V e t e r i n a r i a n D o c s Fisiologia Fisiologia do Sistema Renal Introdução -Manutenção da homeostase corporal -Filtração do sangue (excreção) -Reabsorção (recuperação de substâncias filtradas) -Manutenção do equilíbrio hidro-eletrolítico *recebe cerca de 25% do débito cardíaco Funções Renais -Regulação dos fluídos corporais (volume e composição do fluído extracelular alteração da excreção urinária) -Função endócrina (Eritropoetina produzida no rim e estimula a medula óssea para produzir eritrócitos) e (Renina - é uma enzima que regula a entrada e saída de sangue no glomérulo com aumento ou diminuição da pressão arterial. Na entrada do glomérulo há um conjunto de células denominado Mácula Densa, as quais são sensíveis ao cloro; quando há excesso de água no sangue a mácula densa percebe o aumento do nível de cloro e estimula as células justaglomerulares a liberar Renina, a qual fará vasoconstrição, aumentando assim a pressão arterial e aumentando a filtração dentro do glomérulo, para eliminar esse excesso de água do sangue) *A falta de eritropoetina causa a anemia não-regenerativa -Excreção de compostos residuais (creatina, ácido úrico, uréia, compostos conjugados) 1
Estrutura Renal Córtex Renal: glomérulos, túbulos contorcidos proximais e distais, inicio da porção descendente da alça de Henle e final da porção ascendente da alça de Henle. Os néfrons intercalam os sistemas de ductos coletores, que atravessa o rim e desembocam na pelve renal. Medular Renal: porções descendente e ascendentes das Alças de Henle e ductos coletores. -Néfron: unidade funcional do rim. É composto pelos glomérulos, onde os sangue é filtrado, e por seus segmentos renais associados, de onde as substâncias filtradas são absorvidas e para onde os componentes plasmáticos são excretados, o fluido tubular. -Número varia entre as espécies -Bovinos: 4.000.000 de nefros/rim -Suínos: 1.250.000 de néfrons/rim -Caninos: 415.000 néfrons/rim -Felinos: 190.000 néfrons/rim -Tipos de Néfrons: 1- Néfrons Superficiais: glomérulos localizados na porção mais externa do córtex. Alças de Henle curtas (penetram por curta distância na medular). 2-Néfrons Justamedulares: glomérulos localizados mais profundos no córtex renal (nas proximidades da medula). Alças de Henle longas (mergulham profundamente na medula, às vezes alcançando as papilas renais). *A porcentagem de néfrons que possui alças de Henle (néfrons justamedulares) varia entre as espécies, desde 3% nos suínos até 100% nos felinos. *Quanto mais profunda a alça de Henle, maior a função. Túbulo Proximal Espaço de Bowman Cápsula de Bowman Arteríola Eferente Arteríola Aferente 2
-Componentes: 1- Cápsula de Bowman: é a extremidade cega e dilatada do néfron. Envolve o tufo glomerular (rede de capilares) revestida de uma única camada de epitélio. *Espaço de Bowman: é o espaço entre a cápsula e a rede capilar. Local de coleta do filtrado glomerular, que é canalizado para o túbulo proximal. 2-Túbulos Renais: onde ocorre a secreção e reabsorção de água e soluto ao longo do seu trajeto em direção à pelve renal (líquido convertido em urina). -Túbulo Contorcido Proximal (TCP) -Alça de Henle -Túbulo Contorcido Distal (TCD) -Ductos Coletores. Barreira de Filtração e Permosseletividade -É responsável pelas diferenças na taxa de filtração dos componentes séricos do sangue. Normalmente todos os componentes celulares e proteínas plasmáticas do tamanho das moléculas de albumina ou maiores são retidas na corrente sanguínea, enquanto a água e os solutos são espontaneamente filtrados. As substâncias com raio molecular maior ou igual a 4nm não são filtradas, enquanto as moléculas de raio menor ou igual a 2nm são filtradas sem restrições. -A forma catiônica (+) de diversas substâncias é filtrada com maior facilidade do que as forma aniônica (-). Estas diferenças são causadas por uma barreira seletiva á cargas na parede dos capilares glomerulares, criada por resíduos de glicoproteínas carregadas negativamente. Aparelho Justaglomerular -Mácula Densa: Um segmento do túbulo contorcido distal torna-se muito próximo a um segmento de uma ou ambas as arteríolas (aferente e/ou eferente) do corpúsculo renal (corpúsculo de Malpighi). Nesta região a parede do túbulo, que normalmente é constituída por um epitélio cubóide, se torna cilíndrico, com células estreitas, formando uma linha de núcleos justapostos. -Células Justaglomerulares: As arteríolas do corpúsculo renal apresentam uma modificação de sua camada média, apresentando células epitelióides em vez de células musculares lisas. Essas células, denominadas células justaglomerulares, produzem prórenina e a renina e são sensível à diminuição da concentração de NaCl, sendo isso um estímulo para sua liberação. A renina transforma o angiotensinogênio do fígado em angiotensina I, que é transformada em angiotensina II pela Enzima Conversora de Angiotensina. 3
-Células Mesangiais: localizadas na parede da arteríola aferente e produzem renina. Suprimento Sanguíneo do Néfron -É fornecido pelos ramos das artérias interlobulares. A arteríola aferente conduz o sangue para o glomérulo, e a arteríola eferente conduz o sangue para fora dele. O sangue deixado pelas arteríolas eferente é redistribuído para dentro de outro leito capilar conhecido como capilares peritubulares, os quais perfundem os túbulos renais. Os vasos retos (vasa recta) são ramos capilares dentro da medula a partir dos capilares peritubulares e estão associados com néfrons de alça longa. Após a perfusão dos rins, o sangue é levado de volta para a veia cava caudal pelas veias renais. Formação da Urina -Néfron: -Glomérulo: filtração do sangue (solutos, água, uréia e cretinina passam) aa) -TCP: maior reabsorção de água e solutos (Na, K, Cl, HCO 3, glicose e -Alça de Henle: manutenção da hipertonicidade medular por troca contracorrente, reabsorção e diluição -TCD: reabsorção (Na, Cl e cátions bivalentes Ca, Mg) e diluição -Ductos Coletores: controle final da excreção (eletrólitos, água, ácidobase) -3 processos envolvendo os néfrons e seu suprimento sanguíneo na formação de urina são: 1- Filtração Glomerular: a formação de urina inicia-se quando um ultrafiltrado plasmático passa pelo endotélio da cápsula de Bowman para dentro da do espaço de Bowman. A energia para esse processo é fornecida pela pressão hidrostática e sofre oposição da pressão osmótica coloidal das proteínas plasmáticas. O ultrafiltrado é semelhante ao plasma e ao fluído intersticial. *Capilares Glomerulares -Endotélio capilar: camada simples de células (existem poros para passagem de água e solutos) -Membrana basal: acelular (constituída de glicoproteínas, colágenos, proteoglicanos e outros) -Lâmina rara externa: rede frouxa -Lâmina densa: onde ocorre a passagem de elétrons 4
-Lâmina rara interna: rede frouxa 2-Reabsorção Tubular 3- Secreção Tubular -Epitélio Visceral: constituído por podócitos, as quais são células aglomeradas que contém extensões longas (pedicelos). Fatores que Influenciam a Filtração -Diâmetro das arteríolas (dilatação e constrição hipotensão e hipertensão) -Tipo de carga, elementos positivos (+) são prontamente filtrados. -Variação do ph. -Tamanho das moléculas (4mn não passam) -Forma da molécula (moléculas mais deformáveis, passam mais facilmente) -Taxa de Filtração Glomerular: (ml/kg de PV/min) *PV: peso vivo O que necessita: -Pressão Efetiva de Filtração (PEF): forças que favorecem (pressão hidrostática e pressão oncótica do filtrado glomerular, esta última é muito baixa) e forças contrárias (pressão oncótica do plasma e pressão hidrostática do filtrado glomerular) -Área disponível para filtração -Permeabilidade da barreira de filtração TxFG: PEF. K f *K f = coeficiente de ultrafiltração (permeabilidade da barreira de filtração e área disponível para filtração) Manutenção da Taxa de Filtração Glomerular A TFG é mantida dentro da variação fisiológica pela modulação renal da pressão arterial sistêmica, volume intravascular e pelo controle intrínseco do fluxo sanguíneo renal. Controla primeiramente pelo fatores humorais (sistema renina-angiotensinaaldosterona). Ou pelo controle intrínseco da perfusão dos capilares glomerulares que é mediado por dois sistemas auto-reguladores, que controlam a resistência ao fluxo nas artérias aferentes e eferentes (reflexo miogênico e feedback tubuloglomerular). 1- Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona: a renina é um hormônio produzido por células especializadas da parede da arteríola aferente (células 5
mesangiais). A liberação de renina é estimulada pela redução na pressão de perfusão renal, causada por uma hipotensão sistêmica. Catalisa a transformação do angiotensinogênio (produzido pelo fígado) em angiotensina I. A angiotensina I é convertida em angiontesina II (mais ativa) pela enzima conversora de angiotensina (ECA) que se localiza principalmente no endotélio vascular dos pulmões. A angiotensina II é um potente vasoconstritor, aumentando diretamente a pressão arterial sistêmica e a pressão de perfusão renal. Ela ativa diretamente a captação de Na + no TCP e no ducto coletor que estimula a liberação de aldosterona pela glândula adrenal e de ADH pela hipófise. A renina é suprida pela melhora na perfusão renal e também pela elevação da angiontesina II plasmática, criando um sistema de feedback negativo, que mantém a perfusão renal e a TFG dentro da variação fisiológica. A angiontesina II também estimula a produção e liberação de pelo menos 2 prostaglandinas renais vasodilatadoras (PGE 2 e PGI 2 ). Esta resposta é um importante moderador do sistema renina-angiotensina-aldosterona, a produção intrarenal destes vasodilatadores neutraliza o efeito vasoconstritor da angiontesina II. 2- Controle Intrínseco: 2.1 Reflexo Miogênico: resultado da constrição da arteríola a aferente, após um aumento da tensão na parede arteriolar e a dilatação arteriolar após uma redução desta tensão. Isto aumenta e reduz a resistência ao fluxo sanguíneo na a. aferente, contribuindo assim para a manutenção da TFG e do fluxo sanguíneo renal. 2.2 Retroalimentação Túbulo Glomerular: Aumenta a velocidade do fluxo do líquido tubular ao nível de mácula densa por contração das células mesangiais, diminuindo assim o K f e TFG. Isto impede que as taxas de fluxo do fluido tubular excedam a capacidade de transporte do túbulo e conseqüentemente evita a perda excessiva de fluido e solutos. Alteração da Taxa de Filtração Glomerular 1- Controle Sistêmico do volume sanguíneo: -ADH: é liberado quando osmorreceptores localizados no hipotálamo percebem a diminuição de sódio e também é liberado quando receptores de volume localizados nos vasos sanguíneos, percebem a diminuição do volume sanguíneo. O ADH aumenta a reabsorção de água e solutos pelos rins, aumentando o volume sanguíneo. -Glicocorticóides e Progesterona: aumentam o volume sanguíneo por retenção de água. -Peptídeo Natriurético Atrial: é um peptídeo produzido pelo átrios cardíacos e levam a natriurese (aumento da eliminação de sódio) e a diurese (eliminação de água), assim reduzindo o volume sanguíneo. 2- Controle do Tônus vascular: fatores sistêmicos que alteram o tônus vascular, alteram a pressão sistêmica, perfusão renal e coeficiente de ultrafiltração. 6
-ADH e catecolaminas circulantes causam vasoconstricção sistêmica e aumentam a pressão arterial -Estimulação β-adrenérgica: pode ativar o sistema renina-angiotensinaaldosterona -Estimulação α-adrenérgica: pode causar vasoconstricção renal, que pode tanto reduzir quanto redistribuir o fluxo sanguíneo renal. Todos estes diminuem a TFG e o fluxo sanguíneo renal. -Contração de células mesangiais glomerulares: assim reduzindo a área disponível para filtração. Diminuindo o K f e a TFG. Avaliação da Função Renal -Determinação da TFG depuração ou clearence de uma substância (soma das taxas de filtração e secreção menos a taxa de reabsorção) -Creatinina: é um subproduto metabólico vascular. É espontaneamente filtrada e não é reabsorvida pelo túbulo. No cão não é excretada pelo túbulo, mas em algumas espécies, aproximadamente 10% da creatinina excretada é secretada pelo túbulo. Reabsorção Renal Substâncias como sódio, glicose e aminoácidos entram no fluido tubular por filtração do glomérulo. A menos que retornem ao sangue, são excretados pela urina. Há inicialmente a bomba de Na + /K + na membrana que separa a célula do espaço peritubular membrana basolateral (trocando 3 Na por 2 K) baixando a concentração de Na dentro da célula, causando um desequilíbrio de cargas despolarização. Em seguida há a entra de Na + na célula, junto com outras substâncias (co-transporte e contratransporte). -Via Transcelular: -Necessita de soluto e água -Dupla membrana (apical e basolateral) -Depende da permeabilidade e do gradiente através das membranas -Exige assimetria das membranas intersticial. -Passagem através das células: do líquido tubular para o líquido -Via Paracelular: -Processo passivo (difusão, osmose) -Zônulo Occludens: junção intercelular com alta permeabilidade 7
Heterogeneidade Tubular -Importante para reabsorção de solutos de carga pequena (K +, Ca ++ ). 1- Túbulo Contorcido Proximal: muitas mitocôndrias, borda em escova e muitas dobras (transporte ativo e passivo). 2- Ramo Descendente Fino da Alça de Henle: poucas mitocôndrias, epitélio baixo, poucas dobras membranosas internas (transporte passivo reabsorção de água) 3- Ramo Ascendente Fino da Alça de Henle: igual ao descendente fino 4-Ramo Ascendente Espesso da Alça de Henle: epitélio alto, muitas mitocôndrias e dobras (transporte ativo Na, Cl, K, Ca e Mg), transporte para e transcelular, não há transporte de água. -Reabsorção de Na, Cl, K, Ca e Mg -Bomba de Na/K (saí Na e entra K) -Gradiente químico para sódio -Co-transporte de Na/K/2Cl -Cloro vai ao interstício via canais de cloro 5- Túbulo Contorcido Distal: igualmente ao ascendente espesso da alça de Henle. Porção inicial não responsiva á hormônios e porção final (segmento conector) responsivo a aldosterona. 6- Ducto Coletor: -Células Principais: poucas mitocôndrias em muitas dobras -Células Intercaladas: muitas vesículas e mitocôndrias Túbulo Contorcido Proximal -Transporte Ativo: para que sódio, glicose e aminoácidos possam voltar ao sangue, há um transporte ativo pela energia da bomba Na + K + ATPase nas superfícies basolaterais das células epiteliais tubulares. Há um co-transporte, por exemplo, Na + e glicose ou Na + e aa (uma substância caminha para uma direção e a outra na direção oposta). -Reabsorção de Sódio: Há 3 mecanismos de reabsorção de sódio no túbulo proximal (que é responsável por 65%). A energia é derivada da bomba Na + K + ATPase. 1º mecanismo co-transporte: A reabsorção de sódio é acompanhada pela reabsorção de ânions para manter a neutralidade elétrica. Geralmente são Cl - e HCO 3 -. A membrana lumial contém proteínas transportadoras específicas para o Na + acopladas a outros solutos (glicose ou aa). Entra o sódio, glicose e aa. 8
2º mecanismo contratransporte: a difusão de sódio para dentro do organismo (reabsorção) acarreta numa eliminação de prótons H +. A maior parte do H é produzida a partir da hidratação do CO 2 que faz com que se forme H e HCO 3. Este HCO 3 é utilizado para manter a neutralidade nas células (quando há reabsorção de Na +. 3º mecanismo transporte de Na + dirigido pelo cloreto: ocorre nas porções mais distais do túbulo proximal. A concentração de Cl - aumenta no lúmen em resultado do aumento de HCO 3 -. A entrada de Cl - é acompanhada pela entrada de Na +, mantendo a neutralidade elétrica. *Estes 3 mecanismos são responsáveis por cerca de 65% da reabsorção de Na +. Outros 25% são reabsorvidos no segmento espesso ascendente da alça de Henle. *Diuréticos como a furosemida inibem o co-transporte de Na + K + com 2 Cl -. Outros 10% remanescentes do Na é apresentado ao néfron distal. O mecanismo de reabsorção neste local é acoplado ao co-transporte do Cl -. -Reabsorção da Glicose e de Aminoácidos: a glicose e aminoácidos são reabsorvidos por co-transporte, sendo acoplados a carreadores específicos que necessitam da ligação de Na + e glicose ou de aminoácidos. -Reabsorção da Água e dos Solutos não ativamente Reabsorvidos: após o movimento do soluto para dentro do espaço peritubular, estabelece-se um gradiente osmótico pelo qual a pressão osmótica está aumentada neste espaço. Assim a água difunde-se do lúmen tubular pelas junções de oclusão (paracelular) e células tubulares (transcelular) para dentro do espaço peritubular. Cerca de 65% da água é reabsorvida no túbulo proximal. Assim a uréia e outros solutos ficam concentrados no lúmen. -Reabsorção das proteínas e peptídeos: os peptídeos são degradados em aminoácidos pelas peptidases na borda em escova da membrana apical, sendo reabsorvida pelo cotransporte com o sódio. As proteínas de baixo peso molecular são reabsorvidos por endocitose e subseqüentemente degradadas por lisossomas celulares. E então os aminoácidos movem-se para o espaço peritubular por difusão facilitada (ex.: insulina, glucagon e paratormônio) -Reabsorção do Bicarbonato: ocorre no túbulo proximal e também é orientada pelo gradiente de Na +. O bicarbonato sofre ação da enzima anidrase carbônica no lúmen do túbulo, formando CO 2 e H 2 O. O CO 2 difunde-se pela membrana apical para a célula onde sofre ação da enzima anidrase carbônica novamente, liberando próton H e HCO 3 - dentro da célula. O HCO 3 é liberado para o espaço peritubular por meio de cotransportador de sódio (saí um sódio e saí três bicarbonatos). E também por um contratransporte de Cl - (1 para 1). 9
-Reabsorção do Cloreto: com a passagem dos solutos para dentro da célula, a concentração de cloro no fluído tubular é elevada, estabelecendo um gradiente químico para a movimentação do cloro em direção ao lado sanguíneo do epitélio. Além disso no túbulo proximal inicial a absorção de Na + excede a de ânions, criando um gradiente elétrico. Assim o cloreto passa via zona de oclusão por uma transferência passiva e paracelular. -Secreção Tubular: a secreção de íons orgânicos está associada a proteínas plasmáticas para dentro do lúmen tubular e não filtradas. Estes íons são transportados para dentro da célula por transporte ativo e para dentro do túbulo por difusão passiva. Sais biliares, oxalato, urato, creatinina, prostaglandina e epinefrina são exemplos de sais orgânicos. A secreção tubular de certos antibióticos é importante na determinação de quais antibióticos que podem atingir altas concentrações na urina, para um tratamento mais eficaz de infecções do trato urinário. Alça Ascendente Espessa da Alça de Henle A bomba de Na/K ATPase na membrana basolateral transporta Na + ativamente da celula pra o fluido intersticial, gerando um gradiente eletroquímico para o Na + ao longo da membrana apical. Isto orienta o transporte de íons pelo co-transportador de Na +, K +, 2Cl - na membrana plasmática apical, e esses íons penetram na celula, o Cl - se difunde para o fluido intersticial (peritubular) por meio de canais de Cloro. O K + se move através de canais de potássio tanto para a membrana apical quanto para a basolateral. A absorção de Cl - e a secreção de K + deixa o lúmen positivo em relação ao interstício, gerando um gradiente elétrico do lúmen para o sangue de cátions que se difundem para o fluido intersticial pela via paracelular. Os co-transportados apical de Na +, K +, 2 Cl - (furosemida). são inibido por diuréticos Ducto Coletor Inicio do Ducto Coletor Segmento Conector: transição entre TCD e túbulo coletor inicial convergem e desembocam no túbulo coletor cortical, que descendem pelo córtex e pela medula, atingindo o ápice papilar, onde o fluído tubular (urina) é secretado na pelve renal. 1-Célula Principal: possui poucas vesículas e mitocôndrias, mas extensas invaginações na membrana basolateral. Faz a reabsorção de NaCl e secreção de K +. O sódio passa para o fluido intersticial (peritubular) estabelecendo um gradiente eletroquímico para a absorção de sódio do fluido tubular para a célula (via membrana apical), isto faz com que o lúmen fique eletronegativo. Orientando assim a absorção de Cl - via paracelular. O potássio é bombeado ativamente do fluído intersticial (peritubular) para as células pela bomba de sódio/potássio, elevando a concentração de potássio acima daquela do fluído intersticial e do tubular, assim o potássio intracelular deixa a célula via membrana apical para o líquido tubular. 10
2-Célula Intercalada: faz a reabsorção de potássio. Isto ocorre através da membrana apical da célula intercalada, em troca de íons H + pela bomba H/K/ATPase. Esta bomba faz com que a urina se acidifique (pela entrada de prótons na urina). *No TCP ocorre a reabsorção de água e solutos independente do estado do animal *No TCD e no ducto coletor há o controle final para excreção de eletrólitos e água (manutenção da homeostase), podendo ser alterada através da ação de hormônios. -Tipo B: presentes no ducto coletor cortical. Tem capacidade de secreção de bicarbonato (em resposta a uma alcalose). São ricas em anidrase carbônica, quebram o H 2 CO 3 em bicarbonato (que é secretado) e H que é reabsorvido. Hormônios 1-Aldosterona: hormônio mineralocorticóide secretado pelo córtex da adrenal. É estimulada pela hipotensão sistêmica através do sistema renina-angiotensina. Atua nas células do segmento conector e nas células principais do ducto coletor, aumentando a reabsorção de sódio, assim, elevando a reabsorção de água. Corrigindo uma depleção volumétrica. Isso ocorre aumentando a permeabilidade dos canais de sódio e estimula a atividade da Na/K/ATPase, elevando a reabsorção de sódio. A liberação de aldosterona também é estimulada pela hipercalemia (aumento de K + sanguíneo). Estimulando a entrada de potássio nas células responsivas a aldosterona, isto reduz os níveis de potássio no sangue (efeito agudo) e aumentando o número de canais de potássio na membrana apical (efeito crônico). extracelular -Efeito imediato: redistribuição de potássio dos compartimentos intra e -Efeito tardio: a eliminação renal de potássio (aumentada) 2-Paratormônio (PTH): a hipocalcemia (redução de Ca ++ ) estimula a liberação do paratormônio o que estimula os ossos, os intestinos e os rins a elevarem o nível plasmático de cálcio. No rim isto ocorre no ramo ascendente espesso da alça de Henle, TCD e no segmento conector. Aumenta a permeabilidade de cálcio na membrana apical, reabsorvendo este íon. Avaliação da Função Tubular -Nível de Excreção Fracional: porcentagem de uma substância filtrada que depois será excretada na urina. FE x = U x / P x U creat / P creat 11
-Nível de Reabsorção Fracional: proporção do filtrado X, que será reabsorvido pelo túbulo. Equilíbrio Hídrico Ingestão: Oral Perdas: FR x = (1 FE x ) x 100 -Controladas: pelo sistema renal (maior rota de perda de água) pele. -Não-Controladas: suor, fezes e evaporação do sistema respiratório e -Função do Rim: manutenção do conteúdo de água e tonicidade do plasma -Desidratação: aumento da reabsorção de água (densidade da urina alta) baixa) -Hipervolemia: diminuição da reabsorção de água (densidade da urina Urina Diluída ou Concentrada -Existem 3 componentes principais: 1- Geração Interstício Medular Hipertônico: permite a excreção da urina concentrada 2- Diluição do Fluído Tubular: ocorre no ramo ascendente espesso da alça de Henle e pelo TCD. Permite a excreção da urina diluída. 3- Variabilidade na Permeabilidade a água no Ducto Coletor: resposta ao ADH. Ocorre alterações na osmolalidade e na excreção de água. Formação de Urina Concentrada -Reciclagem de Uréia: Depende da geração de um interstício medular hipertônico e maior permeabilidade a água do ducto coletor (na presença de ADH). O que mantém a hipertonicidade é a reabsorção de substâncias osmoticamente ativas pelos túbulos da medula (rim) e a remoção de água do interstício medular pelos vasos retos. Como ocorre: o ducto coletor medular interno (DCMI) por ser altamente permeável a uréia, recebe a uréia do final do ducto coletor (tem-se a reciclagem de uréia, fazendo com que haja maior reabsorção de água, concentrando assim a urina) e essa uréia difunde-se para o líquido tubular pelo ramo descendente delgado da alça de Henle, a qual é impermeável à água. *A reabsorção de uréia no final do ducto coletor é influenciada pelo ADH 12
*Os néfrons justamedulares (alça de Henle longa) tem capacidade de concentrar urina em um nível mais elevado do que a osmolalidade plasmática. -Mecanismo Contracorrente: é importante para manter a alta osmolalidade do fluido intersticial. São arranjos anatômicos entre as alças de Henle e os vasos retos. Possui diferenças de permeabilidade entre os segmentos ascendente e descendente. a solutos. solutos. Os ramos descendentes finos AH: são permeáveis a água e impermeáveis Os ramos ascendentes finos AH: são impermeáveis a água e permeáveis a O resultado final é um aumento da hipertonicidade medular e conseqüente concentração da urina. Formação de Urina Diluída Ocorre nos ramos ascendente espesso da alça de Henle e TCD (são impermeáveis a água). Ocorrendo reabsorção de sódio e cloreto. Assim resultado num fluido tubular liberado para o ducto coletor hipotônico. No ducto coletor quando o ADH está ausente, a membrana apical é impermeável a água. Quando há desidratação, o ADH age no ducto coletor, inserindo canais de água na membrana apical (dilatação dos espaços intercelulares laterais), o que aumenta a permeabilidade e assim aumentando a reabsorção de água. Equilíbrio Ácido-Base Origem dos ácidos e bases nos fluidos corpóreos -Ácido Volátil: produção diária de CO 2 pelo metabolismo oxidativo -Ácido Não-Volátil: metabolismo de proteínas (ácido sulfúrico e fosfórico), metabolismo de CHO (ácido láctico) e metabolismo de lipídios (corpos cetônicos). *A dissociação dos ácidos libera [H + ] que deve ser tamponado pelo HCO 3 - e excretado pelos rins. -Manutenção do equilíbrio ácido-base: -Sistema Tampões -Pulmões Manutenção do ph do sangue (ph entre 7,35 7,45) -Rins 13
-Produção de H + : -Tampões: -Subproduto do metabolismo e catabolismo -Depende do tipo de dieta -Depende dos níveis de exercício -Depende de funções de outros processos 1-Intracelulares: *Ação rápida Hemoglobina: H + + Hb - HHb Proteínas Plasmáticas: H + + Pr - HPr Fosfatos: H + + HPO 4 - H 2 PO 4 Bicarbonato: H + + HCO 3 - H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 2-Sistema Respiratório: atua sobre a velocidade de remoção do CO 2 Hiperventilação causa alcalose respiratória : diminui a quantidade de CO 2 assim diminuindo a quantidade de H +, aumentando o ph. Hipoventilação causa acidose respiratória : aumenta a quantidade de CO 2, assim aumentando a quantidade de H +, diminuindo o ph. 3-Sistema Renal: O rim excreta ácido de forma eficaz porque possui enzimas que disponibilizam prótons e bicarbonato para o transporte, transportadores que movem prótons das células epiteliais para fluído tubular e bicarbonato para o fluído intersticial e também tampões que minimizam as elevações na concentração de H + no fluido tubular. A excreção ácida ocorre no TCP e ducto coletor 1-Contratransporte de Na + /H + : via primária de secreção de H + pelo TCP. Troca um Na + luminal por um H + intracelular por influência da bomba Na/K na membrana basolateral (causando um desequilíbrio elétrico). 2- ATPase (transporte ativo): ocorre nas células intercaladas do ducto coletor. Secreta ativamente H +, captando K + do fluido tubular. -Tamponamento do Líquido Tubular: é vital para excreção ácida eficiente Principais: HCO 3 -, NH 4 + e Fosfato 14
1º- HCO 3 - : O H saí para lúmen através do contratransportador Na/H e pelo H/ATPase e se associa ao bicarbonato, formando água e gás carbônico o qual é eliminado pela respiração. 2º - NH 4 + : formado no TCP pela hidrólise da glutamina, que forma NH 4 + e bicarbonato. O NH 4 + entra no fluido tubular por transporte ativo secundário pela substituição do H no permutador Na/H. NH 4 + NH 3 + H + No túbulo proximal a glutamina é catabolizada, gerando amônio e bicarbonato. O amônio é secretado no lúmen pelo permutador Na/H na membrana apical. O íon amônio é reciclado na alça de Henle por reabsorção pela substituição de K + no cotransportador de Na/K/2 Cl na membrana apical, o que é seguido por uma forma de transporte facilitado através da membrana basolateral. Esta reciclagem medular resulta numa concentração elevada amônia e amônio no interstício medular e impede seu retorno ao córtex, onde seria reabsorvido para o sangue. A amônia difunde-se para o ducto coletor onde é protonada (tamponamento) captada no lúmen e excretada na urina. 3º - Fosfato: o fosfato filtrado se liga ao H + (proveniente do contratransporte Na/H) secretado, formando o H 2 PO 4, por ser uma molécula carregada não é lipossolúvel (não sofre reabsorção). Este tamponamento é importante após a baixa de concentração de bicarbonato (que sofreu reabsorção). -Túbulo Contorcido Proximal: alta secreção de H, tamponamento por bicarbonato (ph final do TCP semelhante ao fluido glomerular). -Alça de Henle e TCD: capacidade reduzida de secreção ácida (ph do líquido tubular no segmento conector igual o filtrado glomerular). -Ducto Coletor: secreção ácida realizada pelas células intercalares presentes no segmento conector, ricas em anidrase carbônica citoplasmática que formam o H + e o bicarbonato a partir de água e gás carbônico. O H + vai para o fluido tubular e o bicarbonato vai para a corrente sanguínea. *Importante no ajuste final do ph da urina. Respostas Fisiológicas 1-Acidose Metabólica: Ex.: Piometra Há o aumento do ph sanguíneo em virtude da desidratação que causa uma hipoperfusão sanguínea, fazendo com que os tecidos entre em um metabolismo anaeróbico, com alta produção de ácido láctico (diminuindo ph). Tem-se então uma resposta fisiológica a isto, que é a hiperventilação (causando uma alcalose respiratória compensatória), para excreção de CO 2, fazendo assim com que se tenha uma menor concentração de prótons H +. 15
2-Acidose Respiratória: Ex.: Anestesia (diminuição da freqüência respiratória) Há o acúmulo de CO 2 no organismo e conseqüente formação de prótons H +, assim diminuindo o ph. Há uma resposta fisiológica pelo rim (compensação renal), por excreção renal de H +. 3-Alcalose Metabólica: Ex.: Vômito crônico Há perda de H + e Cl - pelo vômito. E tem-se a resposta fisiológica por compensação respiratória (diminuição da respiração para conter mais o CO 2 no organismo, diminuindo o ph). 4-Alcalose Respiratória: Ex.: Dor ou febre tem-se o aumento da freqüência respiratória, assim acarretando numa maior eliminação de CO 2 (aumentando o ph). E tem-se uma resposta fisiológica compensatória (renal), por menor reabsorção de bicarbonato. -Distúrbios Mistos: Ex.: Piometra -Acidose Metabólica: por uma desidratação -Alcalose metabólica: vômito por insuficiência renal aguda (deposição de imunocomplexos). Perda de cloreto e próton H -Alcalose Respiratória: por rompimento do útero (peritonite dor) causa hiperventilação 16
Referências Bibliográficas CUNNINGHAM J. G. Tratado de Fisiologia Veterinária. 3 a ed., Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. DUKES. Fisiologia dos Animais Domésticos. 12 a ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006. 17