Mecanismos de Concentração e Diluição da Urina

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Tutoria PBL 4 – Rim
Objetivos:
1. Diferenciar os mecanismos de concentração e diluição da urina (filtração glomerular, secreção, reabsorção);
2. Analisar o papel dos rins na manutenção do equilíbrio ácido-basico do organismo;
3. Descrever a urinálise (associando as adaptações tubulares renais nas situações de sepse e de insuficiência renal aguda).
1-Diferenciar os mecanismos de concentração e diluição da urina (filtração glomerular, secreção, reabsorção); 
 A proporção relativa de soluto e água na urina varia em resposta a diversos objetivos do rim. Quando há excesso de água no LEC a urina é mais diluída, já quando há déficit de água, a urina é mais concentrada, por exemplo. 
OS RINS EXCRETAM O EXCESSO DE ÁGUA PELA PRODUÇÃO DE URINA DILUÍDA
 O ADH atua para contribuir com esse balanço. Quando há concentração elevada de solutos no LEC, o ADH aumenta a permeabilidade dos túbulos distais e ductos coletores a fim de reabsorver mais água, para conseguir diluir o soluto presente nos líquidos corporais. Isso diminui o volume urinário, mas não altera a excreção de solutos. Já quando há excesso de água no corpo, a secreção de ADH é inibida.
 Ainda, o Rim tem um mecanismo para a excreção de urina diluída. Quando há grande excesso de água no corpo, o rim é capaz de excretar até 20 litros de urina por dia com concentrações muito baixas. Ele executa essa função pela manutenção da reabsorção de solutos, ao mesmo tempo que deixa de reabsorver a maior parte da água do liquido tubular.
 A imagem mostra as alterações renais aproximadas em humanos após a ingestão de 1L de água. É nítido que o volume urinário (taxa de fluxo urinário) aumenta. Entretanto, a quantidade total de soluto excretada na urina permanece relativamente constante, pois a urina formada está muito diluída. Essa diluição ocorre pela reabsorção de solutos em escala maior que a de água.
 O Líquido Tubular à medida que flui pelo túbulo proximal tem seus solutos e água sendo reabsorvidos em proporções equivalentes, havendo pequena alteração da osmolaridade, ou seja, o liquido do túbulo proximal permanece isosmótico ao plasma (300 mOsm/L). Conforme ele chega à alça de Henle, a água é reabsorvida, por osmose, e o liquido tubular atinge o equilíbrio com o liquido intersticial adjacente da medula renal que é bastante hipertônico. Logo, o liquido tubular fica mais concentrado à medida que flui pela alça de Henle em direção à medula interna.
 O líquido tubular é diluído no Ramo Ascendente da Alça de Henle. Nesse ramo, especialmente no segmento espesso, ocorre muita reabsorção de sódio, potássio e cloreto. Entretanto, essa porção do segmento tubular é impermeável à água, mesmo quando há bastante ADH. Logo, à medida que o liquido tubular flui pelo ramo ascendente da alça de Henle ele fica mais diluído.
 Assim, o liquido que termina o ramo ascendente da alça de Henle é hiposmótico em relação ao plasma.
 No túbulo distal, ducto coletor cortical e ducto coletor, ocorre reabsorção adicional de cloreto de sódio. Essa porção do túbulo também é impermeável à água na ausência de ADH, e a reabsorção extra de solutos faz com que o liquido tubular fique ainda mais diluído. 
OBS.: Volume Urinário Obrigatório: O ser humano normal, pesando 70 Kg, deve excretar em torno de 600 milimóis de soluto por dia. Se a capacidade máxima de concentração urinária for de 1200 mOsm/L, o volume mínimo de urina que deverá ser excretado (volume urinário obrigatório) é calculado pela divisão de um pelo outro. Logo, 600/1200=0,5L/dia.
OS RINS CONSERVAM ÁGUA EXCRETANDO URINA CONCENTRADA
 O rim tem a capacidade de formar urina mais concentrada que o plasma a fim de economizar água. Sendo essa função essencial quando há escassez de água. 
 Quando há déficit hídrico no corpo, o rim gera urina concentrada por continuar a excretar solutos, ao mesmo tempo em que aumenta a reabsorção de água, diminuindo o volume de urina formado.
 A gravidade específica da urina é utilizada para dar estimativa rápida da concentração de solutos na urina. Quanto mais concentrada for a urina, maior será sua gravidade específica.
 Para ocorrer a formação de urina concentrada é preciso (1) nível alto de ADH que aumenta a reabsorção de água pelo aumento da permeabilidade dos túbulos distais e ductos coletores, e (2) alta osmolaridade do líquido intersticial medular renal que gera um gradiente osmótico necessário para puxar a água em presença de altos níveis de ADH. 
 Normalmente, o liquido intersticial que circunda os ductos coletores é hiperosmótico, assim, quando os níveis de ADH estão elevados, a água se desloca pela membrana tubular, por osmose, para o interstício renal, retornando à circulação sanguínea pelos vasa recta.
 Para esse líquido intersticial medular se tornar hiperosmótico é necessário um mecanismo chamado mecanismo de contracorrente. Esse mecanismo depende da disposição anatômica das alças de Henle e dos vasa recta. Os néfrons justamedular (mergulham profundamente na medula renal antes de retornarem ao córtex) e compõe cerca de 25% dos néfrons no humano. 
 A osmolaridade do liquido intersticial medular renal é maior que a do plasma, podendo aumentar progressivamente para 1200 a 1400 mOsm/L no limite pélvico da medula. Isso significa que o interstício medular renal tem acumulado solutos em excesso da água. Assim, logo que alta [ ] de solutos for atingida na medula, ela será mantida pelo balanço entre a entrada e a saída de solutos e água na medula. Os principais fatores que contribuem para esse aumento na [ ] de solutos na medula renal são: (1) transporte ativo de íons sódio e cotransporte de íons potássio, cloreto e outro, do ramo ascendente espesso da alça para o interstício medular; (2) transporte ativo de íons dos ductos coletores para o interstício medular; (3) difusão facilitada da grande quantidade de ureia, dos ductos coletores medulares internos para o interstício medular; e (4) difusão de apenas pequena quantidade de água dos túbulos medulares para o interstício medular, em proporção bastante inferior à reabsorção de solutos para o interstício medular. 
 
 Quando o liquido tubular deixa a alça de Henle e flui para o túbulo distal no córtex, o liquido passa por processo de diluição. A porção inicial do túbulo distal dilui ainda mais o líquido tubular, pois esse segmento promove transporte ativo do NaCl para fora do túbulo, mas é relativamente impermeável à água. O túbulo coletor cortical depende de ADH para ser permeável à água, porém reabsorve solutos, diluindo ainda mais a urina, quando há alta [ ] de ADH o túbulo coletor cortical fica muito permeável à água, reabsorvendo grande quantidade dela e concentrando a urina. Há depois uma reabsorção de água adicional no ducto coletor medular para o interstício. Essa água reabsorvida é rapidamente conduzida para o sangue venoso pelos vasa recta. Em presença de altos níveis de ADH os ductos coletores ficam permeáveis à água. 
 Assim, pela reabsorção da maior quantidade possível de água, os rins formam urina muito concentrada, excretando quantidades normais de solutos na urina, enquanto devolve a água ao LEC, compensando o déficit hídrico.
2- Analisar o papel dos rins na manutenção do equilíbrio ácido-basico do organismo;
 A faixa de pH os fluidos corporais é de 6,8 a 7,8. O pH do LEC fica entre 7,35 e 7,45. Já o pH do LIC fica entre 7,1 e 7,2. 
 O Equilíbrio ácido-básico depende dos mecanismos respiratórios (baseado na pCO2), no tamponamento (pelo íon bicarbonato e o ácido carbônico) e os mecanismos renais (pela concentração de bicarbonato no LEC).
 Ácido é visto como qualquer substância que adicione H+ aos fluidos corporais e álcali é qualquer substância que remove H+ dos fluidos corporais. Os constituintes álcali da dieta são perdidos diariamente nas fezes, e assim, adiciona-se ácido aos fluidos corporais. Para se manter o equilíbrio, quantidade equivalente à adição de ácido deve ser excretada. 
 Se a adição de ácido é maior que a excreção, resulta em acidose.Se a excreção de ácido é maior que sua adição, resulta em alcalose.
 O principal sistema tampão do meio extracelular é:
 
 
 CO2 é gerado pelo processo metabólico e eliminado pelos pulmões, por isso, tem pequeno impacto sobre o balanço acidobásico sendo, portanto, um ácido volátil por ter potencial de gerar H+ após sua hidratação, gerando ácido carbônico (posteriormente transformado em bicarbonato e H+). O ácido não derivado da hidratação do CO2 chama-se ácido não volátil (ex.: ácido lático).
 Em média, o metabolismo dos aminoácidos da dieta resulta na produção de ácidos não voláteis. O metabolismo de certos ânions orgânicos (ex.: citrato) resulta na produção de HCO3- que compensa em certo grau a produção de ácido não volátil. 
 Ácidos não voláteis não circulam pelo corpo, mas são neutralizados, imediatamente, pelo HCO3- no LEC. Dessa forma, o bicarbonato é responsável por minimizar o efeito desses ácidos fortes sobre o pH do LEC.
 Sistema tampão HCO3-: Sua concentração plasmática normal é de 23 a 25 mEq/L e volume de 14 L (para indivíduos de 70Kg). Esse sistema tampão é regulado pelos pulmões e rins. 
 Em condições normais, os rins excretam quantidades de ácido igual à produção de ácidos não voláteis e, fazendo isso, repõem o HCO3- que é perdido pela neutralização dos ácidos não voláteis. Os rins, ainda, impedem a perda de bicarbonato pela urina. A reabsorção de bicarbonato filtrado e a excreção de ácido são realizações por meio da secreção de H+ pelo néfron. Com essa secreção de H+, sua maior parte serve para reabsorver a carga filtra de bicarbonato. Uma pequena parte é excretada na urina (equivalente à produção de ácidos não voláteis). Por isso, a urina é normalmente ácida (pH entre 4 e 4,5). O túbulo próximo é quem reabsorve a maior parte (80%) do bicarbonato filtrado. 
 O H+ é secretado pelas células tubulares (por um antiporter Na+ - H+ ou por uma bomba de H+) e esse hidrogênio presente agora no fluido tubular se combina com o bicarbonato formando ácido carbônico. Esse ácido carbônico gera H2O + CO2 catalisado pela anidrase carbônica e esse CO2 passa por difusão pela célula tubular e dentro dela se combina com água novamente formando bicarbonato dentro da célula que é então transportado pela membrana basolateral para o sangue por um simporter (passa para o mesmo lado) 1Na+ - 3HCO3- ou um antiporter (passa um pra cada lado) Cl- - HCO3-.
 As células intercaladas (no final do túbulo distal e ducto coletor) desempenham papel importante no equilíbrio acidobásico e são divididas em intercaladas alfa (secretam H+ e reabsorvem HCO3-) e intercaladas beta (secretam HCO3-).
 As células intercaladas alfa liberam o H+ para o fluido tubular por uma bomba de hidrogênio ou através da reabsorção de potássio pela bomba hidrogênio potássio. No fluido tubular o hidrogênio reage com o bicarbonato e forma ácido carbônica que forma água e gás carbônica, o gás carbônico entra na célula por difusão e dentro dela forma em conjunto com a água ácido carbônico que se dissocia em H+ e HCO3-. O bicarbonato atravessa a membrana basolateral em direção ao sangue por um antiporter cloreto-bicarbonato.
 
 As intercaladas beta agora irão secretar bicarbonato. Essa secreção se dá por um antiporter cloreto-bicarbonato (pendrina) na membrana apical e por uma bomba de hidrogênio na membrana basolateral. Essa célula é importante na parte de distúrbios.
 
 
 Excreção de H+: essa excreção envolve tampões urinários não bicarbonato, chamados de ácidos tituláveis (como o fosfato principalmente); esse H+ também pode ser excretado na forma de amônio (NH4+). 
 A excreção de amônio possui três segmentos:
1. Secreção de amônio no túbulo proximal;
2. Reabsorção do amônio no ramo ascendente espesso da alça de Henle;
3. Secreção de amônia (NH3) e H+ pelas células intercaladas alfa do ducto coletor. Estes se combinam e formam amônio que será excretado.
 Os distúrbios podem ser: 
· Metabólicos: principal componente os rins pela alteração da [ ] de HCO3-.
· Respiratório: pulmão pela alteração da pCO2.
Para isso há respostas compensatórias entres esses 2 mecanismos. 
3-Descrever a urinálise (analisando sepse e insuficiência renal)
 A urinálise é um exame feito para ajudar a avaliar os distúrbios sistêmicos, como diabetes ou problemas no fígado e no próprio rim.
Uma urinálise envolve:
· Testes químicos para detectar e medir o nível de diversas substâncias presentes na urina como proteínas, glicose, cetonas, sangue e outras substâncias.
· Muitas vezes, exame da urina ao microscópio
 A análise da urina é feita de forma macroscópica (exame visual da urina) e microscópica. O teste em barra leva menos de 5 minutos e é barato. O reagente em barra testa a urina para a presença de substancias como bilirrubina, sangue, glicose, cetonas, proteínas e o pH. É normal encontrar pequena quantidade de proteína na urina que pode ser derivada de duas fontes: (1) filtração e reabsorção incompleta no túbulo proximal e (2) síntese pelo ramo ascendente fino da alça de Henle pelas células dessa área que produzem a glicoproteína Tamm-Horsfall e a secretam no fluido tubular.
 Na urinálise, a coleta dos primeiros jatos deve ser evitada pois pode conter células e bactérias provenientes da uretra e da vulva ou prepúcio, o que pode interferir no exame. Amostras obtidas por micção natural devem ser coletadas em um frasco limpo, com o mínimo contato possível da urina com o corpo do animal. O uso de frascos providenciados pelos proprietários deve ser desencorajado, pois podem conter traços de detergentes, alvejante, fármacos, cosméticos ou outros componentes que podem afetar os resultados dos testes. A urina deve ser analisada rapidamente após a coleta, de preferência em até 30 minutos após a obtenção. Se isto não for possível deve ser imediatamente refrigerada (a 4°C) e armazenada por no máximo 12 horas. Urinas refrigeradas devem ser levadas à temperatura ambiente e completamente homogeneizadas antes da análise. A amostra não deve ser congelada. Durante o armazenamento, cilindros e células podem se desintegrar e o pH urinário pode se alterar. Essas alterações são mais pronunciadas em tempos longos de armazenamento e em altas temperaturas. Ademais, microrganismos podem continuar a replicação, sendo eles contaminantes ou agentes infecciosos. A urinálise está dividida em três partes: exame físico, exame químico e avaliação do sedimento urinário.
 O pH urinário é dependente da dieta, infecção bacteriana e tempo de armazenamento.
 Na prática clínica a creatinina é usada para avaliar a intensidade da filtração glomerular, já que ela é sintetizada constantemente e produzida de forma proporcional à massa muscular e tende a ser secretada por completo. Há apenas um pequeno aumento de 10% da creatinina excretada em relação à sanguínea pois esses 10% são secretados pelo túbulo proximal a partir do sistema secretor de cátions orgânicos.
 Além da creatinina, qualquer substancia pode ser usada para medir a IFG, contanto que:
1. Deve ser livremente filtrada pelo glomérulo, para o espaço de Bowman;
2. Não deve ser reabsorvida, nem secretada, pelo néfron;
3. Não deve ser metabolizada nem produzida pelo rim;
4. Não deve alterar a IFG.
 Proteína na urina (proteinúria) pode ocorrer normalmente em baixas quantidades e após exercícios físicos extenuantes, mas sua presença geralmente é um sinal de doença renal ou lesão renal podendo ser glomerulonefropatia, defeitos de transporte tubular, ou inflamação ou infecção do trato urinário.
 Bilirrubina: mesmo um leve aumento da bilirrubina plasmática pode levar a uma bilirrubinúria. Ela é detectada antes mesmo da hiperbilirrubinúria ou da icterícia. Ela pode ser encontrada em distúrbios hepáticos e hemolíticos ou em obstrução das vias biliares com colestase intra e extra-hepática.
 Cetonas não ocorrem em urina saudável, se houver presença de corpos cetonicos na urina como acido acético, acetona ou beta hidroxibutirano é um sinalde que estes compostos estão aumentados no plasma (cetonemia) em decorrência de distúrbios no metabolismo dos ácidos graxos e carboidratos. Sua presença na urina chama-se cetonúria.
 Glicose na urina (glicosúria) é a causado mais comumente por diabetes mellitus, mas a ausência de glicose na urina não significa que a pessoa não tenha diabetes.
 Sangue na urina (hematúria) pode ser causado por problemas no trato urinário, desde os rins ate os ureteres, bexiga ou uretra, podendo ser uma infecção, neoplasia, inflamação ou idiopatia.
 Nitritos na urina (nitritúria) indicam uma infecção do trato urinário.
 Esterase leucocitária (uma enzima encontrada em certos leucócitos) na urina indica uma inflamação, causada geralmente por uma infecção no trato urinário.
 Sedimentos na urina também é um indicativo de alerta clínico para possíveis problemas no paciente.
 A sepse é uma infecção que se espalha rapidamente pelo corpo se não for tratada de forma rápida. Seria uma infecção generalizada causada por uma resposta inadequada do próprio organismo contra uma infecção que pode estar localizada em qualquer órgão. Ela pode ser bacteriana, fúngica, viral, parasitaria ou por protozoários. Os focos infecciosos mais comuns são a pneumonia, a infecção urinaria e a infecção abdominal. 
 A insuficiência renal crônica (IRC) é definida pela presença de anormalidades estruturais ou funcionais em um ou em ambos os rins por um período prolongado. Em geral, ela é vista como uma doença irreversível que pode ser progressiva, enquanto a insuficiência renal aguda é reversível. Na urinálise a urina de pacientes com IRC apresenta-se clara e límpida, em grande volume, com isostenúria (gravidade específica igual à do plasma – concentração) e ausência de estruturas celulares, ou seja, um sedimento inativo.
 A insuficiência renal aguda (IRA) decorre de uma lesão renal. Ela é dividida em quatro etapas sendo a primeira a lesão em si, a segunda uma extensão, na qual a isquemia, a hipóxia, a inflamação e a lesão celular permanecem, levando à apoptose celular, necrose ou ambos. A terceira etapa (fase de manutenção) é caracterizada por azotemia (alta concentração de produtos nitrogenados como ureia, creatinina, ácido úrico e proteínas no sangue) e/ou uremia e pode durar dias ou semanas. A quarta etapa é a fase de recuperação, na qual ocorre redução da azotemia e reparo dos túbulos renais. A avaliação da urina na IRA comumente revela uma urina de coloração clara, com isostenúria, proteinúria e um sedimento urinário ativo, ou seja, presença acentuada de cilindros e células provenientes do rim, incluindo células epiteliais, leucócitos e eritrócitos. As causas de IRA são muito amplas, e incluem alterações hemodinâmicas, infecciosas e tóxicas.
Referências bibliográficas:
https://aluno.sanarflix.com.br/#/portal/sala-aula/5daa92b7132ed4001119e84c/5daa9237132ed4001119e84a/video/5e27283c28dde7001ee35e21
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788595151406/cfi/6/112!/4/2/4/4@0:0
https://www.msdmanuals.com/pt-br/casa/dist%C3%BArbios-renais-e-urin%C3%A1rios/diagn%C3%B3stico-dos-dist%C3%BArbios-renais-e-urin%C3%A1rios/urin%C3%A1lise-e-cultura-de-urina
http://www.blog.saude.gov.br/index.php/geral/53974-sepse-diagnostico-precoce-e-fundamental-para-tratar-a-doenca
https://www.ufrgs.br/lacvet/restrito/pdf/magnus_urinalise.pdf