CONTROLE FISIOLÓGICO DA FILTRAÇÃO GLOMERULAR E DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL

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1 Prof. Hélder Mauad

2 CONTROLE FISIOLÓGICO DA FILTRAÇÃO GLOMERULAR E DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL

3 São variáveis e sujeitas a controle fisiológico

4 São variáveis e sujeitas a controle fisiológico 1. Sistema Nervoso Simpático 2. Hormônios e Autacóides* 3. Controles de feedback intrínsecos dos rins * Substâncias vasoativas que são liberadas nos rins e que atuam localmente

5 1. Sistema Nervoso Simpático Todos os vasos sanguíneos dos rins (arteríolas aferentes e eferentes) são ricamente inervados por fibras nervosas SIMPÁTICAS: estimulação simpática constrição arteríolas renais Fluxo Sanguíneo Renal e Filtração Glomerular (FG) Este mecanismo é extremamente importante na redução da FG em distúrbios agudos e graves, que duram poucos minutos a algumas horas: Reação de defesa Isquemia cerebral Hemorragia grave No indivíduo normal em repouso, há pouco tônus simpático para os rins

6 2. Controle da circulação renal por Hormônios e Autacóides Bradicinina (PGE 2 e PGI 2 )

7 ANGIOTENSINA II Volume Sanguíneo neo ou

8 PROSTAGLANDINAS BRADICININA Vasodilatação Fluxo Sanguíneo neo Renal FG

9 3. Feedback Intrínsecos Renais: AUTO-REGULAÇÃO DA FG E DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL Principal função: manter a FG relativamente constante e estabelecer um controle preciso da excreção renal de água e solutos

10 IMPORTÂNCIA DA AUTO-REGULA REGULAÇÃO DA FILTRAÇÃO GLOMERULAR Estes mecanismos não são 100% precisos, mas impedem a ocorrência de alterações pronunciadas da FG e da excreção renal água e solutos em consequência das alterações de PA. Exemplo: Condições Normais: FG = 180 L/dia Reabsorção Tubular = 178,5 L/dia Excreção (urina) = 1,5 L/dia Ausência da Auto-regulação: Elevação da PA de mmhg ( =25%) FG ( 25%) = 180 L/dia 225 L/dia Se a Reabsorção Tubular permanecer constante Excreção (urina) = 46,5 L/dia (30 vezes) Volume plasmático = 3 L DEPLEÇÃO DO VOLUME SANGUÍNEO NEO

11 Ausência da Auto-regulação: Elevação da PA de mmhg ( =25%) FG ( 25%) = 180 L/dia 225 L/dia Se a Reabsorção Tubular permanecer constante Excreção (urina) = 46,5 L/dia (30 vezes) Razões pelas quais a alteração de PA exerce muito menos efeito sobre o volume de urina: 1.A ação do mecanismo de Auto-Regulação 2.Outros mecanismos adaptativos: a. BALANÇO TÚBULOGLOMERULAR ( Intensidade de Reabsorção quando FG) b. Natriurese de pressão e Diurese de pressão

12 Mecanismos do Feedback Tubuloglomerular: complexo JUSTAGLOMERULAR 1.Feedback das arteríolas AFERENTES 2.Feedback das arteríolas EFERENTES

13 Natriurese de pressão e Diurese de pressão

14 PROCESSAMENTO TUBULAR DO FILTRADO GLOMERULAR: REABSORÇÃO E SECREÇÃO TUBULAR

15 REABSORÇÃO E SECREÇÃO TUBULAR TRAJETO do Filtrado Glomerular: Túbulos Renais Túbulo Proximal Alça de Henle Túbulo Distal Túbulos Coletores e Ductos Coletores antes de ser excretado como urina. Durante o trajeto as subtâncias são seletivamente reabsorvidas pelo túbulo de volta para o sangue e outras são secretadas do sangue para o túbulo. A Urina formada e todas as substâncias da urina representam a soma de 3 processos: Filtração Glomerular, Reabsorção Tubular, Secreção Tubular EXCREÇÃO URINÁRIA = FG RT + ST

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17 A REABSORÇÃO TUBULAR É SELETIVA E QUANTITATIVAMENTE INTENSA A taxa na qual cada uma dessas substâncias é filtrada é calculada como: FILTRAÇÃO = FILTRAÇÃO GLOMERULAR x CONC. PLASMÁTICA (180 g/dia) 180 L/dia (1 g/l) (Ex. Glicose) Os processos de Filtração Glomerular (FG) e Reabsorção Tubular (RT) são quantitativamente muito grandes em relação à excreção urinária de várias substâncias: o Pequenas variações na FG ou na RT pode variar a excreção. o A reabsorção é altamente seletiva. Os rins regulam a excreção de solutos independente um do outro capacidade essencial para controle dos líquidos corporais.

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19 A REABSORÇÃO TUBULAR É SELETIVA E QUANTITATIVAMENTE INTENSA A taxa na qual cada uma dessas substâncias é filtrada é calculada como: FILTRAÇÃO = FILTRAÇÃO GLOMERULAR x CONC. PLASMÁTICA (180 g/dia) 180 L/dia (1 g/l) (Ex. Glicose) Os processos de Filtração Glomerular (FG) e Reabsorção Tubular (RT) são quantitativamente muito grandes em relação à excreção urinária de várias substâncias: o Pequenas variações na FG ou na RT pode variar a excreção. o A reabsorção é altamente seletiva. Ao controlar a intensidade de REABSORÇÃO de diferentes substâncias, os rins regulam a excreção de solutos independentemente um do outro capacidade essencial para controle dos líquidos corporais.

20 A REABSORÇÃO TUBULAR INCLUI MECANISMOS ATIVOS E PASSIVOS SUBSTÂNCIA : - Membranas epiteliais tubulares Liq. Intersticial Renal - Membranas dos capilares peritubulares Sangue Várias Etapas:- TRANSCELULAR (através das próprias membranas celulares) PARACELULAR (através de espaços juncionais entre as células). Fluxo de Massa

21 Ultrafiltração (FLUXO DE MASSA) mediado por forças Hidrostática e coloidosmótica

22 Transporte Ativo: Transporte de um soluto contra o gradiente de eletroquímico e requer energia derivada do metabolismo. o Primário: acoplado a uma fonte de energia (ATP) Ex. Bomba de Na + -K + -ATPase, Hidrogênio ATPase, Hidrogênio-Potássio ATPase e Cálcio ATP-ase o Secundário: Acoplado de maneira indireta a uma fonte de energia Ex. Glicose O transporte Ativo Primário através da Membrana Tubular está ligado à hidrólise do ATP o Importância especial o A energia que vem da hidrólise do ATP (ATP fixado a membrana), fixa e move os solutos através das membranas. o Ex. A reabsorção de Na + na membrana do TP.

23 TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO RIO

24 Reabsorção Ativa Secundária através da Membrana Tubular. o Duas ou mais substâncias interagem com uma proteína específica de membrana (mol. transportadora) e são co-transportadas juntas através da membrana. o A medida que uma substância difunde-se ao longo de seu gradiente eletroquímico, a energia liberada é utilizada pela outra para difundir-se contra o seu gradiente eletroquímico.

25 TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO

26 Transporte Máximo (TM) de Substâncias que são ativamente Reabsorvidas o Há um limite para a intensidade na qual o soluto pode ser transportado frequentemente. o Há saturação dos sistemas de transporte específicos implicados quando a quantidade de solutos entregue ao túbulo (Carga Tubular) excede a capacidade das proteínas transportadoras e enzimas específicas envolvidas no processo de transporte.

27 TRANSPORTE DE GLICOSE NO TÚBULO PROXIMAL 125 mg/min. 220 mg/min.

28 Substâncias que são transportadas e não exigem TMax. o Sua taxa de transporte fica determinada por vários fatores: O grad. Eletroquímico para a difusão de subst. através da membrana A permeabilidade da membrana para a substância O Tempo com que o liq. que contém a substância permanece dentro do túbulo Transp. Gradiente-tempo. Ex. Sódio no Túbulo Proximal = [TP] - Reabsorção e quanto mais lento o fluxo do líquido tubular - Reabsorção

29 A REABSORÇÃO PASSIVA DA ÁGUA por OSMOSE é acoplada sobretudo a reabsorção de sódio. o Quando os solutos são reabsorvidos do Túbulo por T.A.Primário ou T.A.Secundário, suas concentrações diminuem no túbulo e aumentam no interstício gerando uma diferença de concentração causando osmose da água o Tração por solvente o O movimento só ocorre com a permeabilidade da membrana. o permeabeabilidade Túbulo Proximal, ± Alça de Henle, dependente de Hormônio Anti-diurético (ADH ou vasopressina) nos Túbulo Distal, Túbulo Coletor e Ducto Coletor.

30 Sem ADH

31 Com ADH

32 A REABSORÇÃO de CLORETO, URÉIA e outros Solutos por DIFUSÃO PASSIVA. o Acompanha a reabsorção de Na + (paracelular), Água e o Transporte Ativo Secundário Cl - com Na + através da membrana luminal. o 50% uréia é reabsorvida.

33 REABSORÇÃO PASSIVA DE CLORETO E URÉIA ½ reabsorvida ½ excretada

34 REABSORÇÕES E SECREÇÕES AO LONGO DAS DIFERENTES PORÇÕES DO NÉFRON

35 TÚBULO PROXIMAL Reabsorções no TP o Condições normais, 65% da Carga Filtrada de Na +, água e pequena quantidade de Cl - Os TP tem uma alta capacidade de reabsorção ativa e passiva o Características celulares especiais: São altamente metabólicas Grande número de mitocôndrias Extensa Borda-em-escova (Luminal) Contra-transporte com o H + 1 a metade do TP o Na + vem em co-transporte com Glicose, AA, íons orgânicos 2 a metade do TP O Cl - fica em alta concentração e difunde-se para dentro da célula (interior positivo)

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37 TÚBULO PROXIMAL

38 ALÇA DE HENLE O transporte de soluto e água na Alça de Henle (AH) - AH é constituída de 3 segmentos: - Segmento Descendente Delgado - Seg. Ascendente Delgado - Seg. Ascendente Espesso Os Seg. Asc. e Desc. Delgado: tem delgadas membranas epiteliais sem borda-emescova, poucas mitocôndrias e níveis mínimos de atividades metabólicas. Parte Desc. Delgada altamente permeável a água (20% da Água Filtrada) e moderadamente aos solutos (incluindo uréia e sódio) Parte Asc. Delgada e Espessa impermeável a água. O Seg. Espesso - tem células epiteliais espessas, alta atividade metabólica, reabsorção ativa (Bomba de Na-K- ATPase Memb. Basolaterais) de Na +, K + e Cl -, Ca +2 e Mg +2 Absorve 25% das cargas filtradas de Na +, K + e Cl - Co-transportador : Na + :2Cl - :K + Contra-transporte Na + -H -

39 ALÇA A DE HENLE

40 Mecanismo de transporte de Na +, Cl - e K + no segmento Ascendente Espesso da Alça a de Henle

41 Túbulo Distal o Tem características do Segmento Asc. da AH. o Porção inicial faz parte do complexo Justaglomerular (FG e FSR) o Segmento Diluidor Túbulo Distal Final e Túbulo Coletor Cortical o A segunda parte do TD e o TC cortical têm características funcionais semelhantes: Compostos por 2 tipos de células distintas: Principais e Intercaladas Células Principais: Reabsorção de Na + e Água e secretam K + (Na- K- ATPase) Células Intercaladas: Reabsorção de K + e secretam H +

42 TÚBULO DISTAL

43 Mecanismo de transporte de NaCl no início do Túbulo T Distal

44 Mecanismo de REABSORÇÃO de NaCl e de secreção de K + no final dos Túbulos Distais e nos Túbulos T Coletores Corticais Célula Principal

45 Ducto Coletor Medular o Sítio de processamento de urina o Permeabilidade à água é dependente dos Níveis de ADH o Reabsorve uréia o Secreta H +

46 DUCTO COLETOR MEDULAR

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48 REGULAÇÃO DA REABSORÇÃO TUBULAR Balanço Glomerulotubular Capacidade que os Túbulos tem de aumentar a de reabsorção em resposta a uma carga tubular aumentada. o Segunda linha de defesa o Importância Ajuda a impedir a sobrecarga dos segmentos tubulares distas quando a FG aumenta.

49 Forças Físicas nos Capilares Peritubulares e no Liq. Intersticial Renal

50 OUTROS MECANISMOS DE REGULAÇÃO DA REABSORÇÃO TUBULAR Controle Hormonal da Reabsorção Tubular Aldosterona Angiotensina II ADH ANP Dutos coletores Ativação do SNS aumenta a reabsorção de sódio

51 FORMAÇÃO DE URINA CONCENTRADA E DILUÍDA DA

52 REGULAÇÃO DA OSMOLARIDADE DO LIQUIDO EXTRACELULAR E DA CONCENTRAÇÃO DE SÓDIO As células do corpo são banhadas por LEC com concentração constante de eletrólitos e solutos = OSMOLARIDADE A [Na + ] e osmolaridade do LEC são reguladas pela quantidade de água extracelular. A água Corporal é controlada: 1. Ingestão líquidos Fatores determinantes da sede 2. Pela excreção de água múltiplos fatores influenciam a FG e a Reabsorção Tubular.

53 OS RINS EXCRETAM O EXCESSO DE ÁGUA FORMANDO UMA URINA DILUÍDA Há excesso de água no corpo e a osmolaridade fica diminuída o rim excreta uma urina de baixa osmolaridade (1/6 normal 50mosm/L) Quando há déficit de água e osmolaridade fica aumentada - rim excreta uma urina de alta osmolaridade (1.200 a mosm/l) Os rins têm a capacidade de regular a água independente de soluto Ingestão de líquidos é limitada

54 O Hormônio antidiurético controla a concentração da urina o Há um poderoso sistema de feedback para a regulação da osmolaridade do plasma e da concentração de sódio que altera a excreção renal da água independente da taxa de excreção de solutos. Fator primário ADH ou vasopressina. o Aumento e diminuição da osmolaridade.

55 Após s a ingestão do excesso de água, o rim livra o corpo do excesso de água sem excretar quantidades efetivas de solutos

56 Mecanismos renais para a excreção de uma urina diluída

57 O RIM CONSERVA ÁGUA EXCRETANDO URINA CONCENTRADA o A urina mais concentrada que o plasma é para a sobrevivência dos animais na terra o A água é perdida pelo organismo por múltiplas vias o Homeostasia o Quando há déficit de água no corpo

58 EXCREÇÃO DE URINA CONCENTRADA

59 Requisitos para a Excreção de Urina Concentrada: 1. Altos Níveis de ADH Para o aumento da permeabilidade dos TD e DC à reabsorção de água 2. Medula Renal Hiperosmótica A alta osmolaridade do Liq. interst. Medular provê o gradiente osmótico necessário para a reabsorção de água na presença de altos níveis de ADH. o Mecanismo Contracorrente Deve-se a conformação especial das Alça de Henle, Vasa Reta e Capilares Peritubulares Produz a hiperosmolaridade do Interstício Medular Renal

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61 Os fatores que contribuem para a concentração de solutos na medula renal Transporte ativo de íons sódio e co-transporte com os íons potássio, cloreto e outros da porção espessa ascendente da AH para o interstício medular Transporte ativo de íons dos dutos coletores para o interstício medular Difusão passiva de grandes quantidades de uréia dos dutos coletores medular interno para o interstício medular Difusão de pequenas quantidades de água dos túbulos medulares para o interstício medular, muito menor que a reabsorção de solutos para o interstício medular.

62 Características especiais da AH que fazem com que os solutos sejam aprisionados na medula renal o A causa mais importante da osmolaridade medular é o transporte ativo de sódio e o co-transporte de potássio, cloretos e outros íons a partir do ramo ascendente da Alça de Henle para o interstício o Esta bomba gera um gradiente de concentração de 200 mosm/l entre a luz tubular e o interstício o Ramo espesso é virtualmente impermeável à água Mecanismo Multiplicador

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64 MECANISMO MULTIPLICADOR

65 Papel do TD e DC na excreção da urina concentrada o Transporta NaCl para fora e é impermeável à água o A presença dos níveis de ADH, grande quantidade de água são reabsorvidas a partir do interstício cortical

66 URINA CONCENTRADA

67 EFEITO DO ADH NA OSMOLARIDADE DA URINA

68 Uréia Contribui para o Interstício Medular Hiperosmótico e para a Urina Concentrada o Uréia é reabsorvida passivamente do túbulo o Quando há déficit de água e concentrações altas de ADH uréia é reabsorvida a partir dos dutos coletores internos para o interstício. o Há uma recirculação da Uréia

69 URÉIA

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71 A Troca por Contracorrente nos Vasos Retos Preserva a Hiperosmolaridade da Medula Renal o Características do fluxo sanguíneo Medular: O Fluxo Sanguíneo Medular é baixo 1 a 2% FSR e lento mas dá para suprir as necessidades metabólicas e minimiza a perda de solutos Vasos retos servem como trocadores por contracorrente Minimiza a remoção de solutos

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76 F I M

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