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1 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck Objetivos 1- Compreender a morfologia do ureter, da bexiga e da uretra; 2- Diferenciar a uretra masculina da uretra feminina; 3- Estudar a fisiologia do néfron; 4- Entender a fisiologia da micção. Morfologia ↠ A partir dos ductos coletores, a urina flui para os cálices renais menores, que se unem para se tornar os cálices renais maiores, que se juntam para formar a pelve renal. A partir da pelve renal, a urina flui primeiro para os ureteres e, em seguida, para a bexiga urinária. A urina é então eliminada do corpo por uma uretra única (TORTORA, 14ª ed.). ANATOMIA DO URETER ↠ Os ureteres são tubos delgados, com aproximadamente 25 cm de comprimento, que transportam a urina dos rins para a bexiga (MARIEB, 3ª ed.). ↠ Cada ureter começa superiormente, no nível de L II, como uma continuação da pelve renal. A partir daí, ele desce na posição retroperitoneal através do abdome, entra na pelve verdadeira ao cruzar a cavidade pélvica na junção sacroilíaca, entra no ângulo posterolateral da bexiga e depois segue medialmente dentro da parede posterior da bexiga antes de se abrir para o interior da bexiga (MARIEB, 3ª ed.). Essa entrada oblíqua na bexiga evita o refluxo de urina da bexiga para os ureteres, pois qualquer aumento de pressão dentro da bexiga comprime a parede desse órgão, fechando assim as extremidades distais dos ureteres (VÁLVULA FISIOLÓGICA) (MARIEB, 3ª ed.). Quando esta válvula fisiológica não está funcionando corretamente, é possível que microrganismos passem da bexiga urinária para os ureteres, infectando um ou ambos os rins (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Contrações peristálticas das paredes musculares dos ureteres empurram a urina para a bexiga urinária, mas a pressão hidrostática e a gravidade também contribuem. Ondas peristálticas que vão da pelve renal à bexiga urinária variam em frequência de 1 a 5 por minuto, dependendo da velocidade em que a urina está sendo formada (TORTORA, 14ª ed.). HISTOLOGIA DO URETER ↠ A estrutura histológica dos ureteres tubulares é a mesma dos cálices renais e da pelve renal; as paredes possuem três camadas básicas: mucosa, muscular e adventícia (MARIEB, 3ª ed.). ➢ A mucosa de revestimento é composta por um epitélio transicional, que estica quando os ureteres se enchem de urina, e uma lâmina própria, composta por um tecido conjuntivo fibroelástico contendo placas de tecido linfático (MARIEB, 3ª ed.). O muco secretado pelas células caliciformes da túnica mucosa impede que as células entrem em contato com a urina, cuja concentração de soluto e cujo pH podem diferir drasticamente do citosol das células que formam a parede dos ureteres (TORTORA, 14ª ed.). ➢ A camada muscular intermediária consiste em duas camadas de músculo liso: uma camada longitudinal interna e uma camada circular externa. Uma terceira camada muscular, a camada longitudinal externa, aparece no terço inferior do ureter (MARIEB, 3ª ed.). ➢ A adventícia (externa) da parede do ureter é um tecido conjuntivo típico (MARIEB, 3ª ed.). Contém vasos sanguíneos, vasos linfáticos e nervos que suprem a túnica muscular e a túnica mucosa. A túnica adventícia mescla-se a áreas de tecido conjuntivo e mantém os ureteres em posição (TORTORA, 14ª ed.). Corte transversal de ureter. Observe o epitélio de transição (ET), a lâmina própria (LP) de tecido conjuntivo frouxo muito vascularizado, o músculo liso (ML) e a camada externa (adventícia) de tecido conjuntivo (ADV) envolvida por tecido adiposo (AD). APG 26 2 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck ANATOMIA DA BEXIGA ↠ A bexiga urinária é um órgão muscular oco e distensível situado na cavidade pélvica posteriormente à sínfise púbica. Nos homens, é diretamente anterior ao reto; nas mulheres, é anterior à vagina e inferior ao útero. Pregas do peritônio mantêm a bexiga em sua posição (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Quando ligeiramente distendida em decorrência do acúmulo de urina, a bexiga urinária é esférica. Quando está vazia, ela se achata. Conforme o volume de urina aumenta, torna-se piriforme e ascende para a cavidade abdominal (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A capacidade média da bexiga urinária é de 700 a 800 ml. Ela é menor nas mulheres, porque o útero ocupa o espaço imediatamente superior à bexiga urinária (TORTORA, 14ª ed.). Quando cheia, a bexiga fica firme e pode ser palpada através da parede anterior do abdome imediatamente superior à sínfise púbica. Uma bexiga que pode ser palpada mais de alguns centímetros acima da sínfise está perigosamente cheia de urina e requer drenagem por cateterismo (MARIEB, 3ª ed.). ↠ A bexiga vazia tem a forma de uma pirâmide de cabeça para baixo com quatro superfícies triangulares e quatro cantos, ou ângulos. Os dois ângulos posterolaterais recebem os ureteres. No ângulo anterior da bexiga (ou ápice) há uma faixa fibrosa chamada úraco (“canal urinário do feto”), o remanescente fechado de um tubo embrionário chamado alantoide. O ângulo inferior (colo) converge para a uretra (MARIEB, 3ª ed.). Nos homens, a próstata, uma glândula do sistema genital, situa-se diretamente inferior à bexiga, onde circunda a uretra (MARIEB, 3ª ed.). ↠ No assoalho da bexiga urinária encontra-se uma pequena área triangular chamada trígono da bexiga. Os dois cantos posteriores do trígono da bexiga contêm os dois óstios dos ureteres; a abertura para a uretra, o óstio interno da uretra, encontra-se no canto anterior (TORTORA, 14ª ed.). O trígono tem uma importância clínica especial porque as infecções tendem a persistir nessa região (MARIEB, 3ª ed.). VASOS E NERVOS ↠ As artérias que irrigam a bexiga são ramos das artérias ilíacas internas, principalmente as artérias vesicais superiores e inferiores (MARIEB, 3ª ed.). ↠ As veias que drenam a bexiga formam um plexo nas superfícies inferior e posterior desse órgão cujo sangue drena nas veias ilíacas internas (MARIEB, 3ª ed.). ↠ Os nervos que vão do plexo hipogástrico até a bexiga consistem em fibras parassimpáticas provenientes dos nervos esplâncnicos pélvicos, algumas fibras simpáticas oriundas dos nervos esplâncnicos torácicos inferiores e lombares superiores e fibras sensitivas viscerais (MARIEB, 3ª ed.). HISTOLOGIA DA BEXIGA ↠ Três camadas formam a parede da bexiga urinária: (MARIEB, 3ª ed.). ➢ Uma mucosa, com um epitélio transicional distensível e uma lâmina própria, forma o revestimento interno da bexiga. O revestimento mucoso contém pregas, ou rugas, que se achatam quando a bexiga enche (MARIEB, 3ª ed.). 3 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck As células mais superficiais do epitélio de transição são responsáveis pela barreira osmótica entre a urina e os fluidos teciduais. Por microscopia eletrônica, observou-se que a membrana plasmática da superfície externa das células em contato com a urina é especializada e apresenta placas espessas separadas por faixas de membrana mais delgada. Quando a bexiga se esvazia, a membrana se dobra nas regiões delgadas, e as placas espessas se invaginam e se enrolam, formando vesículas fusiformes intracitoplasmáticas, que permanecem próximo à superfície celular. Quando a bexiga se enche novamente, sua parede se distende, e ocorre um processo inverso, com transformação das vesículas citoplasmáticas fusiformes em placas que se inserem na membrana, aumentando a superfície das células. Essa membrana plasmática especial é sintetizada no complexo de Golgi e tem uma composição química peculiar: os cerebrosídeos constituem o principal componente da fração dos lipídios polares (JUNQUEIRA, 13ª ed.). ➢ Uma musculatura espessa, chamada músculo detrusor da bexiga (“empurrar para fora”), forma a camada intermediária. Esse músculo consiste em fibras musculares lisas altamente misturadas e em duas camadaslongitudinais (externa e interna) e uma circular (média). A contração desse músculo espele a urina da bexiga durante a micção (MARIEB, 3ª ed.). ➢ Nas superfícies lateral e inferior, a camada mais externa é a adventícia. A superfície superior da bexiga é coberta pelo peritônio parietal (MARIEB, 3ª ed.). A grande capacidade de distensão da bexiga a torna unicamente adequada para sua função de armazenar urina. Quando há pouca urina dentro dela, a bexiga dobra-se em seu formato piramidal básico, suas paredes espessam-se e sua mucosa enruga-se. No entanto, conforme a urina acumula-se, as rugas aplainam e a parede da bexiga fica mais fina à medida que estica, permitindo que o órgão armazene quantidades maiores de urina sem elevar de modo significativo a pressão interna (pelo menos até um acúmulo de 300 ml). Uma bexiga adulta cheia abriga cerca de 500 ml de urina, 15 vezes o seu volume quando vazia (MARIEB, 3ª ed.). ANATOMIA DA URETRA ↠ A uretra é um pequeno tubo que vai do óstio interno da uretra no assoalho da bexiga urinária até o exterior do corpo (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Esse tubo consiste em músculo liso e em uma mucosa interna (MARIEB, 3ª ed.). ↠ Na junção bexiga-uretra, um espessamento do detrusor forma o esfíncter interno da uretra. Esse é um esfíncter involuntário de músculo liso que mantém a uretra fechada quando a urina não está passando e evita o seu gotejamento entre as micções (MARIEB, 3ª ed.). ↠ Um segundo esfíncter, o esfíncter externo da uretra, circunda a uretra no interior da camada muscular chamada diafragma urogenital. Esse esfíncter externo é um músculo esquelético utilizado para inibir voluntariamente a micção. O músculo levantador do ânus do diafragma da pelve também serve como um constritor voluntário da uretra (MARIEB, 3ª ed.). Uretra feminina x uretra masculina ↠ Nas mulheres, a uretra tem apenas de 3 a 4 cm de comprimento e está presa à parede anterior da vagina por tecido conjuntivo. Ela abre-se para o exterior no óstio externo da uretra, uma abertura pequena e frequentemente difícil de localizar, que se situa anterior à abertura da vagina e posterior ao clitóris (MARIEB, 3ª ed.). ↠ Normalmente seu lúmen se encontra colabado, exceto durante a micção. Próximo à bexiga ela é revestida por um epitélio de transição, e ao longo de seu comprimento restante por um epitélio estratificado pavimentoso não- queratinizado. Intercaladas em meio ao epitélio há porções de epitélio pseudoestratificado cilíndrico (GARTNER, 3ª ed.). ↠ A mucosa está disposta em pregas alongadas por causa da organização da lâmina própria fibroelástica. Ao longo de toda a extensão da uretra há numerosas glândulas claras secretoras de muco, as glândulas de Littré (GARTNER, 3ª ed.). ↠ A camada muscular da uretra é contínua com a da bexiga, mas é constituída apenas por duas camadas de músculo liso, uma longitudinal interna e uma circular externa (GARTNER, 3ª ed.). Corte transversal da parede de bexiga. A. Observe suas camadas: epitélio de transição (ET), lâmina própria (LP) de tecido conjuntivo frouxo e feixes de músculo liso (ML). A adventícia ou a serosa não estão representadas. B. Detalhe do epitélio de transição (ET) com suas células superficiais em abóbada e a lâmina própria (LP) de tecido conjuntivo frouxo. (HE. A. Pequeno aumento. B. Médio aumento.) 4 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck ↠ Nos homens, a uretra tem aproximadamente 20 cm de comprimento e possui três regiões: a parte prostática da uretra, que tem aproximadamente 2,5 cm de comprimento e passa pela próstata; a parte intermédia da uretra, que ocupa aproximadamente 2,5 cm do diafragma urogenital membranoso; e a parte esponjosa da uretra, que tem aproximadamente 15 cm de comprimento, percorre pelo interior do pênis e se abre na glande do pênis através do óstio externo da uretra. A uretra masculina transporta para fora do corpo tanto o sêmen na ejaculação, como a urina na micção, embora não simultaneamente (MARIEB, 3ª ed.). ↠ A uretra membranosa tem apenas 1 cm de extensão e é revestida por epitélio pseudoestratificado colunar. Nessa parte da uretra existe um esfíncter de músculo estriado: o esfíncter externo da uretra (JUNQUEIRA, 13ª ed.). ↠ O epitélio da uretra cavernosa é pseudoestratificado colunar, com áreas de epitélio estratificado pavimentoso (JUNQUEIRA, 13ª ed.). ↠ A lâmina própria de todas as três regiões é composta de tecido conjuntivo frouxo fibroelástico altamente vascularizado. Ela contém numerosas glândulas de Littre, cuja secreção mucosa lubrifica o epitélio que reveste a uretra (GARTNER, 3ª ed.). ↠ A túnica muscular da parte prostática é composta principalmente por fibras de músculo liso circulares superficiais à lâmina própria; estas fibras circulares ajudam a formar o músculo esfíncter interno da uretra da bexiga urinária. A túnica muscular da parte membranácea consiste em fibras musculares esqueléticas provenientes do músculo transverso profundo do períneo dispostas circularmente, que ajudam a formar o músculo esfíncter externo da uretra (TORTORA, 14ª ed.). Fisiologia do néfron ↠ Três processos básicos ocorrem nos néfrons: filtração, reabsorção e secreção (SILVERTHORN, 7ª ed.). ➢ Filtração glomerular: Na primeira etapa da produção de urina, a água e a maior parte dos solutos do plasma sanguíneo atravessam a parede dos capilares glomerulares, onde são filtrados e passam para o interior da cápsula glomerular e, em seguida, para o túbulo renal (TORTORA, 14ª ed.). Filtração é o movimento de líquido do sangue para o lúmen do néfron. A filtração ocorre apenas no corpúsculo renal, onde as paredes dos capilares glomerulares e da cápsula de Bowman são modificadas para permitir o fluxo do líquido. Uma vez que o fluido filtrado, chamado de filtrado, chega ao lúmen do néfron, ele se torna parte do meio externo ao corpo (SILVERTHORN, 7ª ed.). ➢ Reabsorção tubular: Conforme o líquido filtrado flui pelos túbulos renais e ductos coletores, as células tubulares reabsorvem aproximadamente 99% da água filtrada e muitos solutos úteis. A água e os solutos retornam ao sangue que flui pelos capilares peritubulares e arteríolas retas (TORTORA, 14ª ed.). Observe que o termo reabsorção se refere ao retorno de substâncias para a corrente sanguínea (TORTORA, 14ª ed.). ➢ Secreção tubular: Conforme o líquido filtrado flui pelos túbulos renais e ductos coletores, as células dos túbulos renais e do ductos secretam outros materiais – como escórias metabólicas, 5 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck fármacos e excesso de íons – para o líquido. Observe que a secreção tubular remove uma substância do sangue (TORTORA, 14ª ed.). Os néfrons (por meio de filtração, reabsorção e secreção) ajudam a manter a homeostasia do volume e da composição do sangue. A situação é um pouco semelhante a um centro de reciclagem: os caminhões de lixo despejam lixo em um alimentador de entrada, onde o lixo pequeno passa por uma esteira transportadora (filtração glomerular do plasma). À medida que a esteira transportadora transporta o lixo, os funcionários removem artigos úteis, como latas de alumínio, plásticos e recipientes de vidro (reabsorção). Outros funcionários colocam o lixo adicional deixado na esteira e itens maiores na esteira transportadora (secreção). No final da esteira, todo o lixo restante cai em um caminhão para ser transportado para o aterro (escórias metabólicas na urina) (TORTORA, 14ª ed.). A imagem abaixo mostra a depuração renal de quatro substâncias hipotéticas. A substância, mostrada no painel A, é livremente filtrada pelos capilares glomerulares, mas não é reabsorvida e nem tampouco secretada. Portanto, a intensidade da excreção é igual à intensidade com que foi filtrada. Certas substâncias indesejáveis no corpo, taiscomo a creatinina, são depuradas pelos rins dessa maneira, permitindo a excreção de praticamente todo o filtrado (GUYTON, 13ª ed.). No painel B, a substância é livremente filtrada, mas também é parcialmente reabsorvida pelos túbulos de volta para a corrente sanguínea. Portanto, a intensidade da excreção urinária é menor que a da filtração pelos capilares glomerulares. Nesse caso, a intensidade da excreção é calculada como a intensidade da filtração menos a da reabsorção. Esse padrão é típico para muitos eletrólitos corporais, como os íons sódio e cloreto (GUYTON, 13ª ed.). No painel C, a substância é livremente filtrada pelos capilares glomerulares, mas não é excretada na urina porque toda a substância filtrada é reabsorvida pelos túbulos de volta para a corrente sanguínea. Esse padrão ocorre para algumas substâncias nutricionais que estão presentes no sangue, como aminoácidos e glicose. Esse tipo de depuração permite a conservação dessas substâncias nos líquidos corporais (GUYTON, 13ª ed.). A substância no painel D é livremente filtrada pelos capilares glomerulares, não sendo reabsorvida, mas quantidades adicionais dessa substância são secretadas do sangue capilar peritubular para os túbulos renais. Esse padrão frequentemente ocorre com os ácidos e as bases orgânicas e permite que essas substâncias sejam rapidamente retiradas do sangue, para serem excretadas, em grande quantidade, na urina. A intensidade da excreção, nesse caso, é calculada como a intensidade da filtração mais a de secreção tubular (GUYTON, 13ª ed.). ↠ Cada um dos processos - filtração glomerular, reabsorção tubular e secreção tubular - é regulado de acordo com as necessidades corporais. Por exemplo, quando ocorre excesso de sódio no corpo, a intensidade com que o sódio normalmente é filtrado aumenta e pequena fração do sódio filtrado é reabsorvida, resultando em excreção urinária aumentada de sódio (GUYTON, 13ª ed.). Filtração glomerular O líquido que entra no espaço capsular é chamado filtrado glomerular. A fração de plasma sanguíneo nas arteríolas glomerulares aferentes dos rins que se torna filtrado glomerular é a fração de filtração. Embora uma fração de filtração de 0,16 a 0,20 (16 a 20%) seja usual, o valor varia consideravelmente na saúde e na doença. Em média, o volume diário de filtrado glomerular em adultos é de 150 l nas mulheres e 180 l em homens. Mais de 99% do filtrado glomerular regressa à corrente sanguínea por meio da reabsorção tubular, de modo que apenas 1 a 2 l são excretados como urina (TORTORA, 14ª ed.). COMPOSIÇÃO DO FILTRADO GLOMERULAR Como a maioria dos capilares, os capilares glomerulares são relativamente impermeáveis às proteínas, assim, o líquido filtrado (chamado filtrado glomerular) é essencialmente livre de proteínas e 6 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck desprovido de elementos celulares como as hemácias (GUYTON, 13ª ed.). As concentrações de outros constituintes do filtrado glomerular, incluindo a maior parte dos sais e moléculas orgânicas, são similares às concentrações no plasma (GUYTON, 13ª ed.). MEMBRANA DE FILTRAÇÃO ↠ Juntos, os capilares glomerulares e os podócitos, que circundam completamente os capilares, formam uma barreira permeável conhecida como membrana de filtração. Esta configuração em sanduíche possibilita a filtração de água e pequenos solutos, mas impede a filtração da maior parte das proteínas plasmáticas, células sanguíneas e plaquetas (TORTORA, 14ª ed.). ↠ As substâncias filtradas do sangue atravessam três barreiras de filtração – a célula endotelial glomerular, a lâmina basal e uma fenda de filtração formada por um podócito (TORTORA, 14ª ed.). ➢ A primeira barreira é o endotélio capilar. As células endoteliais glomerulares são bastante permeáveis, porque têm grandes fenestrações (poros) com 0,07 a 0,1 µm de diâmetro. Este tamanho possibilita que todos os solutos do plasma sanguíneo saiam dos capilares glomerulares, mas impede a filtração de células sanguíneas e plaquetas. Localizadas entre os capilares glomerulares e na fenda entre as arteríolas glomerulares aferentes e eferentes estão as células mesangiais. Estas células contráteis ajudam a regular a filtração glomerular (TORTORA, 14ª ed.). Proteínas carregadas negativamente, presentes na superfície dos poros, também ajudam a repelir as proteínas plasmáticas carregadas negativamente (SILVERTHORN, 7ª ed.). ➢ A segunda barreira de filtração é a lâmina basal, uma camada de material acelular entre o endotélio e os podócitos, consiste em fibras colágenas minúsculas e proteoglicanos em uma matriz glicoproteica; as cargas negativas na matriz impedem a filtração de proteínas plasmáticas maiores carregadas negativamente (TORTORA, 14ª ed.). ➢ A terceira barreira de filtração é o epitélio da cápsula de Bowman. Estendendo-se de cada podócito estão milhares de processos em forma de pé denominados pedicelos, que envolvem os capilares glomerulares. Os espaços entre os pedicelos são as fendas de filtração. Uma fina membrana, a membrana da fenda, se estende através de cada fenda de filtração; isso possibilita a passagem de moléculas que têm um diâmetro menor do que 0,006 a 0,007 µm, incluindo a água, a glicose, as vitaminas, os aminoácidos, as proteínas plasmáticas muito pequenas, a amônia, a ureia e os íons (TORTORA, 14ª ed.). PRESSÃO NOS CAPILARES ↠ O princípio da filtração – o uso da pressão para forçar os líquidos e solutos através de uma membrana – é o mesmo tanto nos capilares glomerulares quanto nos capilares sanguíneos de outras partes do corpo (TORTORA, 14ª ed.). As três pressões que determinam a filtração glomerular – pressão do capilar sanguíneo, pressão coloidosmótica do capilar e a pressão do fluido capsular (SILVERTHORN, 7ª ed.). No entanto, o volume de líquido filtrado pelo corpúsculo renal é muito maior do que em outros capilares sanguíneos do corpo, por três razões: (TORTORA, 14ª ed.). ➢ Os glomérulos capilares apresentam uma grande área de superfície para a filtração, porque são longos e extensos. As células mesangiais regulam a quantidade de área de superfície disponível. Quando as células mesangiais estão relaxadas, a área de superfície é máxima, e a filtração glomerular é muito alta. A contração das células mesangiais reduz a área de superfície disponível, e a filtração glomerular diminui. ➢ A membrana de filtração é fina e porosa. Apesar de ter várias camadas, a espessura da membrana de filtração é de apenas 0,1 mm. Os capilares glomerulares também são aproximadamente 50 vezes mais permeáveis do que os capilares sanguíneos da maior parte dos outros tecidos, principalmente por causa de suas grandes fenestrações. ➢ A pressão sanguínea capilar glomerular é alta. Como a arteríola glomerular eferente tem um diâmetro menor do que o da arteríola glomerular aferente, a resistência à saída do sangue do glomérulo é alta. Como resultado, a pressão sanguínea nos capilares glomerulares é consideravelmente mais elevada do que nos capilares sanguíneos em qualquer outro local no corpo. 7 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck PRESSÃO EFETIVA DE FILTRAÇÃO ↠ A filtração glomerular depende de três pressões principais. Uma pressão promove filtração e duas pressões se opõem à filtração: (TORTORA, 14ª ed.). ➢ A pressão hidrostática glomerular do sangue (PHGS) é a pressão do sangue nos capilares glomerulares. Em geral, a PHGS é de aproximadamente 55 mmHg. Ela promove a filtração, forçando a água e os solutos do plasma sanguíneo através da membrana de filtração (TORTORA, 14ª ed.). ➢ A pressão hidrostática capsular (PHC) é a pressão hidrostática exercida contra a membrana de filtração pelo líquido que já está no espaço capsular e no túbulo renal. A PHC se opõe à filtração e representa uma “pressão de retorno”de aproximadamente 15 mmHg (TORTORA, 14ª ed.). ➢ A pressão coloidosmótica do sangue (PCOS), que é decorrente da presença de proteínas – como a albumina, as globulinas, o fibrinogênio no plasma e no sangue – também se opõe à filtração. A PCOS média nos capilares glomerulares é de 30 mmHg (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Assim, uma pressão de apenas 10 mmHg faz com que uma quantidade normal de plasma sanguíneo (menos as proteínas plasmáticas) seja filtrada do glomérulo para o espaço capsular (TORTORA, 14ª ed.). TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR ↠ O volume de fluido que é filtrado para dentro da cápsula de Bowman por unidade de tempo é a taxa de filtração glomerular (TFG) (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ No adulto, a TFG média é de 125 m l /min em homens e 105 m l /min em mulheres. A homeostasia dos líquidos corporais exige que os rins mantenham uma taxa de filtração glomerular relativamente constante. Se a TFG for demasiadamente elevada, as substâncias necessárias podem passar tão rapidamente pelos túbulos renais que algumas não são reabsorvidas e são perdidas na urina. Se a TFG for muito baixa, quase todo o filtrado pode ser reabsorvido e determinadas escórias metabólicas podem não ser adequadamente excretadas (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A TFG está diretamente relacionada com as pressões que determinam a pressão efetiva de filtração; qualquer mudança na pressão de filtração efetiva influencia a TFG (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Os mecanismos que regulam a TFG operam por dois modos principais: ajustando o fluxo sanguíneo para dentro e para fora do glomérulo e alterando a área de superfície disponível para filtração capilar glomerular. A TFG aumenta quando o fluxo sanguíneo nos capilares glomerulares aumenta. O controle coordenado do diâmetro das arteríolas glomerulares aferentes e eferentes regula o fluxo sanguíneo glomerular. A constrição da arteríola glomerular aferente diminui o fluxo sanguíneo no glomérulo, enquanto a dilatação da arteríola glomerular aferente o aumenta (TORTORA, 14ª ed.). 8 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck ↠ Três mecanismos controlam a TFG: a autorregulação renal, a regulação neural e a regulação hormonal (TORTORA, 14ª ed.). AUTORREGULAÇÃO RENAL A autorregulação da TFG é um processo de controle local, no qual o rim mantém uma TFG relativamente constante frente às flutuações normais da pressão arterial. Uma função importante da autorregulação da TFG é proteger as barreiras de filtração da pressão arterial alta que pode danificá-las. O processo da autorregulação ainda não está completamente elucidado, mas vários mecanismos atuam dentro desse processo. A resposta miogênica está relacionada à habilidade intrínseca do músculo liso vascular de responder a mudanças na pressão. A retroalimentação (ou feedback) tubuloglomerular é um mecanismo de sinalização parácrina pelo qual mudanças no fluxo de líquido na alça de Henle alteram a TFG (SILVERTHORN, 7ª ed.). RESPOSTA MIOGÊNICA: Quando o músculo liso da parede da arteríola estira, devido ao aumento da pressão arterial, canais iônicos sensíveis ao estiramento se abrem, e as células musculares despolarizam. A despolarização leva à abertura de canais de Ca+2 dependentes de voltagem, e o músculo liso vascular se contrai. A vasoconstrição aumenta a resistência ao fluxo e leva a uma redução no fluxo sanguíneo através das arteríolas. A redução do fluxo sanguíneo diminui a pressão de filtração no glomérulo (SILVERTHORN, 7ª ed.). Se a pressão arterial diminui, o tônus de contração arteriolar desaparece, e a arteríola torna-se maximamente dilatada. Contudo, a vasodilatação não é tão eficaz em manter a TFG como a vasoconstrição, devido ao fato de que normalmente a arteríola aferente está bastante relaxada. Consequentemente, quando a pressão arterial média diminui para menos de 80 mmHg, a TFG diminui. Esse decréscimo é adaptativo, pois se menos plasma é filtrado, o potencial para a perda de líquido na urina diminui. Em outras palavras, um decréscimo na TFG ajuda o corpo a conservar o volume sanguíneo (SILVERTHORN, 7ª ed.). RETROALIMENTAÇÃO TUBULOGLOMERULAR: é assim chamado porque parte dos túbulos renais – a mácula densa – fornece feedback ao glomérulo. Quando a TFG está acima do normal em decorrência da pressão arterial sistêmica elevada, o líquido filtrado flui mais rapidamente ao longo dos túbulos renais. Como resultado, o túbulo contorcido proximal e a alça de Henle têm menos tempo para reabsorver Na+, Cl– e água. Acredita-se que as células da mácula densa detectem o aumento do aporte de Na+, Cl– e água e inibam a liberação de óxido nítrico (NO) das células do aparelho justaglomerular (AJG). Como o NO provoca vasodilatação, as arteríolas glomerulares aferentes se contraem quando o nível de NO diminui. Como resultado, menos sangue flui para os capilares glomerulares, e a TFG diminui. Quando a pressão do sangue cai, fazendo com que a TFG seja menor do que o normal, ocorre a sequência de eventos oposta, embora em menor grau. O feedback tubuloglomerular é mais lento do que o mecanismo miogênico (TORTORA, 14ª ed.). REGULAÇÃO NEURAL DA TFG Como a maior parte dos vasos sanguíneos do corpo, os dos rins são inervados por fibras simpáticas do SNA que liberam norepinefrina. A norepinefrina causa vasoconstrição pela ativação de receptores alfa 1, que são particularmente abundantes nas fibras musculares lisas das arteríolas glomerulares aferentes. Em repouso, a estimulação simpática é moderadamente baixa, as arteríolas glomerulares aferentes e eferentes estão dilatadas, e a autorregulação renal da TFG prevalece. Com a estimulação simpática moderada, tanto as arteríolas glomerulares aferentes quanto eferentes se contraem com a mesma intensidade. O fluxo sanguíneo para dentro e para fora do glomérulo é restrito na mesma medida, o que diminui apenas ligeiramente a taxa de filtração glomerular. (TORTORA, 14ª ed.). Com maior estimulação simpática, no entanto, como ocorre durante o exercício ou hemorragia, a constrição das arteríolas glomerulares aferentes predomina. Como resultado, o fluxo sanguíneo para os vasos capilares glomerulares é muito reduzido, e a TFG diminui. Esta redução no fluxo sanguíneo renal tem duas consequências: Reduz o débito urinário, o que ajuda a conservar o volume de sangue. Possibilita um maior fluxo sanguíneo para os outros tecidos do corpo (TORTORA, 14ª ed.). REGULAÇÃO HORMONAL DA TFG Dois hormônios contribuem para a regulação da TFG. A angiotensina II reduz a TFG; o peptídio natriurético atrial (PNA) aumenta a TFG. A angiotensina II é um vasoconstritor muito potente que estreita as arteríolas glomerulares aferentes e eferentes e reduz o fluxo sanguíneo renal, diminuindo assim a TFG. As células nos átrios do coração secretam peptídio natriurético atrial (PNA). A distensão dos átrios, como ocorre quando o volume sanguíneo aumenta, estimula a secreção de PNA. Ao causar o relaxamento das células mesangiais glomerulares, o PNA aumenta a área de superfície disponível para a filtração capilar. A TFG aumenta à medida que a área de superfície aumenta (TORTORA, 14ª ed.). Reabsorção e secreção tubular ↠ O volume de líquido que entra nos túbulos renais proximais em apenas 30 min é maior do que o volume total de plasma sanguíneo, porque a TFG normal é muito elevada. Obviamente, parte deste líquido deve ser devolvida de algum modo à corrente sanguínea (TORTORA, 14ª ed.). 9 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck ↠ A reabsorção – o retorno da maior parte da água filtrada e de muitos dos solutos filtrados para a corrente sanguínea – é a segunda função básica do néfron e do ducto coletor. Normalmente, cerca de 99% da água filtrada são reabsorvidos. As células epiteliais ao longo dos túbulos e ductos renais realizam a reabsorção, mas as células do túbulo contorcido proximal dão a maior contribuição(TORTORA, 14ª ed.). ↠ Os solutos que são reabsorvidos por processos ativos e passivos incluem glicose, aminoácidos, ureia e íons como Na+ (sódio), K+ (potássio), Ca2+ (cálcio), Cl– (cloreto), HCO3- (bicarbonato) e HPO42- (fosfato). Uma vez que o líquido passa através do túbulo contorcido proximal, as células localizadas mais distalmente aperfeiçoam os processos de reabsorção para manter o equilíbrio da homeostasia de água e íons específicos (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A maior parte das proteínas e peptídios pequenos que passam através do filtro também é reabsorvida, geralmente via pinocitose (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A terceira função dos néfrons e ductos coletores é a secreção tubular, a transferência de materiais das células do sangue e do túbulo para o filtrado glomerular. As substâncias secretadas incluem íons hidrogênio (H+), K+, íons amônia (NH4+), creatinina e determinados fármacos, como a penicilina (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A secreção tubular tem dois resultados importantes: (TORTORA, 14ª ed.). ➢ A secreção de H+ ajuda a controlar o pH sanguíneo. ➢ A secreção de outras substâncias ajuda a eliminá-las do corpo pela urina. Em decorrência da secreção tubular, determinadas substâncias passam do sangue para a urina e podem ser detectadas pelo exame de urina. É especialmente importante para testar atletas à procura de substâncias que intensifiquem o desempenho, como esteroides anabolizantes, expansores plasmáticos, eritropoetina, hCG, hGH e anfetaminas. Os exames de urina também podem ser usados para detectar álcool etílico ou substâncias psicoativas, como maconha, cocaína e heroína (TORTORA, 14ª ed.). VIAS DE REABSORÇÃO ↠ Uma substância que está sendo reabsorvida do líquido no lúmen dos túbulos pode seguir uma de duas vias antes de entrar em um capilar peritubular: pode mover-se entre células tubulares adjacentes ou através de uma célula tubular individual (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Ao longo do túbulo renal, zônulas de oclusão cercam e unem células vizinhas umas às outras, muito parecido com o envoltório plástico que mantém um pacote de seis latas de refrigerante juntas. A membrana apical (o topo das latas de refrigerante) está em contato com o líquido tubular, e a membrana basolateral (a base e as laterais das latas de refrigerante) está em contato com o líquido intersticial na base e lados da célula (TORTORA, 14ª ed.). ↠ O líquido pode vazar entre as células em um processo passivo conhecido como reabsorção paracelular. Mesmo que as células epiteliais estejam ligadas por junções oclusivas, estas junções entre as células dos túbulos renais proximais são “permeáveis” e possibilitam que algumas substâncias reabsorvidas passem entre as células para os capilares peritubulares (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Em algumas partes do túbulo renal, acredita-se que a via paracelular represente até 50% da reabsorção de determinados íons e da água que os acompanha por osmose. Na reabsorção transcelular, uma substância passa do líquido no lúmen tubular através da membrana apical de uma célula do túbulo, cruza o citosol e sai para o líquido intersticial através da membrana basolateral (TORTORA, 14ª ed.). Por exemplo, água e solutos podem ser transportados, tanto através das membranas celulares (via transcelular) quanto através dos espaços juncionais entre as junções celulares (via paracelular) (GUYTON, 13ª ed.). MECANISMOS DE TRANSPORTE Quando as células renais transportam os solutos para fora ou para dentro do líquido tubular, elas movem substâncias específicas em apenas uma direção. Não surpreendentemente, diferentes tipos de 10 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck proteínas transportadoras estão presentes nas membranas apical e basolateral (TORTORA, 14ª ed.). As junções oclusivas formam uma barreira que impede a mistura de proteínas nos compartimentos das membranas apical e basolateral. A reabsorção de Na+ pelos túbulos renais é especialmente importante em decorrência da grande quantidade de íons sódio que passa através dos filtros glomerulares (TORTORA, 14ª ed.). ↠ As células que revestem os túbulos renais, assim como outras células de todo o corpo, têm baixa concentração de Na+ no seu citosol em decorrência da atividade das bombas de sódio-potássio (Na+K+ATPases). Estas bombas estão localizadas nas membranas basolaterais e ejetam Na+ das células do túbulo renal. A ausência de bombas de sódio-potássio na membrana apical assegura que a reabsorção de Na+ seja um processo unidirecional (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A maior parte dos íons sódio que cruza a membrana apical vai ser bombeada para o líquido intersticial na base e nas laterais da célula. A quantidade de ATP utilizado pelas bombas de sódio-potássio nos túbulos renais é de aproximadamente 6% do consumo total de ATP do corpo em repouso. Isso pode não parecer muito, mas é aproximadamente a mesma quantidade de energia usada pelo diafragma ao se contrair durante a respiração tranquila (TORTORA, 14ª ed.). ↠ O transporte de material através das membranas pode ser ativo ou passivo. Lembre-se de que no transporte ativo primário a energia resultante da hidrólise do ATP é usada para “bombear” uma substância através de uma membrana; a bomba de sódio-potássio é uma dessas bombas (TORTORA, 14ª ed.). ↠ No transporte ativo secundário, a energia armazenada no gradiente eletroquímico de um íon, em vez da hidrólise de ATP, impulsiona outra substância através de uma membrana. O transporte ativo secundário acopla o movimento de um íon contra o seu gradiente eletroquímico para o movimento “morro acima” de uma segunda substância contra o seu gradiente eletroquímico. Os simportadores são proteínas de membrana que movem duas ou mais substâncias no mesmo sentido através de uma membrana. Os contra-transportadores movem duas ou mais substâncias em sentidos opostos através de uma membrana. Cada tipo de transportador tem um limite máximo de velocidade de atuação, assim como uma escada rolante tem um limite de quantas pessoas ela pode transportar de um andar para outro em um determinado período. Este limite, chamado transporte máximo Tm), é medido em mg/min (TORTORA, 14ª ed.). A reabsorção de glicose pelo túbulo renal é exemplo de transporte ativo secundário (GUYTON, 13ª ed.). ↠ A reabsorção de soluto impulsiona a reabsorção de água, porque toda a reabsorção de água ocorre por osmose. Aproximadamente 90% da reabsorção de água filtrada pelos rins ocorrem juntamente com a reabsorção de solutos, como o Na+, o Cl– e a glicose (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A água reabsorvida com solutos no líquido tubular é denominada reabsorção de água obrigatória, porque a água é “obrigada” a seguir os solutos quando eles são reabsorvidos. Este tipo de reabsorção de água ocorre no túbulo contorcido proximal e na parte descendente da alça de Henle, porque estes segmentos do néfron sempre são permeáveis à água. A reabsorção dos últimos 10% de água, um total de 10 a 20 l por dia, é chamada reabsorção de água facultativa. A palavra facultativa indica que a reabsorção é “capaz de se adaptar a uma necessidade”. A reabsorção de água facultativa é regulada pelo hormônio antidiurético e ocorre principalmente nos ductos coletores (TORTORA, 14ª ed.). Agora que vimos os princípios do transporte renal, vamos seguir o líquido filtrado do túbulo contorcido proximal até a alça de Henle, para o túbulo contorcido distal e ao longo dos ductos coletores. Em cada segmento, iremos analisar onde e como substâncias específicas são reabsorvidas e secretadas. O líquido filtrado se torna líquido tubular quando entra no túbulo contorcido proximal. A composição do líquido tubular muda conforme ele flui ao longo do néfron e do ducto coletor, em decorrência da reabsorção e secreção. O líquido que flui dos ductos papilares para a pelve renal é a urina (TORTORA, 14ªed.). SECREÇÃO E REABSORÇÃO NO TÚBULO CONTORCIDO PROXIMAL ↠ A maior quantidade de reabsorção de soluto e água a partir do líquido filtrado ocorre nos túbulos contorcidos proximais, que reabsorvem 65% da água filtrada, Na+ e K+; 100% da maior parte dos solutos orgânicos filtrados, como a glicose e os aminoácidos; 50% do Cl– filtrado; 80 a 90% do HCO3– filtrado; 50% da ureia filtrada; e uma quantidade variável dos íons Ca2+, Mg2+ e HPO42– (fosfato) filtrados. Além disso, os túbulos contorcidos proximais secretam uma quantidade variável de H+, íons amônia NH4+) e ureia (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A maior parte da reabsorção de solutos no túbulo contorcido proximal (TCP) envolve o Na+. O transporte de Na+ ocorre via mecanismos utilizando simportadores e antiportadores no túbulo contorcido proximal. Normalmente, a glicose, os aminoácidos, o ácido láctico, as vitaminas hidrossolúveis e outros nutrientes filtrados 11 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck não são perdidos na urina. Em vez disso, são completamente reabsorvidos na primeira metade do túbulo contorcido proximal por vários tipos de simportadores Na+ localizados na membrana apical (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Dois íons Na+ e uma molécula de glicose se ligam à proteína simportadora, que os transporta do líquido tubular para dentro da célula do túbulo. As moléculas de glicose então saem através da membrana basolateral via difusão facilitada e se difundem para os capilares peritubulares. Outros simportadores Na+ no TCP recuperam os íons HPO42– (fosfato) e SO42– (sulfato), todos os aminoácidos e o ácido láctico filtrados de um modo semelhante. (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Em outro processo de transporte ativo secundário, os contratransportadores Na+-H+ carregam o Na+ filtrado a favor do seu gradiente de concentração para dentro de uma célula do TCP conforme o H+ é movido do citosol para o lúmen, fazendo com que o Na+ seja reabsorvido para o sangue e o H+ seja secretado no líquido tubular (TORTORA, 14ª ed.). ↠ As células do TCP produzem o H+ necessário para manter os contratransportadores deslocando-se da seguinte maneira. O dióxido de carbono CO2) se difunde do sangue peritubular ou líquido tubular ou é produzido por meio de reações metabólicas no interior das células. Como também ocorre nas hemácias, a enzima anidrase carbônica (AC) catalisa a reação do CO2 com a água H2O) para formar o ácido carbônico (H2CO3); este, em seguida, dissocia-se em H+ e HCO3– (TORTORA, 14ª ed.). 12 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck ↠ A maior parte do HCO3– do líquido filtrado é reabsorvida nos túbulos renais proximais, salvaguardando assim o suprimento do corpo de um importante tampão. Depois que o H+ é secretado para o líquido no interior do lúmen do túbulo contorcido proximal, ele reage com o HCO3– filtrado para formar H2CO3, que se dissocia facilmente em CO2 e H2O (TORTORA, 14ª ed.). ↠ O dióxido de carbono então se difunde para dentro das células dos túbulos e se junta ao H2O para formar H2CO3, que se dissocia em H+ e HCO3–. À medida que o nível de HCO3– no citosol sobe, ele sai via transportadores por difusão facilitada na membrana basolateral e se difunde para o sangue com o Na+. Assim, para cada H+ secretado no líquido tubular do túbulo contorcido proximal, um HCO3– e um Na+ são reabsorvidos (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A reabsorção de soluto nos túbulos contorcidos proximais promove a osmose de água. Cada soluto reabsorvido aumenta a osmolaridade, primeiramente no interior da célula do túbulo, em seguida no líquido intersticial, e por fim no sangue. Assim, a água se move rapidamente do líquido tubular – tanto por via paracelular quanto via transcelular – para os capilares peritubulares e restaura o equilíbrio osmótico (TORTORA, 14ª ed.). Em outras palavras, a reabsorção dos solutos cria um gradiente osmótico que promove a reabsorção de água por osmose. As células que revestem o túbulo contorcido proximal e a parte descendente da alça de Henle são especialmente permeáveis à água, porque contêm muitas moléculas de aquaporina1. Esta proteína integrante da membrana plasmática é um canal de água que aumenta muito a velocidade do movimento da água através das membranas apical e basolateral (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Conforme a água deixa o líquido tubular, as concentrações dos solutos filtrados restantes aumentam. Na segunda metade do TCP, os gradientes eletroquímicos para o Cl–, K+, Ca2+, Mg2+ e ureia promovem a sua difusão passiva para os capilares peritubulares utilizando tanto as vias paracelular quanto transcelular. Entre estes íons, o Cl– está presente na concentração mais elevada. A difusão do Cl– negativamente carregado para o líquido intersticial por meio da via paracelular torna o líquido intersticial eletricamente mais negativo do que o líquido tubular. Essa negatividade promove a reabsorção paracelular passiva de cátions como o K+, Ca2+ e Mg2+ (TORTORA, 14ª ed.). A amônia (NH3) é um produto residual tóxico derivado da desaminação (remoção de um grupo amina) de vários aminoácidos, uma reação que ocorre principalmente nos hepatócitos (células do fígado). Os hepatócitos convertem a maior parte desta amônia em ureia, um composto menos tóxico. Embora pequenas quantidades de ureia e amônia estejam presentes no suor, a maior parte da secreção desses produtos residuais contendo nitrogênio ocorre por meio da urina (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A ureia e a amônia no sangue são filtrados no glomérulo e secretados pelas células tubulares proximais renais para o líquido tubular. As células do túbulo contorcido proximal podem produzir NH3 adicional pela desaminação do aminoácido glutamina, em uma reação que produz igualmente HCO3–. A NH3 se liga rapidamente ao H+ para se tornar o íon amônio (NH4), que pode substituir o H+ a bordo dos contratransportadores Na+H+ na membrana apical e ser secretado para o líquido tubular (TORTORA, 14ª ed.). O HCO3– produzido nesta reação se move através da membrana basolateral e então se difunde para a corrente sanguínea, fornecendo tampões adicionais ao plasma sanguíneo (TORTORA, 14ª ed.). REABSORÇÃO NA ALÇA DE HENLE ↠ Como todos os túbulos contorcidos proximais reabsorvem aproximadamente 65% da água filtrada (aproximadamente 80 ml/min), o líquido entra na parte seguinte do néfron, a alça de Henle, a uma velocidade de 40 a 45 ml/min. A composição química do líquido tubular agora é muito diferente daquela do filtrado glomerular, 13 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck porque a glicose, os aminoácidos e outros nutrientes não estão mais presentes. Contudo, a osmolaridade do líquido tubular ainda é semelhante à osmolaridade do sangue, porque a reabsorção de água por osmose mantém o ritmo com a reabsorção de solutos ao longo do túbulo contorcido proximal (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A alça de Henle reabsorve aproximadamente 15% da água filtrada, 20 a 30% do Na+ e K+ filtrados, 35% do Cl– filtrado, 10 a 20% do HCO3– filtrado e uma quantidade variável do Ca2+ e Mg2+ filtrados. Aqui, pela primeira vez, a reabsorção de água por osmose não é automaticamente acoplada à reabsorção de solutos filtrados, porque parte da alça de Henle é relativamente impermeável à água (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A alça de Henle define assim o cenário para a regulação independente tanto do volume quanto da osmolaridade dos líquidos corporais. As membranas apicais das células da parte ascendente espessa da alça de Henle têm simportadores Na+-K+-2Cl– que simultaneamente recuperam um Na+, um K+ e dois Cl– do líquido no lúmen tubular. O Na+ que é transportado ativamente para o líquido intersticial na base e nas laterais da célula se difunde para as arteríolas retas. O Cl– se move pelos canais de vazamento na membrana basolateral para o líquido intersticiale, em seguida, para as arteríolas retas. Como muitos canais de vazamento de K+ estão presentes na membrana apical, a maior parte do K+ trazido pelos simportadores se move a favor do seu gradiente de concentração de volta para o líquido tubular. Assim, o principal efeito dos simportadores Na+-K+-2Cl– é a reabsorção de Na+ e Cl– (TORTORA, 14ª ed.). ↠ O movimento do K+ carregado positivamente para o líquido tubular através dos canais da membrana apical deixa o líquido intersticial e o sangue com cargas mais negativas em relação ao líquido na parte ascendente da alça de Henle. Essa negatividade relativa promove a reabsorção de cátions – Na+, K+, Ca2+ e Mg2+ – utilizando a via paracelular (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Embora aproximadamente 15% da água filtrada sejam reabsorvidos na parte descendente da alça de Henle, pouca ou nenhuma água é reabsorvida na parte ascendente. Neste segmento do túbulo, as membranas apicais são praticamente impermeáveis à água. Como os íons, mas não as moléculas de água, são reabsorvidos, a osmolaridade do líquido tubular diminui progressivamente à medida que o líquido flui para a extremidade da parte ascendente (TORTORA, 14ª ed.). 14 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck REABSORÇÃO NO INÍCIO DO TÚBULO CONTORCIDO DISTAL ↠ O líquido entra nos túbulos renais distais a uma velocidade de aproximadamente 25 ml/min, porque 80% da água filtrada agora foram reabsorvidos. A parte inicial do túbulo contorcido distal (TCD) reabsorve aproximadamente 10 a 15% da água filtrada, 5% do Na+ filtrado e 5% do Cl– filtrado. A reabsorção de Na+ e Cl– ocorre por meio dos simportadores Na+Cl– nas membranas apicais. As bombas de sódio-potássio e os canais de vazamento de Cl– nas membranas basolaterais então possibilitam a reabsorção de Na+ e Cl– para os capilares peritubulares (TORTORA, 14ª ed.). ↠ O início do TCD também é um importante local onde o hormônio paratireóideo (PTH) estimula a reabsorção de Ca2+. A quantidade de reabsorção de Ca2+ no início do TCD varia de acordo com as necessidades do organismo (TORTORA, 14ª ed.). REABSORÇÃO E SECREÇÃO NO FINAL DO TÚBULO CONTORCIDO DISTAL E NO DUCTO COLETOR ↠ No momento em que o líquido alcança o final do túbulo contorcido distal, 90 a 95% dos solutos filtrados e água retornaram para a corrente sanguínea. Lembre-se de que existem dois tipos diferentes de células – principais e intercaladas – na parte final ou terminal do túbulo contorcido distal e ao longo do ducto coletor (TORTORA, 14ª ed.). ↠ As células principais reabsorvem Na+ e secretam K+; as células intercaladas reabsorvem K+ e HCO3– e secretam H+. Na parte final dos túbulos contorcidos distais e nos ductos coletores, a reabsorção de água e solutos e a secreção de soluto variam de acordo com as necessidades do organismo (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Em contraste com os segmentos prévios do néfron, o Na+ atravessa a membrana apical das células principais via canais de saída de Na+, e não por meio de simportadores ou contratransportadores. A concentração de Na+ no citosol permanece baixa, como de costume, porque bombas de sódio-potássio transportam ativamente o Na+ através das membranas basolaterais. O Na+ então se difunde passivamente para os capilares peritubulares dos espaços intersticiais em torno das células tubulares (TORTORA, 14ª ed.). Normalmente, a reabsorção transcelular e paracelular no túbulo contorcido proximal e na alça de Henle retornam a maior parte do K+ filtrado para a corrente sanguínea. Para se ajustar à ingestão dietética variada de potássio e manter um nível estável de K+ nos líquidos do corpo, as células principais secretam uma quantidade variável de K+ (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Como as bombas de sódio-potássio basolaterais trazem continuamente K+ para as células principais, a concentração intracelular de K+ permanece alta. Os canais de vazamento de K+ estão presentes nas membranas 15 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck apical e basolateral. Assim, um pouco do K+ se difunde a favor do seu gradiente de concentração no líquido tubular, onde a concentração de K+ é muito baixa. Este mecanismo de secreção é a principal fonte do K+ secretado na urina (TORTORA, 14ª ed.). Produção de urina diluída e concentrada Mesmo que a ingestão de líquidos seja muito variável, o volume total de líquido no corpo humano normalmente permanece estável. A homeostasia do volume de líquido corporal depende, em grande parte, da capacidade dos rins de regular a taxa de perda de água na urina. Os rins com funcionamento normal produzem um grande volume de urina diluída quando a ingestão de líquidos é elevada, e um pequeno volume de urina concentrada quando a ingestão de líquidos é baixa ou a perda de líquidos é grande. O hormônio antidiurético controla se é formada urina diluída ou urina concentrada. Se não houver HAD, a urina é muito diluída. No entanto, um nível elevado de HAD estimula a reabsorção de mais água para o sangue, produzindo a urina concentrada (TORTORA, 14ª e.). FORMAÇÃO DE URINA DILUÍDA O filtrado glomerular tem a mesma proporção de água e partículas de solutos que o sangue; sua osmolaridade é de aproximadamente 300 mOsm/l (TORTORA, 14ª e.). ↠ Como observado anteriormente, o líquido que deixa o túbulo contorcido proximal ainda é isotônico em relação ao plasma. Quando está sendo formada urina diluída, a osmolaridade do líquido no lúmen tubular aumenta à medida que ele flui para baixo para a parte descendente da alça de Henle, diminui à medida que ele flui para cima pela parte ascendente, e diminui ainda mais quando ele flui pelo restante do néfron e pelo ducto coletor (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Estas alterações na osmolaridade resultam das seguintes condições ao longo do trajeto do líquido tubular: (TORTORA, 14ª ed.). ➢ Como a osmolaridade do líquido intersticial da medula renal se torna progressivamente maior, mais e mais água é reabsorvida por osmose conforme o líquido tubular flui ao longo da parte descendente em direção à ponta da alça de Henle. Como resultado, o líquido que permanece no lúmen torna-se progressivamente mais concentrado. ➢ As células que revestem a parte ascendente espessa da alça de Henle têm simportadores que reabsorvem ativamente o Na+, K+ e Cl– do líquido tubular. Os íons passam do líquido tubular para as células da parte espessa da parte ascendente, então para o líquido intersticial e, por fim, um pouco se difunde para o sangue nas arteríolas retas. ➢ Embora os solutos estejam sendo reabsorvidos na parte ascendente espessa, a permeabilidade à água desta porção do néfron é sempre muito baixa, por isso a água não pode seguir por 16 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck osmose. Conforme os solutos – mas não as moléculas de água – estão deixando o líquido tubular, sua osmolaridade cai para aproximadamente 150 mOsm/l. O líquido que entra no tubo contorcido distal é, portanto, mais diluído do que o plasma. ➢ Enquanto o líquido continua fluindo ao longo do túbulo contorcido distal, são reabsorvidos solutos adicionais, e apenas algumas moléculas de água. As células da parte inicial do túbulo contorcido distal não são muito permeáveis à água e não são reguladas pelo HAD. ➢ Por fim, as células principais da parte final dos túbulos contorcidos distais e ductos coletores são impermeáveis à água quando o nível de HAD é muito baixo. Assim, o líquido tubular torna-se progressivamente mais diluído à medida que flui adiante. No momento em que o líquido tubular flui para a pelve renal, sua concentração pode estar em 65 a 70 mOsm/l. Isto é quatro vezes mais diluído do que o plasma sanguíneo ou o filtrado glomerular. FORMAÇÃO DE URINA CONCENTRADA ↠ Quando a ingestão de água é baixa ou a perda de água é elevada (p. ex., durantea transpiração intensa), os rins precisam conservar a água enquanto eliminam escórias metabólicas e o excesso de íons. Sob influência do HAD, os rins produzem um pequeno volume de urina altamente concentrada (TORTORA, 14ª ed.). A urina pode ser quatro vezes mais concentrada (até 1.200 mOsm/l) do que o plasma sanguíneo ou o filtrado glomerular (300 mOsm/l) (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A capacidade do hormônio antidiurético de causar a excreção de urina concentrada depende da existência de um gradiente osmótico de solutos no líquido intersticial da medula renal. Observe na figura abaixo que a concentração de solutos do líquido intersticial nos rins aumenta de aproximadamente 300 mOsm/l no córtex renal para aproximadamente 1.200 mOsm/l profundamente na medula renal (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Os três principais solutos que contribuem para esta alta osmolaridade são Na+, Cl– e ureia. Dois fatores principais que contribuem para a formação e manutenção deste gradiente osmótico são: (TORTORA, 14ª ed.). ➢ as diferenças de soluto e permeabilidade à água e a reabsorção em diferentes porções das alças de Henle longas e ductos coletores; ➢ o fluxo em contracorrente de líquido ao longo de estruturas em forma de tubo na medula renal. ↠ O fluxo em contracorrente se refere ao fluxo de líquido em sentidos opostos. Isto ocorre quando o líquido que entra em um túbulo contraria (se opõe) a um líquido que flui em um túbulo paralelo das proximidades. Exemplos de fluxo em contracorrente incluem o fluxo de líquido pelas partes descendente e ascendente da alça de Henle e o fluxo sanguíneo pelas partes ascendente e descendente das arteríolas retas (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Existem dois tipos de mecanismos de contracorrente nos rins: a multiplicação em contracorrente e a troca em contracorrente (TORTORA, 14ª ed.). MULTIPLICAÇÃO EM CONTRACORRENTE ↠ A multiplicação em contracorrente é o processo pelo qual um gradiente osmótico que aumenta progressivamente é formado no líquido intersticial da medula renal como resultado do fluxo em contracorrente. A multiplicação em contracorrente envolve as alças de Henle longas dos néfrons justamedulares (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Observe na imagem acima que a parte descendente da alça de Henle transporta líquido tubular do córtex renal profundo para a medula, e a parte ascendente transporta- o na direção oposta. Uma vez que o fluxo em contracorrente ao longo das alças descendente e ascendente da alça de Henle longa estabelece o gradiente osmótico na medula renal, diz-se que a alça de Henle 17 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck longa atua como um multiplicador por contracorrente. Os rins usam este gradiente osmótico para excretar urina concentrada (TORTORA, 14ª ed.). ↠ A produção de urina concentrada pelos rins ocorre da seguinte maneira: (TORTORA, 14ª ed.). ➢ Simportadores nas células da parte ascendente espessa da alça de Henle causam um acúmulo de Na+ e Cl– na medula renal. Na parte ascendente espessa da alça de Henle, os simportadores Na+-K+-2Cl– reabsorvem Na+ e Cl– do líquido tubular. A água não é reabsorvida neste segmento, no entanto, porque as células são impermeáveis à água. Como resultado, há um acúmulo de íons Na+ e Cl– no líquido intersticial da medula. ➢ O fluxo em contracorrente pelas partes descendente e ascendente da alça de Henle estabelece um gradiente osmótico na medula renal. Como o líquido tubular se move constantemente da parte descendente para a parte ascendente espessa da alça de Henle, a parte ascendente espessa está constantemente reabsorvendo Na+ e Cl–. Por conseguinte, o Na+ e o Cl– reabsorvidos se tornam cada vez mais concentrados no líquido intersticial da medula renal, o que resulta na formação de um gradiente osmótico que varia de 300 mOsm/l na medula externa a 1.200 mOsm/l profundamente na medula interna. A parte descendente da alça de Henle é muito permeável à água, mas é impermeável a solutos, exceto a ureia. Como a osmolaridade do líquido intersticial fora da parte descendente é maior do que a do líquido tubular dentro dela, a água se move para fora da parte descendente via osmose. Isto faz com que a osmolaridade do líquido tubular aumente. À medida que o líquido prossegue ao longo da parte descendente, sua osmolaridade aumenta ainda mais: na curva fechada da alça, a osmolaridade pode chegar a 1.200 mOsm/l nos néfrons justamedulares. Como você já viu, a parte ascendente da alça de Henle é impermeável à água, mas seus simportadores reabsorvem Na+ e Cl– do líquido tubular para o líquido intersticial da medula renal, de modo que a osmolaridade do líquido tubular diminui progressivamente à medida que ele flui pela parte ascendente. Na junção entre a medula e o córtex, a osmolaridade do líquido tubular cai para aproximadamente 100 mOsm/l. Em geral, o líquido tubular se torna progressivamente mais concentrado conforme flui ao longo da parte descendente e progressivamente mais diluído enquanto passa ao longo da parte ascendente. ➢ Células nos ductos coletores reabsorvem mais água e ureia. Quando o HAD aumenta a permeabilidade à água das células principais, a água se move rapidamente por osmose para fora do líquido do ducto coletor para o líquido intersticial da medula interna, e então para as arteríolas retas. Com a perda de água, a ureia deixada para trás no líquido tubular do ducto coletor torna-se cada vez mais concentrada. Como as células tubulares profundas da medula são permeáveis à ureia, ela se difunde do líquido no túbulo para o líquido intersticial da medula. ➢ A reciclagem de ureia provoca seu acúmulo na medula renal. Conforme a ureia se acumula no líquido intersticial, um pouco dela se difunde para o líquido tubular nas partes descendente e ascendente delgada das alças de Henles longas, que também são permeáveis à ureia. No entanto, enquanto o líquido flui pela parte ascendente espessa, túbulo contorcido distal e parte cortical do ducto coletor, a ureia permanece no lúmen porque as células nesses segmentos são impermeáveis a ela. Conforme o líquido flui pelos ductos coletores, a reabsorção de água continua via osmose porque existe HAD. Esta reabsorção de água aumenta ainda mais a concentração de ureia no líquido tubular, mais ureia se difunde para o líquido intersticial da medula renal interna, e o ciclo se repete. A transferência constante de ureia entre os segmentos do túbulo renal e o líquido intersticial da medula é chamada reciclagem de ureia. Desta maneira, a reabsorção de água a partir do líquido dos túbulos promove o acúmulo de ureia no líquido intersticial da medula renal, o que por sua vez promove a reabsorção de água. Os solutos deixados para trás no lúmen então se tornam muito concentrados, e um pequeno volume de urina concentrada é excretado. TROCA EM CONTRACORRENTE ↠ A troca em contracorrente é o processo pelo qual a água e os solutos são passivamente trocados entre o sangue das arteríolas retas e o líquido intersticial da 18 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck medula renal, como resultado do fluxo em contracorrente (TORTORA, 14ª ed.). ↠ Assim como o líquido tubular flui em direções opostas na alça de Henle, o sangue flui em direções opostas nas partes ascendente e descendente das arteríolas retas. Uma vez que o fluxo em contracorrente entre as partes descendente e ascendente das arteríolas retas possibilita a troca de solutos e água entre o sangue e o líquido intersticial da medula renal, diz-se que as arteríolas retas atuam como um trocador por contracorrente (TORTORA, 14ª ed.). ↠ O sangue que entra nas arteríolas retas tem uma osmolaridade de aproximadamente 300 mOsm/l. À medida que ele flui ao longo da parte descendente para a medula renal, onde o líquido intersticial se tornacada vez mais concentrado, o Na+, o Cl– e a ureia se difundem do líquido intersticial para o sangue e a água se difunde do sangue para o líquido intersticial. Mas depois que a osmolaridade aumenta, o sangue flui para a parte ascendente das arteríolas retas. Aqui, o sangue flui por uma região em que o líquido intersticial se torna cada vez menos concentrado. Como resultado, o Na+, o Cl– e a ureia se difundem do sangue de volta para o líquido intersticial, e a água se difunde do líquido intersticial de volta para as arteríolas retas (TORTORA, 14ª ed.). A osmolaridade do sangue que sai das arteríolas retas é apenas ligeiramente maior do que a osmolaridade do sangue que entra nas arteríolas retas. Assim, as arteríolas retas fornecem oxigênio e nutrientes para a medula renal sem extinguir nem diminuir o gradiente osmótico. A alça de Henle longa estabelece o gradiente osmótico na medula renal por meio da multiplicação em contracorrente, mas as arteríolas retas mantêm o gradiente osmótico na medula renal por troca em contracorrente (TORTORA, 14ª ed.). Fisiologia da micção ↠ Uma vez que o filtrado deixa os ductos coletores, ele já não pode mais ser modificado, e a sua composição não se altera. O filtrado, agora chamado de urina, flui para a pelve renal e, então, desce pelo ureter, em direção à bexiga urinária, com a ajuda de contrações rítmicas do músculo liso (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ A bexiga urinária é um órgão oco cujas paredes contêm camadas bem desenvolvidas de músculo liso. Na bexiga, a urina é armazenada até que seja excretada no processo conhecido como micção. A bexiga urinária pode se expandir para armazenar um volume aproximado de 500 mL de urina. O colo da bexiga é contínuo com a uretra, um tubo único pelo qual a urina passa até alcançar o meio externo. A abertura entre a bexiga e a uretra é fechada por dois anéis musculares, chamados de esfíncteres (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ O esfincter interno da uretra é uma continuação da parede da bexiga e é formado por músculo liso. Seu tônus normal o mantém contraído. O esfincter externo da uretra é um anel de músculo esquelético, controlado por neurônios motores somáticos (SILVERTHORN, 7ª ed.). A estimulação tônica proveniente do sistema nervoso central mantém a contração do esfincter externo, exceto durante a micção (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ A micção é um reflexo espinal simples que está sujeito aos controles consciente e inconsciente pelos centros superiores do encéfalo. À medida que a bexiga urinária se enche com urina e as suas paredes se expandem, receptores de estiramento enviam sinais através de neurônios sensoriais para a medula espinal. Lá, a informação é integrada e transferida a dois conjuntos de neurônios (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ O estímulo da bexiga urinária cheia estimula os neurônios parassimpáticos, que inervam o músculo liso da parede da bexiga urinária. O músculo liso contrai, aumentando a pressão no conteúdo da bexiga urinária. Simultaneamente, os neurônios motores somáticos que inervam o esfincter externo da uretra são inibidos (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ A contração da bexiga urinária ocorre em uma onda, a qual empurra a urina para baixo, em direção à uretra. A pressão exercida pela urina força o esfincter interno da uretra a abrir enquanto o esfincter externo relaxa. A urina passa para a uretra e para fora do corpo, auxiliada pela gravidade (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ Este reflexo de micção simples ocorre principalmente em crianças que ainda não foram treinadas para o controle dos esfincteres. Uma pessoa que foi treinada para 19 Júlia Morbeck – 2º período de medicina @jumorbeck o controle esfincteriano adquire um reflexo aprendido, que mantém o reflexo da micção inibido até que ele ou ela deseje conscientemente urinar (SILVERTHORN, 7ª ed.). ↠ O reflexo aprendido envolve fibras sensoriais adicionais à bexiga urinária, que sinalizam o grau de enchimento. Centros no tronco encefálico e no córtex cerebral recebem essa informação e superam o reflexo de micção básico, inibindo diretamente as fibras parassimpáticas e reforçando a contração do esfincter externo da uretra. Quando chega o momento apropriado para urinar, esses mesmos centros removem a inibição e facilitam o reflexo, inibindo a contração do esfincter externo da uretra (SILVERTHORN, 7ª ed.). Além do controle consciente da micção, vários fatores inconscientes podem afetar esse reflexo. A “bexiga tímida” é uma condição na qual a pessoa não consegue urinar na presença de outra pessoa, apesar de sua intenção consciente de fazê-lo. O som de água corrente facilita a micção e, muitas vezes, é utilizado para ajudar os pacientes a urinar quando a uretra está irritada pela inserção de um cateter, um tubo inserido dentro da bexiga urinária para drená-la passivamente (SILVERTHORN, 7ª ed.). Referências JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Histologia básica: texto e atlas. 13. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2018 MARIEB, E. N.; HOEHN, K. Anatomia e Fisiologia, 3ª ed., Porto Alegra: Artmed, 2008 SILVERTHORN, Dee U. Fisiologia Humana. Disponível em: Minha Biblioteca, (7th edição). Grupo A, 2017. GUYTON & HALL. Tratado de Fisiologia Médica, 13ª ed. Editora Elsevier Ltda., 2017 GARTNER, L. P.; HIATT, J. L. Tratado de Histologia em cores, 3ª ed., Elsevier Ltda., 2007. TORTORA. Princípios de Anatomia e Fisiologia. Disponível em: Minha Biblioteca, (14th edição). Grupo GEN, 2016.
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