Biofísica renal. Estrutura e função dos rins

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1 Biofísica renal Estrutura e função dos rins

2 Múltiplas funções do sistema renal Regulação do balanço hídrico e eletrolítico (volume e osmolaridade) Regulação do equilíbrio ácidobásico (ph) Excreção de produtos metabólicos e químicos Regulação da pressão arterial Homem 70 kg Produção de hormônios (renina, eritropoetina, vitamina D) Regulação do fluido corporal

3 Três componentes básicos da função renal Processos que determinam a formação da urina 1) Filtração glomerular 2) Reabsorção tubular 3) Secreção tubular

4 Caminhos de uma substância após filtração glomerular - Difusão - Pressão hidrostática - Pressão osmótica - Fluxo plasmático e sanguíneo - Transporte através das membranas

5 Fluidos Corporais PRESSÃO OSMÓTICA força determinada pelo número de partículas de soluto (independente de tamanho, massa ou valência) de uma solução, entre compartimentos separados por membrana permeável à água, mas impermeável ao soluto OSMOLARIDADE: Número de partículas de soluto/l de água PRESSÃO ONCÓTICA ( ) Pressão osmótica gerada por macromoléculas (especialmente proteínas) em solução

6 Organização geral dos rins e sistema urinário

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8 Estrutura dos rins Córtex Medula Cálices Papilas Pelve Ureter Córtex Medula Néfron

9 Néfron segmentos tubulares Unidade filtradora do rim 5

10 Circulação sanguínea dos rins

11 Circulação sanguínea dos rins Microcirculação dos néfrons

12 Microcirculação dos néfrons

13 Néfron cortical e justa-medular

14 Estrutura do glomérulo e cápsula glomerular filtrante glomérulo

15 Cápsula e capilares glomerulares

16 Barreira que separa a luz capilar da cavidade da cápsula glomerular

17 Estrutura do glomérulo e cápsula glomerular filtrante

18 1) Filtração glomerular Os mecanismos básicos renais Membrana filtrante permeável a moléculas de até D Ex. albumina 250 vezes menor no filtrado que no plasma (4g %/ 250 = 0,015g %) Filtrado virtualmente isento de proteínas Formação do filtrado Composição do filtrado Sangue que sai na arteríola eferente é mais concentrado em proteínas. Moléculas menores se equilibram entre setor urinário (filtrado) e setor sanguíneo (sangue)

19 Forças físicas na filtração 10 mm Hg

20 Fluxo renal plasmático - FRP FRP - Quantidade de plasma que entra pela artéria renal (ml min -1 ) Adulto humano: FRP = 600 ml min -1 Se o hematócrito for = 45%, o volume do plasma = 55% FRS Fluxo renal sanguíneo 55%/600 = 100%/FRS ; FRS= ml min -1 Considerando volume total de sangue do organismo = ml 20% do sangue total passa pelo rim a cada minuto. Circulação muito ativa: 2 rins representam 0,5-1% da massa corporal

21 Taxa de filtração glomerular - TFG TFG volume plasma filtrado por min (21% do FRP fluxo renal plasmático) TFG = 600 ml min -1 x 21 = 125 ml min TFG em 24 h = 125 x 60 x 24 = ml 24h L!!!!!! Quanto urinamos por dia? 1 a 2 L. 99 % do que o rim filtra é reabsorvido. FEP fluxo eferente plasmático (volume de plasma que sai na artéria eferente) FEP = FRP - TFG

22 Visão Geral da Função Renal: transporte ao longo do néfron

23 Onde ocorre reabsorção e secreção? Túbulo proximal Reabsorção de 65% de Na +, Cl -, HCO 3 e K + e 100% de glicose e amino-ácidos Secreção de ácidos orgânicos, bases e H + para luz tubular

24 Onde ocorre reabsorção e secreção? Alça de Henle Reabsorção de 25% de Na +, Cl - e K + e Ca ++, HCO - 3 e magnésio Secreção de H + para luz tubular

25 Onde ocorre reabsorção e secreção? Reabsorção de Na +, Cl -, Ca ++ e Mg ++ Secreção de H + para luz tubular Reabsorção de Na +, K +, Cl -, HCO - 3 e e Ca ++ e Mg ++. H 2 O (ADH) Secreção de H +, K + para luz tubular Túbulo distal

26 Onde ocorre reabsorção e secreção? Reabsorção de Na +, Cl -, uréia e HCO 3-. H 2 O (ADH) Túbulo coletor Secreção de H + para luz tubular

27 Tipos de transporte de membrana durante a formação da urina

28 Tipos de transporte de membrana durante a formação da urina

29 Transporte ativo: primário e secundário

30 Reabsorção tubular proximal 99 % do filtrado glomerular Transporte ativo e passivo Reabsorção processos interdependentes: 1) Reabsorção de Na + 2) Reabsorção de Cl - 3) Reabsorção de água 4) Reabsorção de HCO 3 -

31 Reabsorção de sais e água

32 Mecanismo de reabsorção no túbulo proximal Sódio Moléculas passam da membrana apical para a membrana basolateral em direção ao capilar 1) Transporte acoplado de glicose e sódio 2) Transporte ativo de sódio 3) Difusão facilitada de glicose 4) Difusão simples de glicose, potássio e sódio

33 Reabsorção tubular proximal da água Saída de solutos (especialmente Na) origina gradiente osmótico do lúmen do túbulo espaço intersticial - sangue Pressão hidrostática Pressão coloidosmótica intra-vasal (proteínas)

34 Reabsorção tubular da água Transporte passivo 1) 80% do volume de água (túbulo proximal) 2) Pequena proporção é reabsorvido na alça descendente de Henle 3) O resto do volume a ser reabsorvido túbulo distal e túbulo coletor Hormônio anti-diurético

35 ph da urina Reabsorção de bicarbonato de sódio (NaHCO 3 Na + HCO 3- ) está relacionada à reabsorção de Na + e à secreção de H +. Íon bicarbonato é impermeável artifício do rim secreção de H+, que transforma HCO 3- em CO 2 e H 2 O Efeito tampão do fosfato e amônia

36 Reabsorção: Na+ K+ Cl- Ramo ascendente espesso da Alça de Henle

37 Transporte máximo de reabsorção Parâmetro fundamental em nefrologia Capacidade máxima de reabsorção de uma substância. Exemplo da importância de sua determinação: 1) Glicose 100% reabsorvida, mas em diabéticos ela aparece na urina Concentração plasmática excede a capacidade máxima de reabsorção do rim Limiar renal plasmático (LRP) Glicose homem 180 mg

38 Secreção tubular Secreção de ácidos orgânicos, bases, H +, medicamentos, drogas tóxicas

39 Secreção tubular K+ ou H+

40 Secreção tubular de K + Estimulação da aldosterona

41 Mecanismo multiplicador de contra corrente Sistema de trocas onde dois fluxos caminham em sentidos opostos Onde ocorre nos rins e qual o princípio do mecanismo? Entre túbulos / alças e vasos sanguíneos Difusão de água e eletrólitos entre os dois setores (simultâneo) Por que o mecanismo de contra corrente? Controle da osmolaridade sanguínea pela eliminação de substâncias na urina

42 Relação física de túbulos e vasos

43 Alça de Henle: Mecanismo Contracorrente Figure 25.14

44 Papel da uréia na formação da urina Saída de uréia do túbulo coletor (e do sódio na alça de Henle) cria hipertonicidade do meio intersticial para a reabsorção da água e concentração da urina

45 Locais de ação de anti-diuréticos

46 BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA HENEINE, I.F. Biofísica Básica. Rio de Janeiro. São Paulo, Livraria Atheneu, CUNNINGHAM, J.G. Tratado de Fisiologia Veterinária. 5ª Ed. Rio de Janeiro, Guanabara-Koogan, Copyright 2004 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings

47 Curiosidade médica interesse científico na nefrologia