Concentração e diluição urinária

Alças de HenleGeração da hipertonicidade medular e diluição da urina

Alças de HenleGeração da hipertonicidade medular e diluição da urina

ALÇAS DE HENLE

Hipervascularizado90% do fluxo

sanguíneo renal

10% do fluxo sanguíneo renal

300 mOsm

300 mOsm

1.300 mOsm

Grad

ient

e ve

rtica

l10

00 m

Osm

MECANISMO DE GERAÇÃO DOS GRADIENTES OSMÓTICOS NA MEDULA RENAL

Efeito unitário$ 100

Efeito unitário$ 100

Ricos

Efeito multiplicador contracorrente:

Após algum tempo, esse

gradiente estará

estabelecido.

Quanto mais longo o

percurso, mais ricos ficarão

os da curva.

Se correrem muito parte

da capacidade de

enriquecer será perdida.

Espesso ascendenteimpermeável

a água

Osmolaridade

300

300

300

300

300

300

300

300 DUCT

O C

OLE

TOR

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

Fino descendenteAltamente permeável

a água

Interstício Interstício

300

300

300

300

300

300

300

300

1Multiplicação contracorrente em MEDULA EXTERNA

300

300

300

300

300

300

300

300 DUCT

O C

OLE

TOR

impermeável a água

200

200

200

200

200

200

200

200

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

400

400

400

400

400

400

400

400

Na+

2 Cl-

K+

3 Na+

2 K+

Cl-

NKCCSensível a Furosemida

Efeito unitário ativo (ΔOsmol = 200)

200 mOsmGradiente horizontal 2

impermeável a água

300

300

300

300

300

300

300

300 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

400

400

400

400

400

400

400

400

200

200

200

200

200

200

200

200

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Altamentepermeável

a água

Fluxo de fluido

3

400

400

400

400

400

400

400

400 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

400

300

400

400

400

400

400

400

200

200

200

200

200

200

200

200

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Equilíbrio osmóticoH2O

4

300

400

400

400

400

400

400

400 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

400

400

400

400

400

400

400

400

200

200

200

200

200

200

200

400

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Movimento do fluido tubular

5

300

400

400

400

400

400

400

400 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

300

400

400

400

400

400

400

400

200

200

200

200

200

200

200

400

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Equilíbrio osmótico

6

350

400

400

400

400

400

400

500 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

350

400

400

400

400

400

400

500

150

200

200

200

200

200

200

300

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Restabelecimento do gradiente osmótico de 200 mOsmEquilíbrio osmótico

7

300

350

400

400

400

400

400

400 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

300

350

400

400

400

400

400

400

200

200

200

200

200

200

300

500

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Movimento do fluido tubular e

equilíbrio osmótico

8

350

375

400

400

400

400

450

550 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

350

375

400

400

400

400

450

550

150

175

200

200

200

200

250

350

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Restabelecimento do gradiente osmótico de 200Equilíbrio osmótico

9

300

350

375

400

400

400

400

450 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

300

350

400

400

400

400

400

550

150

175

200

200

200

250

350

550

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Restabelecimento do gradiente osmótico de 200

Movimento do fluido tubular e Equilíbrio

osmótico

300

338

375

425

388

475

525

700

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

338

375

400

425

400

475

525

700

138

175

200

225

200

275

325

500

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Restabelecimento do gradiente osmótico de 200

DUCT

O C

OLE

TOR

Equilíbrio osmótico

Efeito unitário$ 100 ou 200 mOsm

Ricosou 1.200 mOSm

Efeito multiplicador contracorrente:

Após algum tempo, esse

gradiente estará

estabelecido.

Quanto mais longo o

percurso (a alça), mais

ricos (mais concentrado)

ficarão os da curva.

Se correrem muito

(aumento de fluxo) parte

da capacidade de

enriquecer (de concentrar)

será perdida.

300

338

375

425

388

475

525

700

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

338

375

400

425

400

475

525

700

138

175

200

225

200

275

325

500

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

equilíbrio osmótico Restabelecimento do gradiente osmótico de 200 AQ2

338

375

400

425

400

475

525

700

338

375

400

425

400

475

525

700

A reabsorção de H2O em coletor faz com que o

fluido tubular entre em equilíbrio osmótico com

o interstício medular

Hormônioantidiurético

MECANISMOS DA MEDULA INTERNA PERMITEM CONCENTRAR

A URINA AINDA MAIS ...

A POSSIBILIDADE DE CONCENTRAR AINDA MAIS A URINA

DEPENDE DA REABSORÇÃO DE UREIA EM DUCTOS COLETORES

PROCESSAMENTO TUBULAR DE UREIA

Reabsorção de ureia em Túbulo Proximal

(TP)

“Solvent drag” Difusão

Reabsorção de ~65 %

da ureia filtrada

Ureia é livremente

filtrada

100%

35%5 mM

H2O + Ureia

100%

35%

Túbulo proximalinício

Final de TPFluxo passivo, por via paracelular

Secreção de ureia em descendente finaSegmento fino

descendente da alça de Henle

110%

35%

100%

Interstício

H2O

H2O

ureia

UTA?

ureia

~90%

Reabsorção

Secreção

Reabsorção de H2OSecreção de ureia

Luz tubular

UREIA

UREIA

Medula internaFl

uxo

desc

ende

nte

Secreção de ureia em ascendente fina Segmento fino ascendente da alça

de Henle

110%

35%

100%

Interstício

ureiaUTA ?

Reabsorção

Secreção

ureiaUTA ?

110%

Impermeável a águaSecreção de ureia

90%Fl

uxo

asce

nden

te

UREIA

UREIA

Luz tubular

110%

35%

100%

Reabsorção

Secreção 110%

90%

São impermeáveis a ureia:

• Segmento espesso

• Túbulo distal

• Coletor cortical

• Coletor medular externo

Reabsorção de H2O em coletor

cortical e medular externo, sem

reabsorção de ureia, concentra a

ureia na luz tubular

Não reabsorve ureia

Não reabsorve ureia

Não reabsorve ureia

Medula interna

[ureia]

Ducto coletor medular

100%

35%

110%

110%

110%

UTA1ureiaUTA3/UTA4

AQP2 AQP3

AQP2 AQP3

HAD promove:Reabsorção de H2OReabsorção de ureia

Impermeáveis a ureia

Interstício

Na presença de hormônio antidiurético (HAD)HAD

ureiaUTA1

AQP4AQP2

35-40% da ureia filtrada são excretadas na urina

AQP4AQP2

Luz tubular

70-75%

65% reabsorvidos

UREIANa luz tubular

Ciclo da ureia

HAD é essencial para a reabsorção de ureia:

• Os transportadores de ureia UTA1 em membrana apical

de ductos coletores medulares internos são modulados

por HAD.

• A reabsorção de água em ductos coletores corticais e

medulares externos, induzida por HAD, concentra a ureia

na luz do coletor medular interno.

Isso favorece a reabsorção a reabsorção de ureia.

• OS MECANISMOS DE GERAÇÃO DO GRADIENTE OSMÓTICO NA MEDULA

INTERNA PERSISTEM UM MISTÉRIO NÃO RESOLVIDO.

• TODOS OS MODELOS MATEMÁTICOS PROPOSTOS COM BASE EM DADOS

EXPERIMENTAIS NÃO DÃO RESULTADOS IGUAIS AOS OBSERVADOS

EXPERIMENTALMENTE. APENAS APROXIMAM-SE.

Alças finas da medula interna

COLE

TOR

MED

ULA

R IN

TERN

O

Segmento espesso

Fino

Asc

ende

nte

Fino

Des

cend

ente

50% iniciais permeáveis a água

Impermeável a água

Permeável a água e ureia(com HAD)

700 700 500 MEDULA EXTERNA

MEDULA INTERNA

AQP1 (+)

Canais para Cl-

Sem AQP1

Ductos coletores que se juntam

Cluster de ductos coletores

Descendente fina – AQP1 (+)

Descendente fina – AQP1 (-)

Dobra e ascendente fina

Ductos coletores

Alças finas descendentes

Alças finas ascendentes

2/3 iniciais da medula interna

Néfrons justamedulares

COLE

TOR

MED

ULA

R IN

TERN

O

Segmento espesso

Fino

Des

cend

ente

Permeável a água e ureia

700 700 500

ureia

ureia

ureia

ureia

H2O

H2O

H2O

HAD

ureia

ureia

ureia

750

800

850

900

950

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

ureia

700

800

750

850

900

950

700

750

800

850

900Efeito unitário passivoPermeabilidade a NaCl

maior que a ureia

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

HAD

HAD ativa transportadores de ureia (UTA1) em coletor medular interno

VASOS RETOS TAMBÉM TÊM FLUXO EM CONTRACORRENTE

H2O

H2O NaClUreia

NaClUreia

Perde águaGanha solutos

NaCl Ureia

H2O

H2O

NaCl Ureia

Perde solutosGanha água

H2O

H2O

NaClUreia

NaClUreia

Perde águaGanha solutos

Se não fosse em contracorrente, os

solutos seriam removidos da medula

A VELOCIDADE DO FLUXO SANGUÍNEO EM VASOS RETOS INTERFERE COM A

REMOÇÃO DE SOLUTOS DA MEDULA

água

solutos

água

solutos

Vaso reto ascendente• fenestrado e • mais permeável a água

Remove volume maior e mais concentrado do que entrou

água

solutos água

solutos

Se aumenta o fluxo sanguíneo, o sangue sai mais concentrado em solutos e lava a medula

Vaso

reto

des

cend

ente

Vaso

reto

asc

ende

nte

Vasos retos

Vasos retos ascendentes intracluster de DCs

Vasos ascendentes bem proximos de DCs:

• Facilitam o retorno do que é absorvido em DCs

para a corrente sanguínea

descendente

ascendente

Ducto coletor (Reabsorve H2O e Ureia para o interstício)

(fluxo em direção à pelvis renal)Alça ascendente fina

reabsorve NaCl para o interstício

Vasos retos ascendentes – fenestrados, muito permeáveis a águaRemovem NaCl, Ureia e H2O da medula

Espaços em que ocorre a mistura de Ureia e NaCl

Estes solutos que promovem a reabsorção de H2O

e ductos coletores

A recirculação de ureia entre o final do túbulo coletor e

alças finas de Henle é essencial para formação de uma

medula hipertônica e à excreção de uma urina

concentrada ao máximo

+

MECANISMO DE DILUIÇÃO

URINÁRIA

PROXIMAL

PORÇÃO FINA DESCENDENTE

PORÇÃO FINA ASCENDENTE

PORÇÃO ESPESSA

CONEXÃO +COLETOR

TÚBULO DISTAL

RFG = 170 L/dia

A EXCREÇÃO DE URINA DILUÍDA SÓ OCORRE SE NÃO HOUVER REABSORÇÃO

DE ÁGUA NO TÚBULO DE CONEXÃO/COLETOR

HAD

NA AUSÊNCIA PROLONGADA DO HAD, O GRADIENTE

CÓRTICO-MEDULAR GERADO PELO SISTEMA DE

CONTRA-CORRENTE SE DISSIPA, EM GRANDE PARTE

DEVIDO À PERDA DA RECIRCULAÇÃO DE URÉIA

MECANISMOS DE MANUTENÇÃO DA OSMOLARIDADE DOS

FLUIDOS CORPORAIS

• HORMÔNIO ANTIDIURÉTICO (HAD) ou Vasopressina

Modulação da excreção renal água

• Mecanismo de regulação da ingestão de água (SEDE)

Na ausência do HAD, ocorre pouca reabsorção de água no

túbulo de conexão e túbulo coletor, mas a reabsorção de soluto

continua, resultando na excreção de uma urina diluída

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 3 6 9 12 15 18HAD

Volu

me

Urin

ário

Vmin

Vmax

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 3 6 9 12 15 18HAD

Volu

me

Urin

ário

0

300

600

900

1200

1500

Osm

olalidade urinária, mO

sm/L

ESTÍMULOS À SECREÇÃO DE HAD

Variação da Posm

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

200 250 300 350 400 450Posm

[HA

D]

Redução da volemia arterial efetiva

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25% REDUÇÃO DA VOLEMIA

[HAD

]

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25% REDUÇÃO DA VOLEMIA

[HAD

]

O HAD É INSUFICIENTE PARA GARANTIR O

BALANÇO DE H2O

Sódio: 150 mOsm/dia

K: 50 mOsm/dia

Outros cátions: 50 mOsm/dia

Ânions: 250 mOsm/dia

Uréia: 250 mOsm/dia

Total: 750 mOsm/dia

Solutos a serem eliminados pela urina:

Excreção sem concentrar a urina

(a ~290 mOsm/L)

Vur = 750 mOsm/dia 290 mOsm/L

= 2,6 L/dia

Excreção concentrando a urina

(a ~1300 mOsm/L)

Vur = 750 mOsm/dia 1300 mOsm/L

= 0,57 L/dia

Clearance osmolar

Uosm x VClosm = Posm

• Se a Uosm = Posm : Closm = V

• Se a Uosm < Posm : tem “água livre se solutos” diluindo a urina abaixo da Posm (ClH2O)

• Se a Uosm > Posm : “água livre de solutos” foi reabsorvida em coletor medular

de modo a concentrar a urina acima da Posm (TcH2O)

ClH2O = V – Closm

TcH2O = Closm - V

•Uosm = Osmolaridade urinária

• V = Fluxo urinário (mL/min)

• Posm = Osmolaridade plasmática

0 3 6 9 12 15 18HAD

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Volu

me

Urin

ário

Vmin

Não é possível reduzir a excreção de água a

a valores menores que 0,6 L porque cerca de

750 mOsm de solutos devem ser eliminados

e a osmolaridade máxima da urina é ~1.300

mOsm/L

O PAPEL FUNDAMENTAL DA SEDE

200 250 300 350 400Posm

SED

E (u

nida

des

arbi

trár

ias)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

200 250 300 350 400 450Posm

[HA

D]

200 250 300 350 400Posm

SED

E (u

nida

des

arbi

trár

ias)

•Ingestão insuficiente de água•Perdas de água•Hipovolemia•Ingestão de sal sem água

DESENCADEIAM A SENSAÇÃO DE SEDE:

Em condições habituais, a ingestão de sal acompanha-se sempre de ingestão

de água

CONSEQÜÊNCIA: