CURSO DE EXTENSÃO FISIOLOGIA RENAL. Vanessa Duarte Ortiz

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1 2017 CURSO DE EXTENSÃO FISIOLOGIA RENAL Vanessa Duarte Ortiz

2 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

3 1. INTRODUÇÃO À FISIOLOGIA RENAL Aspectos funcionais e estruturais

4 FUNÇÕES DO SISTEMA RENAL Regulação ou Excreção? Os rins são órgãos REGULADORES mais que excretores!

5 FUNÇÕES DO SISTEMA RENAL 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.

6 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

7 ANATOMIA DO SISTEMA URINÁRIO 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.

8 ANATOMIA DO SISTEMA URINÁRIO Marieb, 2009.

9 ESTRUTURA RENAL MACROSCÓPICA Córtex renal Medula renal: Conjunto de pirâmides renais Sistema coletor: Cálice menor Cálice maior Pelve renal MICROSCÓPICA Néfron Ducto coletor Guyton, 2011

10 ESTRUTURA RENAL MACROSCÓPICA Córtex renal Medula renal: Conjunto de pirâmides renais Sistema coletor: Cálice menor Cálice maior Pelve renal MICROSCÓPICA Néfron Ducto coletor Silverthorn, 2010.

11 ESTRUTURA RENAL - NÉFRON UNIDADE FUNCIONAL dos RINS! Unidade funcional = menor estrutura que pode realizar todas as funções de um órgão Silverthorn, 2010.

12 ESTRUTURA RENAL - NÉFRON - Glomérulo - Cápsula de Bowman CORPÚSCULO RENAL: TÚBULO RENAL - Túbulo proximal - Alça de Henle (3 segmentos) Descendente (fina) Ascendente (fina e espessa) - Túbulo Distal (inicial e final) - Ducto coletor Cortical Medular Silverthorn, 2010.

13 ESTRUTURA RENAL NÉFRON: CORPÚSCULO RENAL Silverthorn, 2010

14 ESTRUTURA RENAL NÉFRON: CORPÚSCULO RENAL Células mesangiais GLOMERULARES Marieb, 2009.

15 ESTRUTURA RENAL NÉFRON: CORPÚSCULO RENAL 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. Silverthorn, 2010

16 ESTRUTURA RENAL NÉFRON: CORPÚSCULO RENAL Silverthorn, 2010

17 Silverthorn, 2010 ESTRUTURA RENAL NÉFRON: CORPÚSCULO RENAL BARREIRA DE FILTRAÇÃO Endotélio capilar + Membrana (lâmina) basal + Podócito fenestrado!

18 Silverthorn, 2010 ESTRUTURA RENAL NÉFRON: CORPÚSCULO RENAL BARREIRA DE FILTRAÇÃO Endotélio capilar + Membrana (lâmina) basal + Podócito fenestrado! 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)

19 Marieb, ESTRUTURA RENAL NÉFRON: APARELHO JUSTAGLOMERULAR Renina

20 ESTRUTURA RENAL NÉFRON: APARELHO JUSTAGLOMERULAR 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!

21 ESTRUTURA RENAL NÉFRON: TIPOS DE NÉFRONS 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 CORPÚSCULO RENAL SEMPRE no CÓRTEX RENAL! Guyton, 2011

22 Silvethorn, 2010 Estrutura Renal - NÉFRON Néfron CORTICAL

23 Silvethorn, 2010 Estrutura Renal - NÉFRON Néfron JUSTAMEDULAR

24 Marieb, CIRCULAÇÃO RENAL 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

25 Marieb, CIRCULAÇÃO RENAL 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

26 Marieb, CIRCULAÇÃO RENAL 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

27 CIRCULAÇÃO RENAL Nos CAPILARES GLOMERULARES, ocorre a FILTRAÇÃO glomerular. Nos CAPILARES PERITUBULARES, ocorre REABSORÇÃO E SECREÇÃO

28 2. FILTRAÇÃO GLOMERULAR

29 FORMAÇÃO DA URINA Silverthorn, 2010

30 CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO 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

31 CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO COMPOSIÇÃO DO FILTRADO GLOMERULAR Contém: Água Íons inorgânicos (Na +, K +, Cl -, HCO 3- ) Solutos orgânicos de BAIXO peso molecular (glicose, ureia, AA) nas mesmas concentrações do plasma!

32 CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO PERMEABILIDADE SELETIVA Barreira de filtração que determina a composição do filtrado glomerular através da sua permeabilidade seletiva!

33 CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO PERMEABILIDADE SELETIVA Considera-se: TAMANHO moléculas menores que 4 nm (ou com até 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

34 CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO DINÂMICA DA FILTRAÇÃO Forças de Starling

35 CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO DINÂMICA DA FILTRAÇÃO Forças de Starling O que faz ocorrer a filtração glomerular?

36 CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO DINÂMICA DA FILTRAÇÃO Forças de Starling O que faz ocorrer a filtração glomerular?

37 CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO DINÂMICA DA FILTRAÇÃO Forças de Starling O que faz ocorrer a filtração glomerular? Pressões hidrostáticas e coloidosmóticas que atuam através da barreira de filtração

38 CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO DINÂMICA DA FILTRAÇÃO Forças de Starling 1. Pressão hidrostática nos capilares glomerulares (P CG ) 2. Pressão hidrostática na cápsula de Bowman (P B ) 3. Pressão coloidosmótica (oncótica) nos capilares glomerulares ( CG ) 4. Pressão coloidosmótica (oncótica) na cápsula de Bowman ( B ) Silverthorn, 2010

39 CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO DINÂMICA DA FILTRAÇÃO Forças de Starling 1. Pressão hidrostática nos capilares glomerulares (P CG ) 2. Pressão hidrostática na cápsula de Bowman (P B ) 3. Pressão coloidosmótica (oncótica) nos capilares glomerulares ( CG ) 4. Pressão coloidosmótica (oncótica) na cápsula de Bowman ( B ) Silverthorn, 2010

40 CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO DINÂMICA DA FILTRAÇÃO Forças de Starling 1. Pressão hidrostática nos capilares glomerulares (P CG ) 2. Pressão hidrostática na cápsula de Bowman (P B ) 3. Pressão coloidosmótica (oncótica) nos capilares glomerulares ( CG ) 4. Pressão coloidosmótica (oncótica) na cápsula de Bowman ( B ) Porque basicamente NÃO há proteínas no filtrado glomerular presente na cápsula de Bowman (isso numa situação FISIOLÓGICA NORMAL!) Silverthorn, 2010

41 CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO DINÂMICA DA FILTRAÇÃO Forças de Starling 1. Pressão hidrostática nos capilares glomerulares (P CG ) 2. Pressão hidrostática na cápsula de Bowman (P B ) 3. Pressão coloidosmótica (oncótica) nos capilares glomerulares ( CG ) 4. Pressão coloidosmótica (oncótica) na cápsula de Bowman ( B ) Porque basicamente NÃO há proteínas no filtrado glomerular presente na cápsula de Bowman (isso numa situação FISIOLÓGICA NORMAL!) Silverthorn, 2010

42 CARACTERÍSTICAS DA FILTRAÇÃO DINÂMICA DA FILTRAÇÃO Forças de Starling 1. Pressão hidrostática nos capilares glomerulares (P CG ) 2. Pressão hidrostática na cápsula de Bowman (P B ) 3. Pressão coloidosmótica (oncótica) nos capilares glomerulares ( CG ) P B CG 4. Pressão coloidosmótica (oncótica) na cápsula de Bowman ( B ) P CG P CG CG P B P CG CG P B Porque basicamente NÃO há proteínas no filtrado glomerular presente na cápsula de Bowman Favorável à Opõem-se à (isso numa situação FISIOLÓGICA NORMAL!) filtração filtração Silverthorn, 2010

43 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 = = + 10 mmhg

44 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 = = + 10 mmhg

45 ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling) A taxa de filtração glomerular depende da PRESSÃO DE FILTRAÇÃO RESULTANTE

46 ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling) A taxa de filtração glomerular depende da PRESSÃO DE FILTRAÇÃO RESULTANTE Depende das 3 PRESSÕES DE STARLING (P CG, P B, CG ) Qualquer alteração nessas pressões ALTERA a TFG

47 Costanzo, ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling) Alterações na Pressão HIDROSTÁTICA nos CAPILARES GLOMERULARES (P CG ) São produzidas por mudanças nas RESISTÊNCIAS das ARTERÍOLAS AFERENTES E EFERENTES CONSTRIÇÃO AA Resistência na AA = FSR = P CG = TFG CONSTRIÇÃO AE Resistência na AE = FSR = P CG = TFG * Simpático * Altos níveis Ang II * Baixos níveis Ang II

48 Eaton e Pooler, ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling) Alterações na Pressão HIDROSTÁTICA nos CAPILARES GLOMERULARES (P CG ) São produzidas por mudanças nas RESISTÊNCIAS das ARTERÍOLAS AFERENTES E EFERENTES

49 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 CONCENTRAÇÃO PLASMÁTICA DE PROTEÍNAS [proteínas] CG TFG

50 ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling) Alterações na Pressão HIDROSTÁTICA na CÁPSULA DE BOWMAN (P B ) São produzidas por mudanças na OBSTRUÇÃO DO FLUXO URINÁRIO Cálculos alojados em alguma porção do trato urinário Frequentemente no ureter constrição do ureter

51 ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling) Alterações na Pressão HIDROSTÁTICA na CÁPSULA DE BOWMAN (P B ) São produzidas por mudanças na OBSTRUÇÃO DO FLUXO URINÁRIO Refluxo de urina de volta p/ o rim P B TFG

52 ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling) Alterações na Pressão HIDROSTÁTICA na CÁPSULA DE BOWMAN (P B ) São produzidas por mudanças na OBSTRUÇÃO DO FLUXO URINÁRIO

53 ALTERAÇÕES NAS PRESSÕES ENVOLVIDAS NA FILTRAÇÃO GLOMERULAR (alterações nas forças de Starling) RESUMO Pressão HIDROSTÁTICA nos Pressão COLOIDOSMÓTICA nos Pressão HIDROSTÁTICA na CAPILARES GLOMERULARES CAPILARES GLOMERULARES CÁPSULA DE BOWMAN Causa Resistência das arteríolas AFERENTES e EFERENTES Concentração das PROTEÍNAS PLASMÁTICAS OBSTRUÇÃO DO FLUXO URINÁRIO Constrição AA = Resistência na Consequências sobre a TFG AA = FSR = P CG = TFG Constrição AE = Resistência na AE = FSR ( sangue represado) = [ptns]= CG = TFG P B = TFG P CG = TFG

54 TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR (TFG) TFG É o volume de líquido que é filtrado para dentro do espaço de Bowman por unidade de tempo (dia, hora, minuto) TFG = K f x Pressão filtração resultante

55 TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR (TFG) TFG É o volume de líquido que é filtrado para dentro do espaço de Bowman por unidade de tempo (dia, hora, minuto) TFG = K f x Pressão filtração resultante P CG P B CG K f (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!

56 TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR (TFG) TFG É o volume de líquido que é filtrado para dentro do espaço de Bowman por unidade de tempo (dia, hora, minuto) 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!

57 FLUXO SANGUÍNEO RENAL Rim recebe cerca de 20-25% do débito cardíaco Por que um órgão tão pequeno (0,4% do peso corporal) recebe um porcentagem tão grande de sangue comparado a outros órgãos?

58 FLUXO SANGUÍNEO RENAL Rim recebe cerca de 20-25% do débito cardíaco Por que um órgão tão pequeno (0,4% do peso corporal) recebe um porcentagem tão grande de sangue comparado a outros órgãos? Silverthorn, 2010

59 FLUXO SANGUÍNEO RENAL Rim recebe cerca de 20-25% do débito cardíaco 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

60 REGULAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL E DA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR 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!

61 REGULAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL E DA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR Controle INTRÍNSECO Controle EXTRÍNSECO RINS SNA SIMPÁTICO CONTROLE HORMONAL e AUTACOIDE

62 REGULAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL E DA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR Controle INTRÍNSECO Controle EXTRÍNSECO

63 REGULAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL REGULAÇÃO E DA TAXA DO FLUXO DE SANGUÍNEO FILTRAÇÃO RENAL E GLOMERULAR DA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR Controle INTRÍNSECO Controle EXTRÍNSECO AUTORREGULAÇÃO RENAL Faixa: mmhg

64 REGULAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL REGULAÇÃO E DA TAXA DO FLUXO DE SANGUÍNEO FILTRAÇÃO RENAL E GLOMERULAR DA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR Controle INTRÍNSECO Controle EXTRÍNSECO SNA SIMPÁTICO Faixa: MENOR que 80 ou MAIOR que 180 mmhg CONTROLE HORMONAL E AUTACOIDE

65 REGULAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL REGULAÇÃO E DA TAXA DO FLUXO DE SANGUÍNEO FILTRAÇÃO RENAL E GLOMERULAR DA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR Controle INTRÍNSECO Controle EXTRÍNSECO Situações de ESTRESSE EXTREMO ou EMERGÊNCIA SNA SIMPÁTICO Faixa: MENOR que 80 ou MAIOR que 180 mmhg CONTROLE HORMONAL E AUTACOIDE

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67 POR QUE O PLASMA TEM QUE PASSAR TANTAS VEZES PELOS RINS PARA SER FILTRADO?

68 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

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72 Sofrem REABSORÇÃO

73 3. REABSORÇÃO E SECREÇÃO TUBULAR

74 Costanzo, 2007.

75 DINÂMICA DA REABSORÇÃO Substâncias transportadas durante a reabsorção se movem através de 3 barreiras: Membrana luminal da cél.tubular 2. Membrana basolateral da cél.tubular 3. Endotélio dos capilares peritubulares Guyton, 2010.

76 DINÂMICA DA REABSORÇÃO 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 Guyton, 2010.

77 REABSORÇÃO DE SOLUTOS E ÁGUA SOLUTOS Na +, outros cátions, ânions (ex.: Cl -, HCO 3- ), moléculas orgânicas (glicose, AA, vitaminas) ÁGUA

78 REABSORÇÃO DE SOLUTOS E ÁGUA SOLUTOS Na +, outros cátions, ânions (ex.: Cl -, HCO 3- ), moléculas orgânicas (glicose, AA, vitaminas) ÁGUA QUEM VAI REGER A REABSORÇÃO DA MAIORIA DOS SOLUTOS E DA ÁGUA VAI SER O SÓDIO (Na + )!!!

79 REABSORÇÃO DE SOLUTOS E ÁGUA 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 Guyton, 2010.

80 REABSORÇÃO DE SOLUTOS E ÁGUA 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. Guyton, 2010.

81 REABSORÇÃO DE SOLUTOS E ÁGUA 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. Guyton, 2010.

82 REABSORÇÃO DE SOLUTOS E ÁGUA IMPORTANTE! Reabsorção de Na+ é a PRINCIPAL FORÇA que induz a reabsorção da maioria dos outros solutos e da água! Guyton, 2010.

83 REABSORÇÃO DE SOLUTOS E ÁGUA ÂNIONS seguem o Na+, positivamente carregado, para FORA do lúmen (CÉLULA TUBULAR/INTERSTÍCIO) GRADIENTE ELÉTRICO! Com a saída do Na +, o lúmen fica e o interior da cél.tub. e o interstício ficam + Reabsorção do Na + TRANSPORTE ATIVO 2ÁRIO GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO DO Na + criado pela bomba de Na/K ATPase favorece o transporte ativo secundário dessas substâncias 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

84 SECREÇÃO TUBULAR SECREÇÃO importante meio de retirar do plasma substâncias desnecessárias. SUBSTÂNCIAS SECRETADAS H +, K +, NH 4+, 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 +

85 REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL

86 REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL TÚBULO PROXIMAL 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 Guyton, 2010.

87 REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL TÚBULO PROXIMAL REABSORVE: Praticamente todos os nutrientes (~100%): glicose, AA, lactato, vitaminas 65% do Na+ e da água 90% do bicarbonato (HCO 3- ) 60% Cl - 55% do K + Reabsorção da mais alta prioridade Guyton, 2010.

88 REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL TÚBULO PROXIMAL 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.

89 REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL TÚBULO PROXIMAL 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.

90 REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL ALÇA DE HENLE Ramo DESCENDENTE PERMEÁVEL À ÁGUA (~20%) Não reabsorve quantidades significativas de soluto Filtrado = HIPEROSMÓTICO Guyton, 2010.

91 REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL ALÇA DE HENLE Ramo ASCENDENTE FINO IMPERMEÁVEL À ÁGUA PERMEÁVEL À NaCl (*capacidade de reabsorção MENOR em relação ao ramo asc.espesso; reab. de NaCl por transporte passivo) Guyton, 2010.

92 REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL ALÇA DE HENLE Ramo ASCENDENTE ESPESSO IMPERMEÁVEL À ÁGUA PERMEÁVEL À NaCl (25%), K +, Ca 2+, Mg 2+, HCO3 - (ou seja, são REABSORVIDOS) SECREÇÃO: íons H + Filtrado = HIPOSMÓTICO Guyton, 2010.

93 REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL ALÇA DE HENLE Ramo ASCENDENTE ESPESSO IMPERMEÁVEL À ÁGUA PERMEÁVEL À NaCl (25%), K +, Ca 2+, Mg 2+, HCO3 - (ou seja, são REABSORVIDOS) SECREÇÃO: íons H + Filtrado = HIPOSMÓTICO Solutos são reabsorvidos, mas a água não os acompanha, diluindo o líquido tubular Guyton, 2010.

94 REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL TÚBULO DISTAL INICIAL IMPERMEÁVEL À ÁGUA PERMEÁVEL À Na + (5%), Cl -, Ca 2+, Mg 2+ (são REABSORVIDOS) Filtrado = HIPOSMÓTICO Guyton, 2010.

95 REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL 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 HCO 3 - e K + e secretam H + (via bomba H + -ATPase) Guyton, 2010.

96 REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL TÚBULO DISTAL FINAL DUCTO COLETOR CORTICAL REABSORVE: Na +, Cl -, HCO 3-, 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) Guyton, 2010.

97 REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DO TÚBULO RENAL DUCTO COLETOR MEDULAR PERMEÁVEL À UREIA PERMEABILIDADE À ÁGUA CONTROLADA PELO ADH REABSORVE: UREIA, NaCl, H2O (dep.adh), HCO - 3 SECREÇÃO DE ÍONS H + Guyton, 2010.

98 4. MECANISMOS DE CONCENTRAÇÃO E DILUIÇÃO DE URINA

99 OSMOLALIDADE 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).

100 OSMOLALIDADE Participam da REGULAÇÃO DA OSMOLALIDADE dos líquidos corporais

101 MECANISMOS DE DILUIÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA URINA Costanzo, 2007.

102 MECANISMOS DE DILUIÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA URINA Osmolalidade plasmática Osmolalidade plasmática Sede ADH Sede ADH Reabsorção de H2O Reabsorção de H2O Urina CONCENTRADA Osmolalidade plasmática em direção ao normal Urina DILUÍDA Osmolalidade plasmática em direção ao normal Costanzo, 2007.

103 MECANISMOS DE DILUIÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA URINA Osmolalidade plasmática ADH Osmolalidade plasmática Principal Sede (mas ADH não ADH o único!) determinante Sede ADH da excreção de uma urina mais diluída ou mais concentrada Reabsorção de H2O Reabsorção de H2O Urina CONCENTRADA Osmolalidade plasmática em direção ao normal Urina DILUÍDA Osmolalidade plasmática em direção ao normal Costanzo, 2007.

104 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

105 MECANISMOS DE DILUIÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA URINA GRADIENTE OSMÓTICO MEDULAR Que solutos contribuem para a formação desse gradiente osmótico? Que mecanismos depositam esses solutos no interstício?

106 MECANISMOS DE DILUIÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA URINA GRADIENTE OSMÓTICO MEDULAR 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

107 MECANISMOS DE DILUIÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA URINA GRADIENTE OSMÓTICO MEDULAR 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 Guyton, 2010.

108 MECANISMOS DE DILUIÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA URINA GRADIENTE OSMÓTICO MEDULAR 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 Guyton, 2010.

109 MECANISMOS DE DILUIÇÃO E CONCENTRAÇÃO DA URINA CONCENTRAÇÃO DA URINA DILUIÇÃO DA URINA Guyton, 2010.

110 5. EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO

111 IMPORTÂNCIA DA REGULAÇÃO ÁCIDO-BÁSICA Ingestão ou produção de íons H+ Remoção efetiva do H+ do corpo

112 IMPORTÂNCIA DA REGULAÇÃO ÁCIDO-BÁSICA Ingestão ou produção de íons H+ Remoção efetiva do H+ do corpo

113 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

114 IMPORTÂNCIA DA REGULAÇÃO ÁCIDO-BÁSICA POR QUE REGULAÇÃO PRECISA DO H + É ESSENCIAL? 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.

115 IMPORTÂNCIA DA REGULAÇÃO ÁCIDO-BÁSICA POR QUE REGULAÇÃO PRECISA DO H + É ESSENCIAL? 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.

116 DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO ph Para manter o equilíbrio ácido-básico é necessário que o corpo constantemente ajuste o ph do seus fluidos Controle PRECISO do ph envolve:

117 DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO ph 3 sistemas de defesa que regulam a concentração de H+ nos líquidos corporais, para evitar acidose ou alcalose: 1ª linha de defesa Resposta em segundos 2ª linha de defesa Resposta em minutos 3ª linha de defesa Resposta em horas/dias

118 DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO ph 3 sistemas de defesa que regulam a concentração de H+ nos líquidos corporais, para evitar acidose ou alcalose: 1ª linha de defesa Resposta em segundos 2ª linha de defesa Resposta em minutos 3ª linha de defesa Resposta em horas/dias Mais POTENTE!

119 DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO ph Retêm excessos de ácidos ou de bases temporariamente, mas não conseguem eliminálos do corpo. Lidam com o ácido carbônico (H 2 CO 3 ), um ácido volátil, para eliminar o CO 2. 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 HCO 3-.

120 DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO ph Retêm excessos de ácidos ou de bases temporariamente, mas não conseguem eliminálos do corpo. Lidam com o ácido Por isso que o sistema renal é carbônico (H 2 CO 3 ), um considerado a defesa contra variações de ph ácido volátil, para eliminar o CO 2. MAIS POTENTE! 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 HCO 3-.

121 DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO ph Os rins regulam o ph dos líquidos corporais por 3 mecanismos fundamentais: Secreção de H + Reabsorção de HCO - 3 filtrado Produção de novo HCO - 3

122 Para cada HCO 3 - reabsorvido, um H + precisa ser secretado DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO ph Os rins regulam o ph dos líquidos corporais por 3 mecanismos fundamentais: Secreção de H + Reabsorção de HCO 3 - filtrado Envolve a secreção de H + Produção de novo HCO 3 -

123 DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO ph SECREÇÃO DE H + e REABSORÇÃO DE HCO 3 - 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% HCO 3- ) Alça ascendente espessa (~10% HCO 3- ) Túbulo distal e Ducto coletor (~5% HCO 3- ) Guyton, 2010.

124 DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO ph SECREÇÃO DE H + e REABSORÇÃO DE HCO meq/dia HCO 3 - são filtrados, logo, ~4.320 meq/dia HCO 3 - são reabsorvidos, logo, ~4.320 meq/dia H + são secretados, (apenas para reabsorver o HCO 3- ) Guyton, 2010.

125 DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO ph SECREÇÃO DE H + e REABSORÇÃO DE HCO 3 - MAS, 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 Guyton, 2010.

126 DEFESAS CONTRA VARIAÇÕES DO ph Sistema-tampão urinário FOSFATO Sistema-tampão urinário AMÔNIA Sempre que um H + secretado no lúmen tubular se combinar com tampão que não o HCO 3 - (com tampão FOSFATO ou AMÔNIA), o efeito líquido é a adição de novo HCO 3 - ao sangue Guyton, 2010.

127 DISTÚRBIOS ÁCIDOS-BÁSICOS DISTÚRBIOS ÁCIDO-BÁSICOS Metabólica Respiratória Metabólica Respiratória Distúrbio metabólico : compensação respiratória Distúrbio respiratório : compensação renal

128 DISTÚRBIOS ÁCIDOS-BÁSICOS DISTÚRBIOS ÁCIDO-BÁSICOS Mecanismos compensatórios SISTEMA RESPIRATÓRIO SISTEMA RENAL Elimina ou retém CO 2 atuação em minutos a horas Excreção de urina ácida ou básica atuação em horas a dias

129 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 PCO 2, 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 PCO 2, fazendo aumentar o ph; HIPERVENTILAÇÃO (grandes altitudes, ansiedade); COMPENSAÇÃO RESPIRATÓRIA : Pulmão reage com hiperventilação, elimina o CO 2 e normaliza o ph: Acidose metabólica compensada por uma alcalose respiratória COMPENSAÇÃO RENAL: Rim retém HCO 3 - (reabsorção total de HCO 3 - e formação de novo HCO 3- ) e excreta excesso de H+ na urina: Acidose respiratória compensada por uma alcalose metabólica COMPENSAÇÃO RESPIRATÓRIA : Pulmão reage com hipoventilação, aumenta a PCO 2 e normaliza o ph: Alcalose metabólica compensada por uma acidose respiratória COMPENSAÇÃO RENAL: Rim aumenta a eliminação de HCO 3 - ( reabsorção HCO 3- ) e retém H+ ( secreção H+) e normaliza o ph: Alcalose respiratória compensada por uma acidose metabólica

130 DISTÚRBIOS ÁCIDOS-BÁSICOS Berne e Levy, 2009.

131 DISTÚRBIOS ÁCIDOS-BÁSICOS

132 DISTÚRBIOS ÁCIDOS-BÁSICOS

133 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Berne e Levy. Fisiologia 6a ed., Elsevier, Costanzo. Fisiologia 3a ed., Elsevier, Guyton e Hall. Tratado de Fisiologia Medica 11a ed., Elsevier, Netter. Atlas de Anatomia Humana 5a ed., Elsevier, Silverthorn. Fisiologia Humana, uma abordagem integrada 5a ed., Artmed, Douglas Eaton, John Pooler. Fisiologia renal de Vander 6ª ed., ARTMED, 2006.