Estudo dirigido 2 - Fisiologia renal

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1) Discuta as características que permitem que o túbulo proximal reabsorva 50-70% do ultrafiltrado. 
 
O túbulo proximal possui células especializadas com abundância de mitocôndrias e microvilosidades (borda em escova) que 
aumentam a superfície de contato, com alta atividade da bomba de sódio-ATPase em sua membrana basolateral, que fornece - 
através de transporte ativo primário - energia para os demais tipos de transporte de solutos (transporte transcelular) por meio de 
transportadores específicos. A alta permeabilidade a água, pela expressão constitutiva de aquaporinas, também possibilita a 
reabsorção de água pelo túbulo proximal. Somando-se a isso, a localização em uma região de intenso fluxo sanguíneo - cerca de 
90% do fluxo sanguíneo renal é ‘’desviado’’ para o córtex - facilita a absorção isosmótica neste túbulo, visto que a lavagem 
intersticial é rápida. Dessa forma, todas essas características contribuem com a alta taxa de absorção do túbulo proximal. 
 
 
2) Explique o que é o balanço glomerulotubular e o mecanismo envolvido nesse processo. 
 
O balanço glomerotubular é a capacidade que os rins tem de manter em equivalência, isto é, a proporcionalidade entre a filtração e 
a reabsorção. Isso é possível através do balanço das forças de Starling, de modo que a pressão oncótica - exercida pelas proteínas 
e que se opõe a filtração - aumenta ao longo dos capilares, uma vez que à medida que o plasma é filtrado, as proteínas se tornam 
mais concentradas, acabando por exercer uma maior pressão que estimula a reabsorção. Em outras palavras, quanto maior for a 
taxa de filtração glomerular, maior será reabsorção. 
 
 
3) Discuta o mecanismo de reabsorção dos glicose no túbulo proximal. 
 
A glicose é reabsorvida completamente ao longo dos néfrons, sendo sua excreção um quadro anormal denominado de glicosúria. A 
glicose, assim como os aminoácidos e os ânions inorgânicos, é reabsorvida via transporte ativo secundário, que utiliza a energia 
gerada pela bomba de sódio-potássio-ATPase, localizada na membrana basolateral das células epiteliais. Dessa forma, a glicose é 
transportada por simporte juntamente com o sódio por transporte transcelular na porção luminal do túbulo. Na porção proximal 
essa reabsorção ocorre pelo transportador SGLT2, que apresenta baixa especificidade, mas muita capacidade, reabsorvendo quase 
toda glicose. Nas porções mais distais do túbulo proximal, a reabsorção é mediada pelo SGLT1, que possui baixa capacidade, mas 
muita afinidade, o que é importante para reconhecer o substrato em baixas concentrações. Após entrar na célula a glicose sai pela 
membrana basolateral, via GLUT2, que é constitutivamente expresso na membrana dessas células. 
 
 
4) Discuta o mecanismo de reabsorção do cloreto de sódio ao longo do túbulo proximal (levando em consideração todo 
o processo de interconversão de energia). 
 
A reabsorção de cloreto de sódio no túbulo proximal ocorre majoritariamente nas porções mais distais do túbulo, visto que nas 
porções iniciais a absorção é mais relevante para o sódio, glicose, aminoácidos e o bicarbonato. Então, nas porções mais distais do 
túbulo a absorção do sódio, que ocorre passivamente, visto que apesar da semelhança na composição do plasma e do filtrado, este 
último apresenta uma concentração maior de sódio, possibilitando sua saída passiva por canais como EnaC e o trocador NHE. A 
absorção passiva de sódio gera um lúmen negativo, isso causa a expulsão de íons negativos, estimulando o cloreto a seguir o seu par 
pela via paracelular, principalmente. 
 
 
5) Discuta a reabsorção “isosmótica” de água no túbulo proximal. 
 
A reabsorção isosmótica de água no túbulo proximal é resultado de um conjunto de característica dessa porção do néfron, como a 
permeabilidade osmótica a água pela expressão de canais de aquaporina, que formam poros na membrana, tornando o segmento 
sempre permeável a água. Além disso, o alto fluxo sanguíneo renal promove a lavagem intersticial de forma rápida, impedindo a 
geração de um gradiente de concentração, de modo que a água e os solutos são reabsorvidos na mesma direção, por isso, é dito que 
a reabsorção de água neste segmento é proporcional a de soluto. 
 
 
 
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6) Descreva os mecanismos de transporte de cloreto de sódio ao longo do néfron distal. 
 
No néfron distal, que compreende a alça de Henle, o túbulo distal convoluto e o ducto coletor, a absorção de cloreto de sódio ocorre 
de maneiras diversas. Primeiramente, não são reabsorvidos na porção fina descendente, uma vez que ela é permeável apenas a água, 
atuando como segmento concentrador por aumentar a osmolaridade do filtrado que atravessa a dobradura da alça. Ao chegar na 
porção fina ascendente, o transporte de cloreto se dá pela via transcelular, através de transportadores específicos, como o CLC-
K1 e CLC-NKA, enquanto o sódio é reabsorvido pela via paracelular. Ao chegar na porção espessa ascendente, o NaCl é reabsorvido 
ativamente, pela ação da bomba de Na+-K+-ATPase e do transportador eletroneutro NKCC2, de modo que o cloreto sai na membrana 
basolateral por canais específicos, assim como o sódio, que também utiliza a bomba. No túbulo distal convoluto, permeável 
exclusivamente aos solutos - atuando como diluidor, assim como a porção espessa ascendente - há reabsorção de cloreto de sódio 
pelo transportador NCC. Por fim, no ducto coletor o sódio entra na célula por canais ENaC, mas sua reabsorção pode ser regulada 
pela ação do hormônio esteroide aldosterona, liberado em condições de baixa da pressão arterial como consequência da queda do 
volume do liquido extracelular. A aldosterona estimula a expressão de novos canais a serem inseridos na membrana na fase lenta 
de sua ação, e na fase rápida estimula um maior tempo de abertura para os canais de sódio, a fim de prevenir a excreção do cátion. 
 
 
 
7) Explique a importância do efeito unitário no mecanismo de concentração urinária. 
 
O efeito unitário é o input inicial crucial para formação do interstício medular concentrado que propicia a formação de um 
mecanismo de contracorrente multiplicador. Tal input se dá pela saída ativa de NaCl da porção espessa ascendente, permeável 
apenas a solutos, por meio da ação do transportador NKCC2 que utiliza a energia proveniente da Na+-K+-ATPase. Essa saída ativa 
permite a formação de gradiente de concentração, que juntamente com o baixo fluxo sanguíneo da medula renal, favorecem a 
concentração do interstício. Isso estimula a saída passiva de água da porção fina descendente, pela formação de um gradiente 
osmótico que estimula a reabsorção de água, que instiga a saída passiva de sal da porção fina ascendente e assim sucessivamente, 
multiplicando os efeitos iniciais. 
 
 
8) Discuta o mecanismo contra-corrente multiplicador. 
 
O mecanismo contra-corrente multiplicador é chamado de contracorrente, pois os túbulos e os capilares peritubulares que o cercam 
são extremamente próximos e o liquido dentro deles move-se em direções opostas. E o ‘’multiplicador’’ advém da capacidade do 
transporte ativo de solutos em um dos segmentos do néfron - porção espessa ascendente - multiplicar os efeitos dos demais 
segmentos. A essa capacidade atribuímos o nome de efeito unitário. Este efeito é causado pela saída ativa de NaCl, isto é, sem 
necessidade de gradiente eletroquímico, na porção espessa ascendente da alça de Henle. Esse processo gera um gradiente osmótico 
entre o lúmen e o interstício, favorável a saída de água da porção fina descendente pelos canais constitutivamente expressos de 
aquaporina do tipo I. Como consequência, existem um aumento da concentração de NaCl na dobradura da alça de Henle, uma vez 
que o filtrado foi concentrado. Quando este chega na porção fina ascendente, ocorre a saída passiva de NaCl (cloreto por canais 
transcelulares e sódio pela via paracelular). Essa saída, somada com a saída ativa que ocorre no segmento seguinte (porção espessa 
ascendente) e o baixo fluxo sanguíneo renal medular, promove a formação de um interstíciomedular concentrado, multiplicando 
a concentração do interstício medular. O ducto coletor também pode participar da concentração do interstício, porém de maneira 
regulada via hormônio antidiurético. Na presença do ADH são inseridos canais de aquaporina do tipo II na membrana luminal das 
células do ducto coletor, instigando a absorção de água. Essa saída de água, concentra a ureia no lúmen tubular, promovendo sua 
reabsorção na porção final do ducto coletor (pelos canais UT-A1 e UT-A3), multiplicando ainda mais a concentração intersticial. 
 
 
9) Explique a composição do gradiente cortiço-medular e o papel da ureia na manutenção da hipertonicidade do 
interstício medular. 
 
No interstício cortical, há maior concentração de cloreto, enquanto que no medular esse papel é da ureia. O córtex não exibe um 
gradiente muito concentrado, pelo alto fluxo sanguíneo que promove a lavagem intersticial rápida. Entretanto, o interstício medular 
é bastante concentrado, primeiramente pela ação do efeito unitário que inicia o mecanismo contracorrente multiplicador. A ureia 
tem um papel crucial na hipertonicidade do interstício medular, exercendo esse papel mais intensamente na presença do ADH. 
Quando este entra em ação, há o estimulo a reabsorção de água na porção proximal do ducto coletor, concentrando a ureia no 
filtrado, de modo a causar sua saída na porção distal, concentrando ainda mais a medula. Na redução da liberação de ADH, a ureia é 
menos reabsorvida e mais excretada, consequentemente, atua menos na concentração do interstício. Por fim, uma parte da ureia 
recircula, sendo reabsorvida pelos transportadores específicos constitutivamente expressos na membrana luminal e basolateral da 
porção fina descendente, conduzindo-a a excreção. 
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10) Discuta o efeito do hormônio antidiurético (ADH) sobre o rim na regulação da osmolaridade plasmática. 
 
Na presença do hormônio ADH (ou vasopressina), sintetizada no hipotálamo, ocorre o aumento da permeabilidade a água no ducto 
coletor, por estímulo a expressão de canais de aquaporina do tipo II e canais de ureia (na porção distal do ducto). Quando o ADH 
chega ao ducto coletor, mediante o aumento da osmolaridade percebido pelos osmorreceptores, ele se liga aos seus receptores V2 
na membrana basolateral das células. Essa ligação ativa uma proteína G e o sistema de segundo mensageiro do AMPc. A fosforilação 
subsequente de proteínas intracelulares faz as vesículas de AQP2 se moverem para a membrana apical e fundirem-se com ela, 
tornando a célula permeável à água. Com isso, ocorre a saída de água através dos canais AQP2 do lúmen para o interstício, 
produzindo urina concentrada e conservando água, a fim de reduzir a osmolaridade. Na redução do ADH há aumento na excreção de 
água, a osmolaridade da urina cai e esta se torna diluída. Portanto, em circunstância de hipertonicidade, por redução da ingesta de 
água, há um aumento da osmolaridade, que desencadeia a liberação de ADH, aumentando a sede e reduzindo a excreção de água, 
tornando a urina concentrada. Em caso de hipotonicidade, por aumento da ingesta de água, há redução da osmolaridade. Isso reduz 
a liberação de ADH, reduzindo a sede e aumentando a excreção de água (diurese).