO
REABSORÇÃO ISOSMÓTICA – é uma característica do
funcionamento do TP: a reabsorção do soluto e a da água
ocorrem em conjunto, e são PROPORCIONAIS entre si. Assim,
se 65% do soluto filtrado é reabsorvido pelo TP, então 65% da
água filtrada também é reabsorvida!
Guyton, 2010.
• PERMEÁVEL À ÁGUA (~20%)
• Não reabsorve quantidades significativas de soluto
• Filtrado = HIPEROSMÓTICO
ALÇA DE HENLE – Ramo DESCENDENTE
REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL
Guyton, 2010.
• IMPERMEÁVEL À ÁGUA
• PERMEÁVEL À NaCl (*capacidade de reabsorção MENOR em
relação ao ramo asc.espesso; reab. de NaCl por transporte
passivo)
ALÇA DE HENLE – Ramo ASCENDENTE FINO
REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL
Guyton, 2010.
• IMPERMEÁVEL À ÁGUA
• PERMEÁVEL À NaCl (25%), K+, Ca2+, Mg2+, HCO3- (ou
seja, são REABSORVIDOS)
• SECREÇÃO: íons H+
• Filtrado = HIPOSMÓTICO
ALÇA DE HENLE – Ramo ASCENDENTE ESPESSO
REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL
Guyton, 2010.
• IMPERMEÁVEL À ÁGUA
• PERMEÁVEL À NaCl (25%), K+, Ca2+, Mg2+, HCO3- (ou
seja, são REABSORVIDOS)
• SECREÇÃO: íons H+
• Filtrado = HIPOSMÓTICO
Solutos são reabsorvidos, mas a água não os acompanha, diluindo o líquido
tubular
ALÇA DE HENLE – Ramo ASCENDENTE ESPESSO
REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL
Guyton, 2010.
• IMPERMEÁVEL À ÁGUA
• PERMEÁVEL À Na+ (5%), Cl-, Ca2+, Mg2+ (são
REABSORVIDOS)
• Filtrado = HIPOSMÓTICO
TÚBULO DISTAL INICIAL
REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL
Guyton, 2010.
TÚBULO DISTAL FINAL DUCTO COLETOR CORTICAL
• Características anatômicas e funcionais similares
• Compostos por 2 tipos distintos de células:
Células principais – reabsorvem Na+ e secretam K+,
reabsorção de água dependente de ADH
Células intercaladas – reabsorvem HCO3- e K+ e secretam H+
(via bomba H+-ATPase)
REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL
Guyton, 2010.
• REABSORVE: Na+, Cl-, HCO3-, K+
• SECRETA: H+ e K+
• IMPERMEÁVEIS À UREIA
• PERMEABILIDADE À ÁGUA CONTROLADA PELO ADH (ocorre nas
células principais)
Sem ADH – impermeável à H2O (urina diluída)
COM ADH – permeável à H2O (urina concentrada)
TÚBULO DISTAL FINAL DUCTO COLETOR CORTICAL
REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL
Guyton, 2010.
DUCTO COLETOR MEDULAR
• PERMEÁVEL À UREIA
• PERMEABILIDADE À ÁGUA CONTROLADA PELO ADH
• REABSORVE: UREIA, NaCl, H2O (dep.ADH), HCO3-
• SECREÇÃO DE ÍONS H+
REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL
Guyton, 2010.
• OSMOLALIDADE = é a quantidade de partículas osmoticamente ativas dissolvidas por quilo de água
(solvente).
Osmolaridade x Osmolalidade
(Osm/L) x (Osm/kg)
Osmolaridade refere-se ao número de osmoles (Osm) por litro de solução enquanto
Osmolalidade refere-se ao número de osmoles (Osm) por quilo de água (solvente).
Obs.: nº de osmoles = nº de partículas osmoticamente ativas
• A osmolalidade dos líquidos corporais é mantida em cerca de 290 mOsm/Kg (por simplicidade, 300 mOsm/Kg).
OSMOLALIDADE
ADH ADH
Reabsorção de H2O Reabsorção de H2O
Urina CONCENTRADA Urina DILUÍDA
Osmolalidade plasmática
Osmolalidade plasmática
Sede Sede
Osmolalidade plasmática em direção ao normal
Osmolalidade plasmática em direção ao normal
MECANISMOS DE DILUIÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA URINA
Costanzo, 2007.
Osmolalidade plasmática em direção ao normal
ADH ADH
Reabsorção de H2O Reabsorção de H2O
Urina CONCENTRADA Urina DILUÍDA
Osmolalidade plasmática
Osmolalidade plasmática
Sede Sede
Osmolalidade plasmática em direção ao normal
ADH
Costanzo, 2007.
ADH
ADH Principal (mas não o único!) determinante da excreção
de uma urina mais diluída ou mais concentrada
MECANISMOS DE DILUIÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA URINA
CONCENTRAÇÃO DA URINA
Os requerimentos básicos para a formação de urina CONCENTRADA incluem:
• ALTOS níveis de ADH aumenta a permeabilidade do túbulo distal final e ducto coletor cortical e medular à água,
permitindo que esses segmentos reabsorvam água com avidez.
• INTERSTÍCIO MEDULAR HIPEROSMÓTICO produz o gradiente osmótico necessário para reabsorção de água em
presença de altos níveis de ADH.
GRADIENTE OSMÓTICO MEDULAR
MECANISMOS DE DILUIÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA URINA
• Que solutos contribuem para a formação desse
gradiente osmótico?
• Que mecanismos depositam esses solutos no
interstício?
GRADIENTE OSMÓTICO MEDULAR
MECANISMOS DE DILUIÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA URINA
• SISTEMA MULTIPLICADOR POR CONTRACORRENTE –
uma função das alças de Henle, que depositam NaCl
nas regiões mais profundas do rim.
• RECICLAGEM DA UREIA – uma função dos ductos
coletores medulares dos rins, que depositam UREIA
GRADIENTE OSMÓTICO MEDULAR
MECANISMOS DE DILUIÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA URINA
• SISTEMA MULTIPLICADOR POR CONTRACORRENTE –
uma função das alças de Henle, que depositam NaCl
nas regiões mais profundas do rim.
• RECICLAGEM DA UREIA – uma função dos ductos
coletores medulares dos rins, que depositam UREIA
GRADIENTE OSMÓTICO MEDULAR
MECANISMOS DE DILUIÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA URINA
Guyton, 2010.
• SISTEMA MULTIPLICADOR POR CONTRACORRENTE –
uma função das alças de Henle, que depositam NaCl
nas regiões mais profundas do rim.
• RECICLAGEM DA UREIA – uma função dos ductos
coletores medulares dos rins, que depositam UREIA
GRADIENTE OSMÓTICO MEDULAR
MECANISMOS DE DILUIÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA URINA
Guyton, 2010.
CONCENTRAÇÃO DA URINA DILUIÇÃO DA URINA
MECANISMOS DE DILUIÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA URINA
Guyton, 2010.
Ingestão ou produção de íons H+
Remoção efetiva do H+ do corpo
IMPORTÂNCIA DA REGULAÇÃO ÁCIDO-BÁSICA
Ingestão ou produção de íons H+
Remoção efetiva do H+ do corpo
IMPORTÂNCIA DA REGULAÇÃO ÁCIDO-BÁSICA
Ingestão ou produção de íons H+
Remoção efetiva do H+ do corpo
Essenciais para manter as concentrações
normais de H+, tanto no LEC quanto no LIC
IMPORTÂNCIA DA REGULAÇÃO ÁCIDO-BÁSICA
Atividades de quase todos os sistemas de enzimas no corpo são influenciadas pela concentração de H+.
Portanto, variações da concentração de H+ alteram,
praticamente, todas as FUNÇÕES celulares e corporais.
POR QUE REGULAÇÃO PRECISA DO H+ É ESSENCIAL?
IMPORTÂNCIA DA REGULAÇÃO ÁCIDO-BÁSICA
Atividades de quase todos os sistemas de enzimas no corpo são influenciadas pela concentração de H+.
Portanto, variações da concentração de H+ alteram,
praticamente, todas as FUNÇÕES celulares e corporais.
POR QUE REGULAÇÃO PRECISA DO H+ É ESSENCIAL?
IMPORTÂNCIA DA REGULAÇÃO ÁCIDO-BÁSICA
Controle PRECISO do pH envolve:
Para manter o equilíbrio ácido-básico é necessário que o corpo
constantemente ajuste o pH do seus fluidos
DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO pH
• 1ª linha de defesa • Resposta em segundos
• 2ª linha de defesa • Resposta em minutos
• 3ª linha de defesa • Resposta em horas/dias
3 sistemas de defesa que regulam a concentração de H+ nos líquidos corporais, para evitar acidose ou alcalose:
DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO pH
• 1ª linha de defesa • Resposta em segundos
• 2ª linha de defesa • Resposta em minutos
• 3ª linha de defesa • Resposta em horas/dias
Mais POTENTE!
3 sistemas de defesa que regulam a concentração de H+ nos líquidos corporais, para evitar acidose ou alcalose:
DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO pH
Retêm excessos de
ácidos ou de bases
temporariamente, mas
não conseguem eliminá-
los do corpo.
Lidam com o ácido
carbônico (H2CO3), um
ácido volátil, para
eliminar o CO2.
SOMENTE os rins podem
eliminar do corpo outros ácidos
gerados pelo metabolismo
celular (ácidos não
voláteis/fixos) sob a forma de
H+ e, também, podem eliminar
bases sob a forma de HCO3-.
DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO pH
Retêm excessos de
ácidos ou de bases
temporariamente, mas
não conseguem eliminá-
los do corpo.
Lidam com o ácido
carbônico (H2CO3), um
ácido volátil, para
eliminar o CO2.
SOMENTE os rins podem
eliminar do corpo outros ácidos
gerados pelo metabolismo
celular (ácidos não
voláteis/fixos) sob a forma de
H+ e, também, podem eliminar
bases sob a forma de HCO3-.
DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO pH
Por isso que o sistema renal é
considerado a defesa contra
variações de pH
MAIS POTENTE!
Os rins regulam o pH dos líquidos corporais por 3 mecanismos fundamentais:
Secreção de H+
Reabsorção de HCO3- filtrado
Produção de novo HCO3-
DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO pH
Os rins regulam o pH dos líquidos corporais por 3 mecanismos fundamentais:
Secreção de H+
Reabsorção de HCO3- filtrado
Produção de novo HCO3-
Envolve a secreção de H+
Para cada HCO3- reabsorvido, um H+ precisa ser
secretado
DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO pH
SECREÇÃO DE H+ e REABSORÇÃO DE HCO3
-
• A secreção de íons H+ e a reabsorção de HCO3- ocorrem
praticamente em todas as partes dos túbulos, exceto nas
porções finas descendentes e ascendentes da alça de Henle.
• Túbulo proximal (~85% HCO3-)
• Alça ascendente espessa (~10% HCO3-)
• Túbulo distal e Ducto coletor (~5% HCO3-)
DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO pH
Guyton, 2010.
• 4.320 mEq/dia HCO3- são filtrados, logo,
• ~4.320 mEq/dia HCO3- são reabsorvidos, logo,
• ~4.320 mEq/dia H+ são secretados, (apenas para reabsorver o HCO3-)
SECREÇÃO DE H+ e REABSORÇÃO DE HCO3
-
DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO pH
Guyton, 2010.
MAS, 4.400 mEq de H+ são
secretados nos túbulos renais por dia;
LOGO: 80 mEq de H+ em excesso é eliminado pela urina. Esse H+
em excesso retira do corpo os ácido não voláteis produzidos pelo
metabolismo
Obs.: Grande parte do H+ não é excretada como H+ livre, mas sim em combinação com outros tampões urinários, especialmente fosfato e amônia
SECREÇÃO DE H+ e REABSORÇÃO DE HCO3
-
DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO pH
Guyton, 2010.
Sempre que um H+ secretado no lúmen tubular se combinar com tampão que não o HCO3- (com tampão
FOSFATO ou AMÔNIA), o efeito líquido é a adição de novo HCO3- ao sangue
Sistema-tampão urinário FOSFATO Sistema-tampão urinário AMÔNIA
DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO pH
Guyton, 2010.
DISTÚRBIOS ÁCIDO-BÁSICOS
Metabólica
Respiratória
Metabólica
Respiratória
Distúrbio metabólico : compensação respiratória Distúrbio respiratório : compensação renal
DISTÚRBIOS ÁCIDOS-BÁSICOS
SISTEMA RESPIRATÓRIO
Elimina ou retém CO2
atuação em minutos a horas
SISTEMA RENAL
Excreção de urina ácida ou básica
atuação em horas a dias
Mecanismos compensatórios
DISTÚRBIOS ÁCIDO-BÁSICOS DISTÚRBIOS ÁCIDOS-BÁSICOS
METABÓLICA
RESPIRATÓRIA
METABÓLICA RESPIRATÓRIA
CAUSA Aumento de ácidos ou perda de bases no organismo, fazendo diminuir o pH • Diabetes • Diarreia (+freq.) • Ingestão de ácidos (raro) • Insuficiência renal
CAUSA
Elevação da PCO2, diminuindo o pH;
• Desigualdade na relação
ventilação perfusão
• HIPOVENTILAÇÃO
• Obstrução das vias aéreas
• Pneumonia, enfisema, etc
CAUSA
Aumento de bases ou perda de ácidos no organismo, fazendo aumentar o pH; • Perda de suco gástrico
(vômito); • Ingestão de agentes alcalinos
(bicarbonato de sódio)
CAUSA Diminuição da PCO2, fazendo aumentar o pH; • HIPERVENTILAÇÃO (grandes
altitudes, ansiedade);
COMPENSAÇÃO RESPIRATÓRIA :
Pulmão reage com hiperventilação,
elimina o CO2 e normaliza o pH:
Acidose metabólica compensada por
uma alcalose respiratória
COMPENSAÇÃO
RENAL:
Rim retém HCO3- (reabsorção total de
HCO3- e formação de novo HCO3
-) e excreta excesso de H+ na urina: Acidose respiratória compensada por
uma alcalose metabólica
COMPENSAÇÃO RESPIRATÓRIA :
Pulmão reage com hipoventilação,
aumenta a PCO2 e normaliza o pH:
Alcalose metabólica compensada
por uma acidose respiratória
COMPENSAÇÃO
RENAL:
Rim aumenta a eliminação de HCO3
- (reabsorção HCO3
-) e retém H+ (secreção H+) e normaliza o pH:
Alcalose respiratória compensada por
uma acidose metabólica
DISTÚRBIOS ÁCIDOS-BÁSICOS
• Berne e Levy. Fisiologia – 6a ed., Elsevier, 2009.
• Costanzo. Fisiologia – 3a ed., Elsevier, 2007.
• Guyton e Hall. Tratado de Fisiologia Medica – 11a ed., Elsevier, 2006.
• Netter. Atlas de Anatomia Humana – 5a ed., Elsevier, 2011.
• Silverthorn. Fisiologia Humana, uma abordagem integrada – 5a ed., Artmed, 2010.
• Douglas Eaton, John Pooler. Fisiologia renal de Vander – 6ª ed., ARTMED, 2006.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS