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ESTUDO DIRIGIDO REABSORÇÃO E SECREÇÃO TUBULAR 1. Para que uma substância seja reabsorvida ela deve passar para o interstício renal e depois para o capilar peritubular. Caracterize os meios pelos quais a substância atinge o líquido intersticial. Para que uma substância sofra o processo de reabsorção, isto é, passar dos túbulos renais para o sangue novamente, deverá permear as células que compõe a parede dos túbulos renais, deverá percorrer o interstício, entre o túbulo renal e os vasos sanguíneos e, por fim, adentrar ao capilar peritubular, retornando à corrente sanguínea. Inicialmente, cabe explicar que as células que compõem a parede dos túbulos renais apresentam espaçamentos conhecidos como “junções oclusivas”, as quais tendem a ser mais espaçadas nas porções iniciais do túbulo renal (para tanto, tais porções são mais permeáveis) e menos espaçadas em suas porções finais (porções de menor permeabilidade, em sua maioria). Nesse sentido, a substância que deverá sofrer o processo de reabsorção deverá, antes de tudo, atravessar tais células, a fim de chegar ao interstício. Assim, a substância a ser reabsorvida pode transpor as células da parede dos túbulos renais entre as junções oclusivas, processo chamado de “via paracelular”, ou também ao meio das células, processo conhecido como “via transcelular”. Esse transporte ocorre por meio de transporte ativo ou passivo, além de mecanismos de co-transporte. Em sequência, imaginando-se que determinada substância já tenha alcançado o interstício, ela sofrerá processos biofísicos mediados por pressões coloidosmóticas e pressões hidrostáticas, a fim de levar essa substância diretamente à corrente sanguínea, reabsorvendo-a. Todo gradiente eletroquímico proporcionado pelo lúmen tubular é garantido por meio da bomba de sódio e potássio (absorve sódio e excreta potássio). 2. Por que os mecanismos de reabsorção e secreção são importantes? Os rins exercem mecanismos de reabsorção a fim de manterem a osmolaridade e as funções renais. Assim, pelo controle da intensidade da reabsorção de diferentes substâncias, os rins regulam a excreção de solutos, o que é decisivo para o controle preciso da composição dos líquidos. Manter equilíbrio eletrolítico, osmolaridade, concentração extracelular de potássio dentre outros aspectos. 3. O que significa transporte máximo de uma substância? A maioria das substâncias que são reabsorvidas ou secretadas ativamente apresentam limite para a intensidade com que o soluto pode ser transportado, mecanismo conhecido como “transporte máximo”, sendo um exemplo a glicose. No gráfico, a partir de 200 mg/100 mL de concentração plasmática de glicose (conhecido como limiar), eleva-se a taxa de excreção de glicose. A partir do ponto em que for atingido o transporte máximo, a reabsorção é estagnada e não se eleva, mesmo com o aumento da filtração, elevando-se a excreção da glicose. A carga filtrada, ou seja, a filtração da glicose continua, exatamente pela baixa seletividade da permeabilidade glomerular. Muitas substâncias, além da glicose, apresentam o princípio do transporte máximo, como o fosfato, o sulfato, uratos, lactato, proteínas plasmáticas e aminoácidos. São substâncias que dependem de proteínas para serem transportadas, podendo saturar a proteína. 4. O que significa que a substância apresenta transporte gradiente-tempo? O transporte gradiente tempo indica que uma substância apresenta mecanismos de reabsorção e excreção dependentes do tempo em que essa mesma substância permanece na luz do túbulo. O sódio é uma substância que possui transporte máximo em algumas regiões, mas no túbulo proximal irá apresentar o transporte gradiente-tempo. Devido à presença de junções oclusivas do túbulo proximal e forças físicas proximais, a capacidade máxima de transporte da bomba de sódio e potássio na membrana basolateral é muito maior que a intensidade da reabsorção efetiva de sódio e isso justifica o fato de não ser possível saturar as proteínas transportadoras. Nesse contexto, quantidades significativas de sódio transportados para fora da célula “vazam” de volta para o lúmen pelas junções oclusivas, não ocorrendo o transporte máximo, mas sim o transporte por gradiente-tempo do sódio, aumentando as taxas de transporte quanto maior o tempo de alocação do sódio. Assim, quanto maior a concentração de sódio, maior a reabsorção e quanto mais lenta a intensidade do fluxo tubular, maior a porcentagem de sódio que será reabsorvida. Depende do tempo e da quantidade de sustância do túbulo. 5. Faça um esquema indicando quais os principais íons reabsorvidos e secretados nos túbulos proximais, alça de Henle fina descendente, alça de Henle fina ascendente, alça de Henle espessa, túbulo distal e ducto coletor. REGULAÇÃO DA REABSORÇÃO TUBULAR 1. Defina balanço glomerulotubular. Entende-se por balanço glomerulotubular a capacidade dos túbulos renais de aumentar a intensidade de reabsorção em resposta à carga tubular aumentada. É um mecanismo secundário, vindo após do feedback túbuloglomerular e do mecanismo miogênico, os primários. É a capacidade de aumentar a reabsorção em relação ao aumento da intensidade de filtração, a fim de equilibrar a taxa excretada. 2. Qual o local onde o balanço glomerulotubular é mais importante. É mais importante no túbulo proximal, sendo necessário para evitar sobrecarga dos segmentos tubulares mais distais. Segunda linha de defesa para amortecer os efeitos das alterações da FG sobre o débito urinário. Existe o balanço glomerulotubular em outras regiões também, mas menos importantes. 3. Quais são as forças físicas que regulam a reabsorção tubular? A reabsorção tubular é regulada pelas pressões hidrostática e coloidosmótica. São favoráveis a reabsorção a pressão hidrostática do interstício (6 mmHg) e a pressão coloidosmótica do capilar peritubular (32 mmHg), enquanto as pressões coloidosmótica do interstício (15 mmHg) e a pressão hidrostática do capilar peritubular (13mmHg) se opõem à reabsorção. Para além disso, enfoca-se o alto coeficiente de filtração (Kf). 4. Qual é a pressão de reabsorção em condições fisiológicas? Como chega-se a esta pressão? A pressão de reabsorção é dada pela soma das forças hidrostáticas e coloidosmóticas que favorecem ou se opõem à reabsorção dos capilares peritubulares. 5. Quais fatores influenciam a pressão hidrostática nos capilares peritubulares? A pressão hidrostática do capilar peritubular sofre influência da pressão arterial e da resistência das arteríolas aferente e eferente. Nesse sentido, quando em: AUMENTO DA PRESSÃO ARTERIAL: Eleva a pressão hidrostática dos capilares peritubulares e reduz a reabsorção, sendo um efeito que tende a ser atenuado por mecanismos como o balanço tubuloglomerular e pelo mecanismo miogênico, além da regulação glomerulotubular (secundário). AUMENTO DA RESISTÊNCIA DAS ARTERÍOLAS (AFERENTES OU EFERENTES): Causa redução da pressão hidrostática e aumenta a reabsorção. Embora a vasoconstrição da arteríola eferente aumente a pressão hidrostática do capilar glomerular, diminui-se o fluxo sanguíneo para os capilares peritubulares, reduzindo-se a pressão hidrostática do capilar peritubular. 6. Quais fatores influenciam a pressão coloidosmótica nos capilares peritubulares? A pressão coloidosmótica dos capilares peritubulares é determinada pelos seguintes fatores: PRESSÃO COLOIDOSMÓTICA PLASMÁTICA SISTÊMICA: O aumento da concentração plasmática de proteínas aumenta a pressão coloidosmótica dos capilares peritubulares e aumenta a reabsorção (a pressão coloidosmótica do capilar peritubular é uma força favorável à reabsorção). FRAÇÃO DE FILTRAÇÃO: Quanto maior a taxa de filtração, maior porção de solvente será filtrada e maior será a concentração de soluto no sangue, incluindo proteínas. Sabe-se que o aumento de proteínas nos capilares peritubulares favorecem a reabsorção. Como FF = TFG/FPR, para aumentar a fração de filtração aumenta-se TFG ou diminui-se FPR. A angiotensina II atua diminuindo o FPR (aumentando a reabsorção). 7. Por que quandoa reabsorção efetiva está diminuída ocorre maior retrovazamento pelas junções oclusivas? Isso acontece pelo fato de se aumentar consideravelmente a concentração de solutos no interstício, favorecendo a passagem destes de volta para o lúmen dos túbulos renais por meio de uma diferença de gradiente de concentração. Aumenta-se, também, a pressão hidrostática do próprio interstício e, em um cenário de diminuição da reabsorção, essa pressão favorece o retroescoamento. 8. Explique a afirmativa: as forças que aumentam a reabsorção dos capilares peritubulares também aumentam a reabsorção dos túbulos renais e as alterações hemodinâmicas que inibem a reabsorção dos capilares peritubulares também inibem a reabsorção tubular de água e de solutos. As forças que aumentam a reabsorção dos capilares peritubulares criam um gradiente que também favorece a reabsorção de compostos dos túbulos renais. Dessa forma, o interstício recebe determinadas quantidades de substâncias e essas substâncias são diretamente reabsorvidas. Em variações hemodinâmicas que inibem a reabsorção pelos capilares, ocorre uma maior concentração do interstício de compostos reabsorvidos do túbulo renal e isso cria um aumento de pressão hidrostática e de concentração iônica que dificulta a passagem de compostos do túbulo para o interstício já concentrado, inibindo a reabsorção tubular de água e de solutos. 9. Explique o que é diurese e natriurese pressóricas. A diurese (secreção urinária) e a natriurese (excreção de sódio) por pressão são causados por meio do aumento da pressão arterial para além dos limites de 75 mmHg a 160 mmHg, aumentando-se consideravelmente a TFG e, consequentemente, o filtrado a ser excretado. 10. Por que o aumento da pressão arterial aumenta o débito urinário? O aumento da pressão arterial aumenta a pressão hidrostática dos capilares peritubulares e a pressão hidrostática do interstício, o que favorece o retroescoamento de sódio para o túbulo renal, diminuindo a reabsorção de sódio e água e aumentando o débito urinário. Além disso, sabe-se que em condições de hipertensão, diminui-se a produção do hormônio angiotensina II (reabsorve sódio e estimula a produção de aldosterona, outro hormônio que aumenta ainda mais a reabsorção de sódio), elevando a concentração de sódio a ser excretado. Internalização de proteínas transportadoras? 11. Explique a função da aldosterona nos túbulos renais. É um hormônio potente em aumentar a reabsorção de sódio e secretar potássio. É um dos principais mineralocorticóides do organismo (realiza homeostase mineral, principalmente de sódio e potássio). Secretado pela zona glomerulosa do córtex da glândula suprarrenal, especializada na produção de aldosterona a qual apresenta vários estímulos, sendo os principais a concentração aumentada de potássio no meio extracelular e os níveis aumentados de angiotensina II. Atua em condições de diminuição da PAS, com diminuição da perfusão renal, com liberação de angiotensinogênio, que gera angiotensina I, a qual juntamente com a Enzima Conversora de Angiotensina (ECA), formará angiotensina II (com a função de reabsorver Na+), agindo sobre a glândula suprarrenal (especificamente sobre o córtex na zona granulosa), aumentando a produção de aldosterona. A aldosterona aumenta a reabsorção de sódio e a secreção de potássio, aumentando a reabsorção de água e aumentando, consequentemente, a PAS anteriormente diminuída. 12. Explique a função da angiotensina II na reabsorção renal. A angiotensina II é secretada em condições de queda da pressão arterial e em condições de baixo volume de líquido extracelular (hemorragia ou perda de sais e água). Nesse caso, o aumento da formação de angiotensina II auxilia na recuperação do volume e da pressão arterial (aumentando-se a reabsorção de sódio e água). São três os principais efeitos da angiotensina II: ESTIMULA A SECREÇÃO DE ALDOSTERONA: Aumentando a reabsorção de sódio. VASOCONSTRIÇÃO DAS ARTERÍOLAS EFERENTES: Reduz a pressão hidrostática dos capilares peritubulares (força contrária à reabsorção), aumentando a reabsorção. Ao mesmo tempo, aumenta o FPR e eleva a quantidade de solvente filtrado, concentrando mais o sangue de proteínas e elevando a pressão coloidosmótica do capilar peritubular (força que favorece a reabsorção), aumentando a reabsorção. ESTIMULA A REABSORÇÃO: Nos túbulos proximais, alça de Henle, túbulos distais e túbulos coletores. A angiotensina II, secretada em condições de diminuição da PA, aumenta preferencialmente a resistência da arteríola eferente, aumentando a pressão hidrostática do capilar peritubular e aumentando a filtração glomerular. Isso cria uma diminuição da pressão hidrostática do capilar periglomerular que favorece a reabsorção e, ao mesmo tempo, aumenta a passagem de sódio do túbulo renal para o interstício, aumentando ainda mais a reabsorção. Em condições patológicas do córtex suprarrenal, com prejuízo da síntese de aldosterona, ainda assim há uma regulação da reabsorção de sódio pela angiotensina II. 13. Explique a função do peptídeo atrial natriurético na reabsorção de sódio e água. O hormônio peptídeo atrial natriurético atua na redução da reabsorção de sódio e água (por isso natriurético), sendo liberado em resposta ao aumento da pressão arterial. Níveis aumentados desse hormônio inibem a reabsorção de sódio e água pelos túbulos renais, especialmente nos ductos coletores. Esse hormônio também inibe a secreção de renina e, por consequência, a formação de angiotensina II, o que reduz a reabsorção tubular renal. Essa diminuição da reabsorção de sódio e água aumenta a excreção urinária, o que auxilia no retorno do volume de sangue ao normal. Age em detrimento do aumento da PA, com distensão do átrio, ocorre a liberação do ANP, favorecendo a excreção de sódio e água pela inibição da reabsorção renal, regulando a pressão arterial. 14. Explique a função do hormônio antidiurético nas reabsorção tubular. O hormônio antidiurético ou vasopressina é produzido pelo eixo hipotálamo-hipófise, em neurônios situados no hipotálamo, posicionados nos núcleos paraventriculares e supraópticos. O ADH auxilia na conservação da água em situações de sua perda, aumentando a permeabilidade dos túbulos distais, túbulos coletores e ducto coletor (porções finais dos néfrons) e retendo água. As proteínas canal de água, aquaporinas, ficam internalizadas nas células dos túbulos e podem ser expressas pela presença do hormônio ADH. Existem receptores de ADH, conhecidos como V2, os quais se situam na membrana basolateral. Quando acoplados, ativam-se uma cascata de enzimas internas acopladas à proteína Gs, permitindo que a aquaporina se instale na membrana luminal, possibilitando a passagem da água. CONCENTRAÇÃO E DILUIÇÃO DA URINA 1. Qual é a osmolaridade plasmática? Os rins podem excretar urina com qual osmolaridade? A osmolaridade plasmática é de cerca de 300 miliosmóis por litro, sendo que os rins podem secretar uma urina diluída, com cerca de 50 miliosmóis por litro, ou ainda uma urina muito concentrada, com cerca de 1.200 miliosmóis por litro. O ideal de excreção é 600 miliosmóis. 2. Qual o hormônio responsável pela possibilidade de concentração da urina? O hormônio ADH controla a concentração urinária. É um sistema de feedback muito eficaz para regular a osmolaridade e a concentração de sódio plasmático. Esse mecanismo atua por meio da alteração na excreção renal de água, independente da excreção de solutos. 3. Como que a osmolaridade plasmática aumentada estimula a síntese e secreção deste hormônio? Quando em osmolaridade mais alta, osmorreceptores hipotalâmicos ativam células que sintetizam vasopressina. A vasopressina (liberada a partir da hipófise posterior), atua no epitélio do ducto coletor aumentando a inserção de poros de água na membrana apical. Ocorre o aumento na reabsorção de água para que haja a sua conservação. Dessa forma, o hormônio ADH controla a concentração urinária. É um sistema de feedback muito eficaz para regular a osmolaridade e a concentração de sódio plasmático.Esse mecanismo atua por meio da alteração na excreção renal de água, independente da excreção de solutos. Com o aumento da osmolaridade plasmática, aumenta-se a secreção de ADH e com a sua diminuição, diminui-se a sua secreção. Uma vez que a osmolaridade está aumentada, regiões com osmorreceptores detectam o aumentam e sinalizam para o hipotálamo e hipófise para sintetizar e secretar o ADH. Uma vez na corrente sanguínea, age nos túbulos renais (principalmente nas porções finais), aumentando a permeabilidade à água, ligando-se a receptores na membrana basolateral que termina com inserção de aquaporinas do tipo 2 na membrana luminal, aumentando a reabsorção de água. 4. Observe o gráfico abaixo e cite como ficaria a concentração plasmática de soluto se substituirmos a ingestão de 1L de água por restrição de água. Em virtude da restrição de água, a osmolaridade plasmática tenderia a aumentar em um primeiro momento e depois seria compensada por mecanismos de restrição e conservação de água, principalmente o ADH. A osmolaridade da urina tenderia a aumentar exatamente pela restrição de água e pela sua maior reabsorção (urina muito concentrada). A taxa de fluxo urinário tenderia a reduzir e, por fim, a excreção urinária tenderia a ficar constante. A excreção renal de soluto se mantém constante, independentemente do volume de solvente, dessa forma, os rins conseguem separar a excreção de soluto e de solvente. O organismo precisa excretar cerca de 600 miliosmóis por litro. Independentemente de se aumentar o fluxo urinário, a excreção tende a ser a mesma. A osmolaridade inverteria com a taxa de fluxo sanguíneo no gráfico, enquanto a excreção de soluto iria se manter constante. 5. Caracterize a osmolaridade do fluido tubular desde o túbulo proximal até a excreção. 6. Por que nosso organismo tende à desidratação? Os rins necessitam excretar continuamente uma quantidade obrigatória de água, mesmo no indivíduo desidratado, a fim de depurar o organismo dos excessos de solutos que são ingeridos ou produzidos pelo metabolismo. A água também é perdida por meio de evaporação e sudorese através da pele. Portanto, há sempre uma tendência de desidratação, com resultante aumento da concentração de sódio e osmolaridade do líquido extracelular. 7. O que é gravidade específica da urina? Consiste na compreensão de que quanto mais concentrada a urina, maior será a sua deposição de substâncias e metabólitos, aumentando o peso da amostra urinária por quantidade de volume. Quanto mais diluída for a urina entretanto, menor será a deposição de metabólitos por volume (por isso estará diluída). 8. O que é necessário para que ocorra a conservação de água pelos rins? Para que os rins consigam conservar água e eliminar urina concentrada, é necessário: concentrações elevadas de ADH e uma medula renal hiperosmótica. 9. Qual o mecanismo de ação do ADH? O hormônio antidiurético ou vasopressina é produzido pelo eixo hipotálamo-hipófise, em neurônios situados no hipotálamo, posicionados nos núcleos paraventriculares e supraópticos. O ADH auxilia na conservação da água em situações de sua perda, aumentando a permeabilidade dos túbulos distais, túbulos coletores e ducto coletor (porções finais dos néfrons) e retendo água. As proteínas canal de água, aquaporinas, ficam internalizadas nas células dos túbulos e podem ser expressas pela presença do hormônio ADH. Existem receptores de ADH, conhecidos como V2, os quais se situam na membrana basolateral. Quando acoplados, ativam-se uma cascata de enzimas internas acopladas à proteína Gs, permitindo que a aquaporina se instale na membrana luminal, possibilitando a passagem da água. Quando em osmolaridade mais alta, osmorreceptores hipotalâmicos ativam células que sintetizam vasopressina. A vasopressina (liberada a partir da hipófise posterior), atua no epitélio do ducto coletor aumentando a inserção de poros de água na membrana apical. Ocorre o aumento na reabsorção de água para que haja a sua conservação. Dessa forma, o hormônio ADH controla a concentração urinária. É um sistema de feedback muito eficaz para regular a osmolaridade e a concentração de sódio plasmático. Esse mecanismo atua por meio da alteração na excreção renal de água, independente da excreção de solutos. Com o aumento da osmolaridade plasmática, aumenta-se a secreção de ADH e com a sua diminuição, diminui-se a sua secreção. O ADH, além de todo esse mecanismo, estimula transportadores de ureia, importante para a concentração do interstício. O ADH também ativa o co-transporte de sódio, potássio e cloreto na alça de Henle, segmento espesso, concentrando ainda mais a urina. 10. Explique a contribuição do mecanismo de contracorrente para a concentração da medula renal. Embora a osmolaridade do líquido intersticial tenha valor similar em quase todas as porções do organismo, sendo de aproximadamente 300 miliosmóis por litro, a osmolaridade do líquido intersticial da medula renal é maior, podendo alcançar 1.200 miliosmóis por litro. Dessa forma, a medula renal é hiperosmótica pela presença de um mecanismo conhecido como “mecanismo multiplicador de contracorrente”. O mecanismo de contracorrente é importante para manter a medula renal hiperosmótica e depende da disposição das alças de Henle e dos vasos retos (são capilares peritubulares especializados da medula renal). O cloreto de sódio que está se concentrando na medula poderia ser diluído pela água reabsorvida durante as etapas de reabsorção dos túbulos. Nesse sentido, a água reabsorvida é rapidamente captada pelos vasos retos, impedindo a diluição do soluto intersticial. Nesse sentido, a osmolaridade tende a aumentar conforme o líquido desce e diminui conforme o líquido sobe. A anatomia dos vasos retos (em formato de “U”) e a sua proximidade com os as alças de Henle favorecem a reabsorção direta de água e a maior concentração do líquido intersticial. Assim, os vasos retos favorecem a reabsorção de água e impedem a diluição da medula renal, concentrando-a. O formato de “U” dos vasos minimiza a perda de solutos do interstício, mas não impede o alto fluxo de líquido e solutos para o sangue em função das usuais pressões hidrostáticas e coloidosmóticas que favorecem a reabsorção nesses capilares. Sob condições estáveis, os vasos retos levam embora quantidades de soluto e água próximas daquelas absorvidas dos túbulos medulares, sendo preservada a alta concentração de solutos estabelecida pelo mecanismo de contracorrente. É um mecanismo dinâmico, assumindo que conforme a osmolaridade do líquido tubular sofre reabsorções sucessivas que culminam no aumento de sua osmolaridade, concentrando o interstício medular renal, passando de 300 miliosmóis por litro para 1.200 miliosmóis por litro. Nesse sentido, o mecanismo multiplicador de contracorrente depende do segmento da alça de Henle espesso, com grande reabsorção de cloreto de sódio que concentra o interstício medular renal. O fluido que desce fica concentrado e quando sobre, mais diluído. Em conjunto, atuam os vasos retos, em direção oposta, próximos ao túbulo renal, impedindo a diluição. Existem duas alças em paralelo, sendo uma permeável e outra impermeável à água, a fim de concentrar a medula. A concentração atua com o objetivo de facilitar a reabsorção de água, dependendo do bombeamento de cloreto de sódio em segmentos da alça para o interstício. 11. Qual é a participação da uréia para a concentração do interstício medular renal? A ureia contribui para esse mecanismo de osmolaridade da medula renal (aumentando em 50% a concentração). A uréia sofre um processo de reciclagem, até ser excretada, sendo reabsorvida e secretada conforme ocorre o ciclo da filtração. Somente cerca de 20% da da uréia filtrada é excretada. Sendo assim, após ser filtrada, a uréia sofre processos de reabsorção para o líquido intersticial, aumentando ainda mais a concentração de porções da medula renal proporcionadas pelo mecanismo de contracorrente. 12. O que acontece com uma pessoa que não consegue concentrar o interstício medularrenal? O interstício medular renal hiperosmótico atua com o objetivo de possibilitar a maior concentração da urina, preservando quantidades de água. Indivíduos com distúrbios nesse processo podem ter uma maior excreção de água, gerando déficit hídrico. 13. Quais são os estímulos para que os mecanismos da sede sejam acionados? Mecanismos da sede são ativados em condições em que há o aumento da osmolaridade plasmática, promovendo desidratação intracelular nos centros da sede e estimulando o desejo de beber, ajudando a diluir o líquido extracelular e retornar a osmolaridade ao normal. O baixo volume do LEC e a diminuição da pressão arterial, o aumento da angiotensina II (estimulando a sede em conjunto com as suas funções renais), o ressecamento da boca e mucosa do esôfago e estímulos gastrointestinais e faríngeos também influenciam a sede. QUESTÃO EXTRA SOBRE PACIENTE PSIQUIÁTRICO: O paciente tem osmolaridade plasmática diminuída e diminuição do ADH, causando sede pelo aumento da osmolaridade plasmática. O ADH é um neuro-hormônio e também está relacionado com a depressão.