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1. IDENTIFICAR OS COMPONENTES DO SISTEMA RENAL (SISTEMA CIRCULATÓRIO) • FUNÇÕES DOS RINS A função mais importante dos rins é a regulação homeostática do conteúdo de água e íons no sangue, também chamada de balanço do sal e da água, ou equilíbrio hidroeletrolítico. A remoção de resíduos é importante, mas alterações no volume sanguíneo ou nas concentrações iônicas causam sérios problemas clínicos antes que o acúmulo de resíduos metabólicos atinja níveis tóxicos. Podemos dividir as funções dos rins em seis áreas gerais: 1) Regulação do volume do líquido extracelular e da pressão arterial: Quando o volume do líquido extracelular diminui, a pressão arterial também diminui. Os rins trabalham de uma maneira integrada com o sistema circulatório para assegurar que tanto a pressão arterial quanto a perfusão tecidual permaneçam em uma faixa aceitável. 2) Regulação da osmolalidade (medida do número de partículas dissolvidas em uma solução): O corpo integra a função renal com o comportamento, como a sede, para manter a osmolalidade do corpo 3) Manutenção do equilíbrio iônico: Os rins mantêm a concentração de íons-chave dentro de uma faixa normal pelo balanço entre a sua ingestão e a sua perda urinária. O sódio (Na+) é o principal íon envolvido na regulação do volume do líquido extracelular e da osmolalidade. 4) Regulação homeostática do pH: O pH plasmático é normalmente mantido dentro de uma faixa muito estreita de variação. Se o líquido extracelular se torna muito ácido, os rins excretam H+ e conservam íons bicarbonato (HCO3-), que atuam como tampão. Inversamente, quando o líquido extracelular se torna muito alcalino, os rins excretam HCO3- e conservam H+. Os rins exercem um não são capazes de corrigir desequilíbrios no pH tão rapidamente quanto os pulmões. 5) Excreção de resíduos: Os rins removem produtos do metabolismo e substâncias estranhas, como fármacos e toxinas ambientais. Os produtos do metabolismo incluem a creatinina do metabolismo muscular e resíduos nitrogenados, como a ureia e o ácido úrico. Um metabólito da hemoglobina, chamado de urobiolinogênio, dá a ela sua cor amarela característica. 6) Produção de hormônios: As células renais sintetizam eritropoetina, a citocina/hormônio que regula a produção dos eritrócitos. Os rins também liberam renina, uma enzima que regula a produção de hormônios envolvidos no equilíbrio do sódio e na homeostasia da pressão sanguínea. Por fim, as enzimas renais auxiliam na conversão da vitamina D3 em um hormônio ativo que regula o equilíbrio do Ca2+. • ANATOMIA DO SISTEMA URINÁRIO O sistema urinário consiste em rins, ureteres, bexiga urinária e uretra. Iniciaremos seguindo o trajeto que uma gota de água segue desde o plasma até a sua excreção na urina. A produção da urina inicia quando a água e os solutos se deslocam do plasma para o interior de tubos ocos (néfrons), que compõem a maior parte dos dois rins. Esses túbulos modificam a composição do líquido à medida que ele passa ao longo dessas estruturas. O fluido já alterado, agora chamado de urina, deixa os rins e passa por um tubo, chamado de ureter. Existem dois ureteres, cada um partindo de um rim e se dirigindo para a bexiga urinária. A bexiga se expande e é preenchida com a urina até que, em um reflexo, chamado de micção, ela se contrai e elimina a urina através de um único tubo, a uretra. A uretra, nos homens, sai do corpo através do corpo do pênis. Nas mulheres, a abertura uretral é encontrada anterior às aberturas da vagina e do ânus. Devido à extensão mais curta da uretra nas mulheres e sua proximidade com bactérias originárias do intestino grosso, as mulheres são mais propensas que os homens a desenvolverem infecções bacterianas na bexiga urinária e nos rins, ou infecções do trato urinário (ITUs). • ANATOMIA FISIOLÓGICA DOS RINS o Organização geral dos rins e do trato urinário Os dois rins se situam na parede posterior do abdome, fora da cavidade peritoneal. O lado medial de cada rim apresenta região indentada chamada hilo. Pelo hilo passam a artéria e veia renais, vasos linfáticos, suprimento nervoso e o ureter, que carreia urina do rim para a bexiga. Na bexiga, a urina é armazenada e periodicamente eliminada do corpo. O rim é revestido por cápsula fibrosa resistente, que protege as estruturas internas, que são mais delicadas. As duas principais regiões que podem ser visualizadas são as regiões do córtex externo e da medula interna. A medula é dividida em 8 a 10 massas de tecidos em forma de cone chamados pirâmides renais. A borda externa da pelve é dividida em estruturas de fundo-cego chamadas cálices maiores que se dividem em cálices menores, que coletam urina dos túbulos de cada papila. • ELEMENTOS VASCULARES DO RIM O sangue entra no rim pela artéria renal, antes de seguir para as artérias menores, e, depois, para as arteríolas no córtex. Nesse ponto, o arranjo dos vasos sanguíneos forma um sistema porta. No sistema porta renal, o sangue flui das artérias renais para uma arteríola aferente. Das arteríolas aferentes, o sangue passa para uma primeira rede de capilares, uma rede em forma de novelo, chamada de glomérulo. O sangue que deixa os glomérulos passa para uma arteríola eferente, e, então, para uma segunda rede de capilares, os capilares peritubulares, que cercam o túbulo renal. Nos néfrons justamedulares, os longos capilares peritubulares que penetram na medula são chamados de vasos retos. Por fim, os capilares peritubulares convergem para a formação de vênulas e pequenas veias, enviando o sangue para fora dos rins através da veia renal. A função do sistema porta renal é filtrar o fluido sanguíneo para o interior do lúmen do néfron, nos capilares glomerulares, e, então, reabsorver o fluido do lúmen tubular de volta para o sangue, nos capilares peritubulares. o Suprimento sanguíneo renal O fluxo sanguíneo para os dois rins corresponde normalmente a 22% do débito cardíaco ou 1.100 mL/min. A artéria renal entra no rim pelo hilo e, então, se divide progressivamente para formar artérias interlobares, artérias arqueadas, artérias interlobulares (também chamadas artérias radiais) e arteríolas aferentes, que terminam nos capilares glomerulares, onde grandes quantidades de líquido e de solutos são filtradas para iniciar a formação da urina. As extremidades distais dos capilares, de cada glomérulo, se juntam para formar a arteríola eferente, que forma segunda rede de capilares, os capilares peritubulares, que circundam os túbulos renais. A alta pressão hidrostática nos capilares glomerulares resulta na filtração rápida de líquidos e de eletrólitos, enquanto pressão hidrostática mais baixa, nos capilares peritubulares, permite sua rápida reabsorção. Os vasos sanguíneos do sistema venoso progressivamente formam a veia interlobular, veia arqueada, veia interlobar e veia renal, que deixam o rim pelo hilo. o Fluxo sanguíneo renal e consumo de oxigênio Com base no peso por grama, os rins normalmente consomem duas vezes mais oxigênio que o cérebro, mas têm o fluxo sanguíneo quase sete vezes maior. Grande fração do oxigênio consumido pelos rins está relacionada à alta intensidade de reabsorção ativa do sódio pelos túbulos renais. O consumo de oxigênio renal varia proporcionalmente à reabsorção de sódio nos túbulos renais que, por sua vez, está intimamente relacionada à FG e à intensidade do sódio filtrado. Se a filtração glomerular cessar completamente, a reabsorção renal de sódio também cessará e o consumo de oxigênio diminuirá para cerca de um quarto do normal. o Determinantes do fluxo sanguíneo renal O fluxo sanguíneo renal é determinado pelo gradiente de pressão ao longo da vasculatura renal (a diferença entre as pressões hidrostáticas na artéria renal e na veia renal) dividido pela resistência vascular renal total: A maior parte da resistência vascular renal reside em três segmentos principais: artérias interlobulares,arteríolas aferentes e arteríolas eferentes. A resistência desses vasos é controlada pelo sistema nervoso simpático, vários hormônios e pelos mecanismos renais de controle local. Embora as alterações da pressão arterial tenham alguma influência sobre o fluxo sanguíneo renal, os rins têm mecanismos efetivos para manter o fluxo sanguíneo renal e a FG relativamente constantes em faixa de pressão arterial entre 80 e 170 mmHg, processo chamado autorregulação. o O fluxo sanguíneo nos vasa reacta da medula renal é muito baixo, comparado ao fluxo no córtex renal A parte externa do rim, o córtex renal, recebe a maior parte do fluxo sanguíneo renal. O fluxo sanguíneo para a medula renal corresponde a apenas 1 a 2% do fluxo sanguíneo renal total. O fluxo para a medula renal é suprido por parte especializada do sistema capilar peritubular, denominada vasa recta. Esses vasos entram na medula paralelamente ao ramo descendente das alças de Henle, formam várias alças em diferentes níveis da medula e retornam ao córtex, também paralelo, às alças de Henle, antes de se escoarem para o sistema venoso. 2. DESCREVER O NÉFRON (ESTRUTURAS) • O NÉFRON É A UNIDADE FUNCIONAL DO RIM Uma secção transversal através de um rim mostra que o seu interior é dividido em duas camadas: um córtex externo e uma medula interna. As camadas são formadas pelo arranjo organizado de túbulos microscópicos, chamados de néfrons. Cerca de 80% dos néfrons de um rim estão presentes quase que completamente no interior do cortex (néfrons corticais), ao passo que os outros 20% – chamados de néfrons justamedulares – penetram no interior da medula. O néfron é a unidade funcional do rim. Cada um dos cerca de 1 milhão de néfrons de cada rim é dividido em segmentos, e cada segmento é intimamente associado com vasos sanguíneos especializados. O néfron inicia em uma estrutura oca globular, chamada de cápsula de Bowman, a qual envolve o glomérulo. O endotélio do glomérulo é unido ao epitélio da cápsula de Bowman, de modo que o líquido filtrado dos capilares passa diretamente para dentro do lúmen tubular. O conjunto formado pelo glomérulo e pela cápsula de Bowman é chamado de corpúsculo renal. A partir da cápsula de Bowman, o filtrado flui para o interior do túbulo proximal e, após, para a alça de Henle, um segmento em forma de grampo que desce até a medula e, posteriormente, retorna para o córtex. A alça de Henle é dividida em dois ramos, um ramo descendente fino e um ramo ascendente com segmentos fino e grosso. O fluido, então, chega até o túbulo distal. Os túbulos distais drenam para um único tubo maior, chamado de ducto coletor (O túbulo distal e seu ducto coletor formam o néfron distal.) Os ductos coletores passam do córtex para a medula e drenam na pelve renal. Da pelve renal, o líquido filtrado e modificado, agora chamado de urina, flui para o ureter no seu trajeto rumo à excreção. Três processos básicos ocorrem nos néfrons: filtração, reabsorção e secreção. 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. Tudo que é filtrado nos néfrons é destinado à excreção na urina, a não ser que seja reabsorvido para o corpo. Após o filtrado deixar a cápsula de Bowman, ele é modificado pelos processos de reabsorção e secreção. A reabsorção é um processo de transporte de substâncias presentes no filtrado, do lúmen tubular de volta para o sangue através dos capilares peritubulares. A secreção remove seletivamente moléculas do sangue e as adiciona ao filtrado no lúmen tubular. A reabsorção e a secreção (em um menor grau) determinam a composição final do filtrado. O volume e a osmolalidade finais da urina dependem das necessidades do corpo de conservar ou excretar água e soluto. Tente lembrar a origem dos dois prefixos. “Se” significa à parte, indicando a separação de algo de sua fonte. No néfron, os solutos secretados se movem do plasma para o lúmen tubular. “Ex” significa fora, indicando algo fora do ou externo ao corpo. Excreção refere-se à remoção de uma substância do corpo. À medida que este filtrado flui pelo túbulo proximal, cerca de 70% do seu volume é reabsorvido. A reabsorção ocorre quando as células do túbulo proximal transportam solutos para fora do lúmen, determinando a reabsorção de água por osmose. O filtrado que deixa o túbulo proximal tem a mesma osmolalidade do que o filtrado que entrou. Por essa razão, dizemos que a função primária do túbulo proximal é a reabsorção isosmótica de solutos e água. O filtrado que deixa o túbulo proximal passa para a alça de Henle, o local principal para a produção de urina diluída. À medida que o filtrado passa pela alça de Henle, proporcionalmente é reabsorvido mais soluto do que água, e o filtrado torna-se hiposmótico com relação ao plasma. A partir da alça de Henle, o filtrado passa para o túbulo distal e para o ducto coletor. Nesses dois segmentos, ocorre uma regulação fina do balanço de sal e de água sob o controle de vários hormônios. E que algumas substâncias que são filtradas podem ou não ser reabsorvidas ou secretadas. No final do ramo ascendente espesso existe um pequeno segmento que tem em sua parede placa de células epiteliais especializadas, conhecidas como mácula densa. A mácula densa tem um papel importante no controle da função do néfron. A parede da arteríola aferente adjacente a ela possui células musculares lisas especializadas, chamadas de células granulares (também conhecidas como células justaglomerulares ou células JG). As células granulares secretam renina, uma enzima envolvida no balanço do sal e da água. Evidências experimentais indicam que as células da mácula densa transportam NaCl, e que o aumento no transporte de sal inicia a retroalimentação tubuloglomerular. Experimentos mostram que muitos sinalizadores parácrinos, incluindo ATP, adenosina e óxido nítrico, passam da mácula densa para a arteríola como parte da retroalimentação tubuloglomerular. 3. EXPLICAR O PROCESSO DE FILTRAÇÃO • FILTRAÇÃO Diferentemente da filtração glomerular, que é relativamente não seletiva (isto é, praticamente todos os solutos do plasma são filtrados, exceto as proteínas plasmáticas ou substâncias ligadas a elas), a reabsorção tubular é muito seletiva. Algumas substâncias, como glicose e aminoácidos, são quase que completamente reabsorvidas pelos túbulos, de modo que a intensidade da excreção urinária é, em termos práticos, zero. Muitos dos íons do plasma, como sódio, cloreto e bicarbonato, também são muito reabsorvidos, mas suas intensidades de reabsorção e de excreção urinárias são variáveis, dependendo das necessidades do organismo. Resíduos de produtos como ureia e creatinina, ao contrário, são pouco reabsorvidos pelos túbulos, sendo excretados em quantidades relativamente altas. A filtração do plasma para dentro dos túbulos renais é o primeiro passo na formação da urina. Esse processo relativamente inespecífico gera um filtrado, cuja composição é igual à do plasma menos a maioria das proteínas plasmáticas. Sob condições normais, as células sanguíneas permanecem no capilar, de modo que o filtrado é composto apenas de água e de solutos dissolvidos. Apenas cerca de um quinto do plasma que flui ao longo dos rins é filtrado para dentro dos néfrons. Os quatro-quintos restantes do plasma, juntamente com a maior parte das proteínas plasmáticas e das células sanguíneas, passa para os capilares peritubulares. SINTETIZANDO... A filtração ocorre no corpúsculo renal à medida que o líquido passa dos capilares do glomérulo para dentro da cápsula de Bowman. A reabsorção e a secreção ocorrem ao longo do restante do túbulo, transferindo material entre o lúmen e os capilares peritubulares. A quantidade excretada é igual à quantidadefiltrada para o túbulo, menos a quantidade reabsorvida para o sangue, mais a quantidade secretada no lúmen tubular. Essa equação é uma maneira útil de se pensar sobra o manejo renal de solutos. Observe, entretanto, que nem toda substância no plasma é filtrada. A porcentagem do volume total do plasma que é filtrada para dentro do túbulo é denominada fração de filtração. o O corpúsculo renal contém três barreiras de filtração A filtração ocorre no corpúsculo renal, que consiste na rede de capilares glomerulares envolta pela cápsula de Bowman. As substâncias que deixam o plasma precisam passar através de três barreiras de filtração antes de entrarem no lúmen tubular: o endotélio do capilar glomerular, uma lâmina basal (membrana basal) e o epitélio da cápsula de Bowman. A primeira barreira é o endotélio capilar. Os capilares glomerulares são capilares fenestrados com grandes poros, que permitem que a maioria dos componentes plasmáticos sejam filtrados através do endotélio. Os poros são pequenos o bastante, contudo, para impedir que as células do sangue deixem o capilar. A segunda barreira de filtração é a lâmina basal, uma camada acelular de matriz extracelular que separa o endotélio do capilar do epitélio da cápsula de Bowman. A lâmina basal é constituída por glicoproteínas carregadas negativamente, colágeno e outras proteínas. Ela atua como uma peneira grossa, excluindo a maioria das proteínas plasmáticas do líquido que é filtrado através dela. A terceira barreira de filtração é o epitélio da cápsula de Bowman. A porção epitelial da cápsula que envolve cada capilar glomerular é formada por células especializadas, chamadas de podócitos. Os podócitos possuem longas extensões citoplasmáticas, denominadas pés, ou pedicelos, que se estendem a partir do corpo principal da célula. Esses pedicelos envolvem os capilares glomerulares e se entrelaçam uns com os outros, deixando estreitas fendas de filtração fechadas por uma membrana semiporosa. A membrana da fenda de filtração contém diversas proteínas exclusivas, incluindo a nefrina e a podocina. Em doenças, em que a nefrina e a podocina estão ausentes ou anormais, as proteínas passam através da barreira de filtração glomerular para a urina. As células mesangiais glomerulares ficam entre e ao redor dos capilares glomerulares. As células mesangiais possuem feixes citoplasmáticos de filamentos semelhantes à actina, que fazem essas células serem capazes de contrair e alterar o fluxo sanguíneo pelos capilares. Além disso, secretam citocinas associadas a processos inflamatórios e imunes. movimento de líquido de volta para os capilares. 3) A cápsula de Bowman é um espaço fechado, de forma que a presença de fluido no interior dessa cápsula cria uma pressão hidrostática do fluido (Pfluido), que se opõe ao fluxo de fluido para o interior da cápsula. A pressão efetiva de filtração representa a soma das forças hidrostáticas e coloidosmóticas que favorecem ou se opõem à filtração através dos capilares glomerulares. Essas forças incluem: 1) a pressão hidrostática, nos capilares glomerulares (pressão hidrostática glomerular, (PG) que promove a filtração; 2) a pressão hidrostática na cápsula de Bowman (PB), por fora dos capilares que se opõe à filtração; 3) a pressão coloidosmótica das proteínas plasmáticas (pG) que se opõe à filtração; o A pressão nos capilares causa a filtração As três pressões que determinam a filtração gloumerular são pressão do capilar sanguíneo, pressão coloidosmótica do capilar e a pressão do fluido capsular. 1) A pressão hidrostática (PH) do sangue que flui através dos capilares glomerulares força a passagem de fluido através do seu endotélio fenestrado. A pressão sanguínea nos capilares favorece a filtração para dentro da cápsula de Bowman. 2) A pressão coloidosmótica (𝜋) no interior dos capilares glomerulares é mais alta do que a no fluido da cápsula de Bowman. Esse gradiente de pressão é devido à presença de proteínas no plasma. O gradiente de pressão osmótica favorece o Essa pressão pode não parecer muito alta, mas quando combinada com a grande permeabilidade natural dos capilares glomerulares fenestrados, ela resulta em uma rápida filtração de fluido para o interior dos túbulos. O volume de fluido que é filtrado para dentro da cápsula de Bowman por unidade de tempo é a taxa de filtração glomerular (TFG). A TFG é influenciada por dois fatores: a pressão de filtração resultante e o coeficiente de filtração. A pressão de filtração é determinada primeiro pelo fluxo sanguíneo renal e pela pressão arterial. O coeficiente de filtração possui dois componentes: a área de superfície dos capilares glomerulares, disponível para a filtração e a permeabilidade da interface entre capilar e cápsula de Bowman. FG = Kf × Pressão líquida de filtração 4) a pressão coloidosmótica das proteínas na cápsula de Bowman (pB) que promove a filtração. Portanto, a FG pode ser expressa como: FG = Kf × (PG − PB − pG + pB) o A TFG é relativamente constante A TFG é notavelmente constante em uma ampla faixa de pressões arteriais. Contanto que a pressão arterial média do sangue fique entre 80 e 180 mmHg, a TFG é, em média, de 180 L/dia. A TFG é controlada primariamente pela regulação do fluxo sanguíneo através das arteríolas renais. Se a resistência global das arteríolas renais aumenta, o fluxo sanguíneo renal diminui, e o sangue é desviado para outros órgãos. O efeito do aumento da resistência sobre a TFG, entretanto, depende de onde a mudança na resistência ocorre. o A TFG está sujeita a autorregulação 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. 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. o 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 Ca2+ 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. 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. Em outras palavras, um decréscimo na TFG ajuda o corpo a conservar o volume sanguíneo. o A filtrabilidade dos solutos é inversamente relacionada ao seu tamanho. A membrana capilar glomerular é mais espessa que a da maioria dos outros capilares, mas também é muito mais porosa e, portanto, filtra líquidos com mais alta intensidade. Apesar da alta intensidade da filtração, a barreira de filtração glomerular é seletiva na determinação de quais moléculas serão filtradas, com base no seu tamanho e em sua carga elétrica. o Grandes moléculas, com carga negativa são filtradas menos facilmente que moléculas com carga positiva com igual dimensão molecular Para qualquer raio molecular moléculas com carga positiva são filtradas muito mais rapidamente do que as moléculas com carga negativa. Polímeros neutros também são filtrados mais prontamente que polímeros com carga negativa, com peso molecular igual. A razão para essas diferenças da filtrabilidade é que as cargas negativas da membrana basal e dos podócitos são meios importantes pararestringir a passagem de grandes moléculas com carga negativa, incluindo as proteínas plasmáticas. 4. EXPLCIAR O PROCESSO DE REABSORÇÃO (Na+ E H2O) • REABSORÇÃO Mais de 99% do líquido que entra nos túbulos é reabsorvido para o sangue à medida que o filtrado percorre os néfrons. A maior parte dessa reabsorção ocorre no túbulo proximal, com uma quantidade menor de reabsorção nos segmentos distais do néfron. A reabsorção no néfron distal é finamente regulada, possibilitando aos rins reabsorverem seletivamente íons e água de acordo com as necessidades do organismo para a manutenção da homeostasia. Muitas substâncias exógenas são filtradas nos túbulos, mas não são reabsorvidas para o sangue. Muitos nutrientes pequenos, como a glicose e intermediários do ciclo do ácido cítrico, são filtrados, porém são reabsorvidos de maneira muito eficiente no túbulo proximal. A filtração de íons e água para dentro dos túbulos simplifica a sua regulação. Se uma porção do filtrado que alcança o néfron distal não é necessária para manter a homeostasia, ela passa para a urina. Com uma alta TFG, essa excreção pode ocorrer de forma bastante rápida. Contudo, se os íons e a água são necessários, eles são reabsorvidos. o A reabsorção pode ser ativa ou passiva A reabsorção de água e solutos do lúmen tubular para o líquido extracelular depende de transporte ativo. O filtrado que flui da cápsula de Bowman para o túbulo proximal tem a mesma o Retroalimentação tubuloglomerular A retroalimentação tubuloglomerular é uma via de controle local, na qual o fluxo de líquido através dos túbulos renais altera a TFG. A configuração torcida do néfron faz a porção final do ramo espesso ascendente da alça de Henle passar entre as arteríolas aferente e eferente. As paredes tubulares e arteorilares são modificadas nessa região em que elas entram em contato umas com as outras, e, juntas, formam o aparelho justaglomerular. concentração de solutos do líquido extracelular. Portanto, para transportar soluto para fora do lúmen, as células tubulares precisam usar transporte ativo para criar gradientes de concentração ou eletroquímicos. A água segue osmoticamente os solutos, à medida que eles são reabsorvidos. O transporte de Na+ do lúmen tubular para o líquido extra-elular cria um gradiente elétrico transepitelial, no qual o lúmen é mais negativo do que o LEC. Os ânions, então, seguem o Na+ positivamente carregado para fora do lúmen. A saída de Na+ e de ânions do lúmen para o LEC dilui o fluido luminal e aumenta a concentração do LEC, de forma que a água deixa o túbulo renal por osmose. A redução do volume do lúmen tubular aumenta a concentração de solutos (incluindo K+, Ca2+ e ureia) que permaneceram no filtrado: a mesma quantidade de soluto em um volume menor equivale a uma concentração mais alta de soluto. Uma vez que as concentrações de soluto no lúmen são mais altas do que as concentrações de soluto no líquido extracelular, os solutos difundem-se para fora do lúmen se o epitélio do túbulo for permeável a eles. A reabsorção envolve tanto o transporte transepitelial quanto o transporte paracelular. No transporte transepitelial (também chamado de transporte transcelular), as substâncias atravessam as membranas apical e basolateral das células tubulares epiteliais para chegar ao líquido intersticial. Na via paracelular, as substâncias passam através de junções celulares entre células vizinhas. O caminho seguido pelo soluto depende da permeabilidade das junções epiteliais e do seu gradiente eletroquímico. Para solutos que se movem através do transporte transepitelial, suas concentrações ou seus gradientes eletroquímicos determinam seus mecanismos de transporte. Solutos que se movem a favor do seu gradiente de concentração usam canais de vazamento ou carreadores de difusão facilitada para cruzarem a membrana celular. o Transporte ativo do sódio A reabsorção ativa de Na+ é a força motriz primária para a maior parte dos mecanismos de reabsorção renal. A composição do filtrado que entra no túbulo proximal é semelhante à composição iônica plasmática, com uma concentração maior de Na+ do que a encontrada nas células. Dessa forma, o Na+ presente no filtrado pode entrar nas células tubulares passivamente, de acordo com seu gradiente eletroquímico. O transporte apical do Na+ utiliza várias proteínas transportadoras por simporte e antiporte ou de canais de vazamento abertos. No túbulo proximal, o trocador Na+- H+ (NHE) desempenha um papel fundamental na reabsorção do Na+, assim como o canal de Na+ epitelial (ENaC) na membrana apical. Uma vez no interior da célula tubular, o Na+ é ativamente transportado para seu exterior através da membrana basolateral em uma troca com o K+ pela Na+ - K+ - ATPase. Um canal de vazamento de K+ impede o acúmulo de K+ no interior da célula. O resultado final é a reabsorção de Na+ através do epitélio tubular. A reabsorção ativa de sódio pela sódio-potássio-ATPase ocorre na maioria dos segmentos do túbulo. Em certas partes do néfron, existe provisão adicional para a movimentação de grandes quantidades de sódio presentes dentro da célula. No túbulo proximal existe também a extensa borda em escova no lado luminal da membrana (o lado que está para o lúmen tubular), que multiplica a área da superfície por cerca de 20 vezes. 2. O sódio é transportado, através da membrana basolateral, contra o gradiente eletroquímico pela bomba sódio-potássio ATPase. 3. Sódio, água e outras substâncias são reabsorvidos do líquido intersticial para os capilares peritubulares por ultrafiltração, processo passivo movido pelos gradientes de pressão hidrostática e coloidosmótica. o Transporte ativo secundário: simporte com sódio O transporte ativo secundário acoplado ao sódio é responsável pela reabsorção de muitas substâncias, incluindo a glicose, aminoácidos, íons e vários metabólitos orgânicos. A membrana apical contém o cotransportador de Na+- glicose (SGLT) que leva a glicose para o citoplasma contra seu gradiente de concentração através do uso da energia do Na+, que se move a favor de seu gradiente eletroquímico. Na superfície basolateral da célula, o Na+ é bombeado para fora pela Na+ - K+ - ATPase, ao passo que a glicose se difunde para fora através de um mecanismo de difusão facilitada envolvendo o uso de transportadores GLUT. O mesmo padrão básico é utilizado por outras moléculas que são transportadas acopladas ao Na+: uma proteína de simporte apical e um carreador para difusão facilitada ou um trocador iônico na membrana basolateral. Outras moléculas que são reabsorvidas por mecanismos similares incluem os aminoácidos, o lactato, intermediários do ciclo do ácido cítrico, como o ∝-ce-toglutarato (∝CG), e íons, como o fosfato e o sulfato. No transporte ativo secundário, duas ou mais substâncias interagem com uma proteína específica de membrana (molécula transportadora) e são ambas transportadas através da membrana. Uma vez que uma das substâncias (p. ex., sódio) se difunde por seu gradiente eletroquímico, a energia liberada é utilizada para mover outra substância (p. ex., glicose) contra seu gradiente eletroquímico. Cotransportadores de sódio e glicose (SGLT2 e SGLT1) ficam localizados na borda em escova das células tubulares proximais e levam a glicose para o citoplasma celular, contra seu gradiente e concentração. Cerca de 90% da glicose filtrada são reabsorvidos pelo SGLT2 na parte inicial do tubo coletor (segmento S1) e os 10% residuais são transportados pelo SGLT1 nos segmentos finais do túbulo coletor. Existem também proteínas transportadoras de sódio que se ligam aos íons sódio na superfície luminal da membrana e os liberam dentro da célula, provendo difusão facilitada de sódio através da membrana para dentro da célula. Dessa forma, a reabsorção resultante dos íons sódio, do lúmen tubular de volta para o sangue, envolve pelo menos trêsetapas: 1. O sódio se difunde através da membrana luminal (também chamada membrana apical) para dentro da célula, a favor do gradiente eletroquímico estabelecido pela bomba sódio- potássio ATPase, na porção basolateral da membrana. Na parte basolateral da membrana, a glicose se difunde para fora da célula nos espaços intersticiais, com ajuda de transportadores de glicose GLUT2, no segmento S1, e GLUT1, no segmento S3 final do túbulo proximal. o O transporte renal pode atingir saturação A maior parte dos transportes no néfron usa proteínas de membrana e exibe as três características do transporte mediado: saturação, especificidade e competição. A saturação refere-se à taxa de transporte máximo, que ocorre quando todos os transportadores disponíveis estão ocupados (saturados com) pelo substrato. A taxa de transporte no ponto de saturação é o transporte máximo (Tm). A reabsorção da glicose no néfron é um excelente exemplo das consequências da saturação. Em concentrações normais de glicose no plasma, toda a glicose que entra no néfron é reabsorvida antes de alcançar o final do túbulo proximal. O epitélio tubular é bem suprido de transportadores para capturar a glicose à medida que o filtrado flui através dele. Todavia, como ocorre no diabetes melito, a glicose é filtrada mais rapidamente do que os transportadores podem a reabsorver. Esses transportadores se tornam saturados e são incapazes de reabsorver toda a glicose que flui ao longo do túbulo. Como resultado, parte da glicose não é reabsorvida e é excretada na urina. • MECANISMOS COMPORTAMENTAIS NO EQUILÍBRIO DO SAL E DA ÁGUA Embora os reflexos neurais, neuroendócrinos e endócrinos desempenhem um papel-chave na homeostasia do sal e da água, as respostas comportamentais são críticas no restabelecimento do estado normal, principalmente quando o volume do LEC diminui ou a osmolalidade aumenta. Beber água é normalmente a única forma de repor a água perdida, ao passo que ingerir sal é a única forma de aumentar o conteúdo corporal de Na+. Ambos os comportamentos são essenciais para o equilíbrio normal do sal e da água. o A ingestão hídrica repõe a perda de líquidos A sede é um dos mais poderosos desejos conhecidos no ser humano. A estimulação de certas regiões do hipotálamo desencadeava o comportamento de beber. Essa descoberta levou à identificação de osmorreceptores hipotalâmicos que iniciam o ato de beber quando a osmolalidade aumenta. Esse é um exemplo de comportamento iniciado por um estímulo interno. É interessante observar que, embora o aumento da osmolalidade estimule a sede, o ato de beber é suficiente para aliviar a sede. A água ingerida não precisa ser absorvida para que a sede seja extinta. Receptores ainda não identificados na boca e na faringe (receptores orofaríngeos) respondem à água fria, diminuindo a sede e a liberação de vasopressina, mesmo que a osmolalidade do plasma permaneça alta. o Baixa concentração de Na+ estimula o apetite por sal O apetite por sal é um desejo por alimentos salgados que ocorre quando a concentração plasmática de Na+ cai. O apetite por sal está relacionado à aldosterona e à angiotensina, hormônios que regulam o equilíbrio do Na+. Os centros do apetite por sal estão no hipotálamo, próximos ao centro da sede. o Pinocitose: um mecanismo de transporte ativo para reabsorção de proteínas Algumas porções do túbulo, especialmente o túbulo proximal, reabsorvem moléculas grandes, como proteínas, pinocitose, um tipo de endocitose. Nesse processo, a proteína se adere à borda em escova da membrana luminal e, então, essa porção da membrana se invagina para o interior da célula, até que esteja completamente envolvida e destacada e seja formada vesícula contendo a proteína. Uma vez dentro da célula, a proteína é digerida em seus aminoácidos constituintes, reabsorvidos, através da membrana basolateral, para o líquido intersticial. • A REABSORÇÃO PASSIVA DE ÁGUA POR OSMOSE ESTÁ ACOPLADA PRINCIPALMENTE À REABSORÇÃO DE SÓDIO Algumas porções do túbulo renal, sobretudo o túbulo proximal, são altamente permeáveis à água, e a reabsorção de água ocorre tão rapidamente que há apenas pequeno gradiente de concentração para os solutos, através da membrana tubular. Grande parte do fluxo osmótico de água nos túbulos proximais ocorre das chamadas junções oclusivas entre as células epiteliais, bem como através das próprias células. Nas porções mais distais do néfron, começando na alça de Henle e se estendendo ao longo do túbulo coletor, as junções ocludentes se tornam bem menos permeáveis à água e aos solutos, e as células epiteliais também têm área de superfície de membrana acentuadamente diminuída. Portanto, a água não pode se mover, facilmente, através das junções ocludentes da membrana tubular por osmose. No entanto, o hormônio antidiurético (ADH) aumenta muito a permeabilidade à água nos túbulos distais e coletores. 5. EXPLCIAR O PROCESSO DE SECREÇÃO • SECREÇÃO Secreção é a transferência de moléculas do líquido extracelular para o lúmen do néfron. A secreção, assim como a reabsorção, depende principalmente de sistemas de transporte de membrana. A secreção de K+ e H+ pelo néfron distal é importante na regulação da homeostasia desses íons. Além disso, muitos compostos orgânicos são secretados. Esses compostos incluem tanto metabólitos produzidos no corpo quanto substâncias provenientes do meio externo, conhecidas como xenobióticos. A secreção é um processo ativo, uma vez que requer transporte de substratos contra seus gradientes de concentração. A maioria dos compostos orgânicos é secretada através do epitélio do túbulo proximal para o interior do lúmen tubular por transporte ativo secundário. Os transportadores responsáveis pela secreção de solutos orgânicos apresentam pouca especifidade. Por exemplo, a família do transportador de ânions orgânicos (OAT) é capaz de transportar uma grande variedade de ânions endógenos e exógenos, desde sais biliares até benzoato, utilizado como conservante em refrigerantes. A secreção de ânions orgânicos pelo OAT é um exemplo de transporte ativo terciário, em que o uso da energia do ATP é removido em duas etapas do OAT. Na primeira etapa desse processo, que é um transporte ativo direto, o túbulo proximal usa ATP para manter a baixa concentração intracelular de Na+. Na segunda etapa, o gradiente de Na+ é, então, usado para concentrar o dicarboxilato dentro da célula tubular, utilizando um contratransportador Na+ - dicarboxilato, chamado de NaDC. O NaDC é encontrado tanto na membrana apical quanto na membrana basolateral das células do túbulo proximal. Dicarboxilatos são as formas iônicas dos ácidos dicarboxílicos, que possuem dois grupos (--COOH). A maior parte dos intermediários do ciclo do ácido cítrico, incluindo o citrato, o oxaloacetato e o ∝-cetoglutarato (∝CG), são dicarboxilatos. A concentração de dicarboxilato dentro da célula tubular determina o terceiro passo da secreção de ânions orgânicos. O OAT é um transportador ativo indireto, que utiliza o movimento do Dessa forma, a movimentação da água, através do epitélio tubular, só ocorre se a membrana for permeável à água, não importando quão grande é o gradiente osmótico. No túbulo proximal, a permeabilidade à água é sempre elevada, e a água é reabsorvida tão rapidamente quanto os solutos. No ramo ascendente da alça de Henle, a permeabilidade à água é sempre baixa, de modo que praticamente não ocorre reabsorção de água, apesar de grande gradiente osmótico. A permeabilidade à água, nas últimas porções dos túbulos — os túbulos distais, túbulos coletores e ductos coletores —, pode ser alta ou baixa, dependendo da presença ou ausência de ADH. dicarboxilato a favor do seu gradiente de concentração para deslocar um ânion orgânico contra o seu gradiente, transferindo-o para o interior da célula. No passo final, uma vez que o ânion orgânicoestá concentrado no interior da célula tubular, ele pode ser facilmente transportado por difusão facilitada para o interior do lúmen tubular. o A competição diminui a secreção de penicilina A ampla especificidade dos transportadores de ânions orgânicos significa que diferentes substratos podem competir pelos sítios de ligação do transportador. Um exemplo interessante e importante de uma molécula orgânica secretada pelo OAT é o antibiótico penicilina. o Secreção de ácidos e bases orgânicos pelo túbulo proximal O túbulo proximal também é local importante para secreção de ácidos e bases orgânicos, como sais biliares, oxalato, urato e catecolaminas. Muitas dessas substâncias são produtos finais do metabolismo, e devem ser removidas rapidamente do corpo. A secreção dessas substâncias no túbulo proximal, mais a filtração para o túbulo proximal, pelos capilares glomerulares, e a ausência quase total de reabsorção pelos túbulos, combinadas, contribuem para a rápida excreção dessas substâncias na urina. o As células principais reabsorvem sódio e secretam potássio A reabsorção de sódio e a secreção de potássio, pelas células principais, dependem da atividade da bomba de sódio-potássio ATPase na membrana basolateral de cada célula. Essa bomba mantém a baixa concentração de sódio dentro da célula e, portanto, favorece a difusão de sódio para a célula, através de canais especiais. A secreção de potássio por essas células do sangue para o lúmen tubular envolve duas etapas: 1) o potássio entra na célula por ação da bomba de sódio-potássio ATPase, que mantém concentração intracelular elevada de potássio; 2) uma vez na célula, o potássio se difunde, a favor de seu gradiente de concentração, através da membrana luminal para o líquido tubular. 6. EXPLCIAR O PROCESSO DE EXCREÇÃO • EXCREÇÃO A produção de urina é o resultado de todos os processos que ocorrem no rim. Quando o líquido chega ao final do néfron, ele apresenta pouca semelhança com o líquido que foi filtrado para a cápsula de Bowman. Glicose, aminoácidos e metabólitos úteis desaparecem, tendo sido reabsorvidos para dentro do sangue, e os resíduos orgânicos estão mais concentrados. A concentração de íons e água na urina é extremamente variável, dependendo do estado do corpo. Embora a excreção nos diga o que o corpo está eliminando, a excreção por si só não pode nos dar detalhes da função renal. Lembre-se que, para qualquer substância, Apenas a taxa de excreção de uma substância não nos diz nada sobre como o rim maneja essa substância. A taxa de excreção de uma substância depende: 1) da taxa de filtração da substância 2) de se a substância é reabsorvida, secretada ou ambas, enquanto ela passa ao longo do túbulo renal. Cientistas tiveram de desenvolver uma técnica que lhes permitisse avaliar a função renal usando apenas a análise da urina e do sangue. Para fazer isso, eles aplicam o conceito de depuração. o A depuração é uma forma não invasiva de medir a TFG A depuração de um soluto é a taxa na qual esse soluto desaparece do corpo por excreção ou metabolizaçãO. A equação geral para a depuração é: em que a depuração consiste no volume de plasma (mL) “limpados” (depurados) de X por minuto. Para qualquer substância que é livremente filtrada, mas não é reabsorvida nem secretada, sua depuração é igual à TFG. Já sabemos que a A equação geral para a depuração de qualquer substância X (mL de plasma depurados/min) é o A depuração nos auxilia a determinar o manejo renal Uma vez que conhecemos a TFG de uma pessoa, podemos determinar como o rim maneja qualquer soluto medindo a concentração do soluto no plasma e sua taxa de excreção. Se assumirmos que o soluto é livremente filtrado no glomérulo, sabemos que O valor da depuração também pode ser usado para determinar como o néfron maneja um soluto filtrado. Para qualquer soluto, sua depuração reflete como os túbulos dos rins o manejam. • SISTEMA DE FEEDBACK OSMORRECEPTOR ADH A figura mostra os componentes básicos do sistema de feedback osmorreceptor-ADH para o controle da osmolaridade e da concentração de sódio no líquido extracelular. Quando a osmolaridade (concentração plasmática de sódio) aumenta acima do normal em virtude de déficit de água, por exemplo, esse sistema de feedback opera da seguinte forma: 1. O aumento da osmolaridade do líquido extracelular provoca o murchamento de neurônios específicos, referidos como células osmorreceptoras, localizadas no hipotálamo anterior, próximo aos núcleos supraópticos. 2. O murchamento estimula as células osmorreceptoras fazendo-as enviar sinais a outros neurônios situados nos núcleos supraópticos; estes, por sua vez, retransmitem esses sinais pelo pedículo da glândula hipófise para a hipófise posterior. 3. Esses potenciais de ação, conduzidos até a hipófise posterior, estimulam a liberação de ADH, armazenado em grânulos secretórios (ou vesículas secretórias), nas terminações nervosas. 4. O ADH entra na corrente sanguínea e é transportado até os rins, onde promove o aumento da permeabilidade da porção final dos túbulos distais, dos túbulos coletores corticais e dos ductos coletores medulares à água. 5. A permeabilidade elevada à água, nos segmentos distais do néfron, leva ao aumento da reabsorção de água e à excreção de pequeno volume de urina concentrada. Dessa forma, a água é conservada no corpo, enquanto o sódio e outros solutos continuam a ser excretados na urina. Isso causa diluição dos solutos no líquido extracelular, corrigindo a concentração extracelular inicialmente alta. A sequência oposta de eventos ocorre quando o líquido extracelular fica muito diluído (hipoosmótico). • SÍNTESE DE ADH PELOS NÚCLEOS SUPRAÓPTICOS E PARAVENTRICULARES DO HIPOTÁLAMO E LIBERAÇÃO DE ADH PELA GLÂNDULA HIPÓFISE POSTERIOR O hipotálamo contém dois tipos de grandes neurônios que sintetizam ADH: células dos núcleos supraópticos e dos núcleos paraventriculares do hipotálamo. As células dos núcleos supraópticos sintetizam cinco sextos do ADH total liberado pela hipófise, e os núcleos paraventriculares, o sexto restante. Ambos os núcleos emitem prolongamentos axonais para a hipófise posterior. Uma vez sintetizado, o ADH é transportado pelos axônios neuronais até suas extremidades que chegam à glândula hipófise posterior. Quando os núcleos supraópticos e paraventriculares são estimulados pelo aumento na osmolaridade do líquido extracelular ou por outros fatores, os impulsos nervosos passam por essas terminações nervosas, alterando a permeabilidade da membrana e aumentando a entrada de cálcio. O ADH armazenado nos grânulos secretórios das terminações nervosas é liberado em resposta ao incremento da entrada de cálcio. Em seguida, o ADH liberado é conduzido pela circulação capilar da hipófise posterior para a circulação sistêmica.A secreção de ADH, em resposta ao estímulo osmótico, é rápida. A segunda área neuronal importante no controle da osmolaridade e da secreção do ADH está situada ao longo da região anteroventral do terceiro ventrículo, conhecida como região AV3V. Na parte superior dessa região, existe estrutura, referida como órgão subfornical, e na parte inferior existe outra estrutura, referida como órgão vasculoso da lâmina terminal. As lesões na região AV3V provocam múltiplos déficits no controle da secreção de ADH, da sede, do apetite pelo sal e da pressão sanguínea. A estimulação elétrica dessa região ou sua estimulação pela angiotensina II pode aumentar a secreção do ADH, a sede e o apetite pelo sal. Nas proximidades da região AV3V e dos núcleos supraópticos, existem células neuronais que se excitam com pequenos aumentos na osmolaridade do líquido extracelular; por essa razão, o termo osmorreceptor é usado para descrever esses neurônios. Nas proximidades da região AV3V e dos núcleos supraópticos, existem células neuronais que se excitam com pequenosaumentos na osmolaridade do líquido extracelular; por essa razão, o termo osmorreceptor é usado para descrever esses neurônios. Essas células enviam sinais nervosos aos núcleos supraópticos para controlar sua atividade e a secreção do ADH. É provável também que esses sinais induzam à sede, em resposta ao aumento da osmolaridade do líquido extracelular. Como resultado, os osmorreceptores respondem rapidamente às alterações na osmolaridade do líquido extracelular, exercendo potente controle sobre a secreção do ADH e a sensação de sede. • IMPORTÂNCIA DA SEDE NO CONTROLE DA OSMOLARIDADE E DA CONCENTRAÇÃO DE SÓDIO DO LÍQUIDO EXTRACELULAR Os rins minimizam a perda de líquidos durante os déficits hídricos, por meio do sistema de feedback - osmorreceptor - ADH. A ingestão adequada de líquidos é necessária para contrabalançar qualquer perda de líquido pela sudorese da respiração e do trato gastrointestinal. O consumo de líquido é regulado pelo mecanismo da sede que, juntamente com o mecanismo osmorreceptor - ADH, mantém o controle preciso da osmolaridade e da concentração de sódio no líquido extracelular. • ESTÍMULOS PARA A SEDE Um dos mais importantes consiste na osmolaridade elevada do líquido extracelular, que promove a desidratação intracelular nos centros da sede, estimulando esse desejo de beber. Baixa do volume do líquido extracelular e da pressão arterial também estimula a sede, por uma via independente da estimulada pelo aumento da osmolaridade plasmática. Terceiro estímulo importante para a sede é a angiotensina II. Estudos em animais demonstraram que a angiotensina II atua sobre o órgão subfornical e sobre o órgão vasculoso da lâmina terminal. Essas regiões estão fora da barreira hematoencefálica, e os peptídeos como a angiotensina II se difundem pelos tecidos. O ressecamento da boca e das mucosas do esôfago pode causar a sensação de sede. Como resultado, a pessoa com sede pode aliviar essa sensação quase imediatamente após a ingestão de líquido, ainda que a água não tenha sido absorvida pelo trato gastrointestinal e não tenha exercido seu efeito sobre a osmolaridade do líquido extracelular. 7. DESCREVER O MECANISMO DE MICÇÃO • MICÇÃO Micção é o processo pelo qual a bexiga se esvazia quando fica cheia. Esse processo envolve duas etapas principais: primeira, a bexiga se enche progressivamente até que a tensão na sua parede atinja nível limiar. Essa tensão dá origem ao segundo passo, que é um reflexo nervoso chamado reflexo da micção, que esvazia a bexiga ou, se isso falhar, ao menos causa um desejo consciente de urinar. Embora o reflexo da micção seja um reflexo autônomo da medula espinal, ele também pode ser inibido ou facilitado por centros no córtex ou tronco cerebrais. 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. 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. O esfíncter interno da uretra é uma continuação da parede da bexiga e é formado por músculo liso. Seu tônus normal o mantém contraído. O esfíncter externo da uretra é um anel de músculo esquelético, controlado por neurônios motores somáticos. A estimulação tônica proveniente do sistema nervoso central mantém a contração do esfíncter externo, exceto durante a micção. 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. 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 esfíncter externo da uretra são inibidos. 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 esfíncter interno da uretra a abrir enquanto o esfíncter externo relaxa. A urina passa para a uretra e para fora do corpo, auxiliada pela gravidade. 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. • REFLEXO DA MICÇÃO Conforme a bexiga se enche, muitas contrações de micção se sobrepõem ao tônus basal e começam a aparecer. Elas são o resultado de reflexo de estiramento iniciado pelos receptores sensoriais de estiramento na parede vesical. Esses receptores estão presentes principalmente na uretra posterior, quando essa área começa a ser preenchida com urina nas pressões vesicais mais altas. Os sinais sensoriais dos receptores de estiramento da bexiga são conduzidos aos segmentos sacrais da medula pelos nervos pélvicos; por reflexo, o sinal volta à bexiga pelas fibras nervosas parassimpáticas pelos mesmos nervos pélvicos. Uma vez iniciado o reflexo da micção, pode-se considerá-lo “autorregenerativo”. Isto é, a contração inicial da bexiga ativa a geração de mais estímulos sensoriais pelos receptores de estiramento da parede da bexiga e da uretra posterior. Isso leva a aumento reflexo da contração da bexiga; assim, o ciclo se repete continuamente até que a bexiga tenha alcançado alto grau de contração. O reflexo da micção é ciclo único completo com 1) aumento rápido e progressivo da pressão; 2) período de pressão sustentada; 3) retorno da pressão ao tônus basal da bexiga. Conforme a bexiga fique cada vez mais cheia, o reflexo da micção passa a ocorrer de forma cada vez mais frequente e mais eficaz. O reflexo da micção é reflexo espinal totalmente autônomo, mas pode ser inibido ou facilitado pelos centros cerebrais. Esses centros incluem 1) potentes centros facilitadores e inibitórios no tronco cerebral, localizados principalmente na ponte; 2) vários centros localizados no córtex cerebral, que são principalmente inibitórios, mas podem se tornar excitatórios. O reflexo da micção é a causa básica da micção, mas os centros superiores normalmente exercem o controle final da micção como se segue: 1. Os centros superiores mantêm o reflexo da micção parcialmente inibido, exceto quando se tem vontade de urinar. 2. Os centros superiores podem evitar a micção, até mesmo quando o reflexo da micção está presente, pela contração tônica do esfíncter vesical externo, até o momento conveniente para o esvaziamento. 3. No momento da micção, os centros corticais podem auxiliar os centros sacrais a iniciar o reflexo de micção e, ao mesmo tempo, inibir o esfíncter vesical externo, de modo que a micção ocorra. • TRANSPORTE DA URINA A PARTIR DO RIM, ATRAVÉS DOS URETERES E PARA A BEXIGA O fluxo de urina dos ductos coletores para o interior dos cálices renais os distende e aumenta sua inerente atividade marca-passo. Com isso, são desencadeadas contrações peristálticas que se difundem para a pelve renal e ao longo do ureter, propelindo a urina da pelve renal em direção à bexiga.As paredes dos ureteres contêm músculo liso, inervado por fibras simpáticas e parassimpáticas, assim como por plexos intramurais de neurônios e fibras nervosas que se estendem ao longo de todo o ureter. Como ocorre com outras musculaturas lisas viscerais, as contrações peristálticas ao ureter são aumentadas pela estimulação parassimpática e inibidas pela estimulação simpática. Os ureteres penetram na bexiga pelo músculo detrusor na região do trígono vesical. O tônus normal do músculo detrusor comprime a parte do ureter inserida na parede vesical, evitando o refluxo de urina da bexiga. Cada onda peristáltica ao longo do ureter aumenta a pressão no interior do próprio ureter de modo que a região que passa através da parede vesical se abre, permitindo fluxo de urina para o interior da bexiga. • OS RINS EXCRETAM O EXCESSO DE ÁGUA PELA PRODUÇÃO DE URINA DILUÍDA Os rins normais têm extraordinária capacidade de variar as proporções relativas de solutos e água na urina em resposta aos diversos desafios. Igualmente importante, os rins podem excretar grande volume de urina diluída ou pequeno volume de urina concentrada, sem grandes alterações nas excreções de solutos, como o sódio e o potássio. Essa capacidade de regular a excreção de água, independentemente da excreção de soluto, é necessária para a sobrevivência sobretudo quando a ingestão de líquido é limitada. • O HORMÔNIO ANTIDIURÉTICO CONTROLA A CONCENTRAÇÃO URINÁRIA O corpo conta com um sistema de feedback muito eficaz para regular a osmolaridade e a concentração do sódio plasmático. Esse mecanismo atua por meio da alteração na excreção renal de água, independentemente da excreção de solutos. Um efetor importante desse feedback é o hormônio antidiurético (ADH), também conhecido por vasopressina. Quando a osmolaridade dos líquidos corporais se eleva para valores acima do normal (isto é, os solutos, nos líquidos corporais ficam muito concentrados), a glândula hipófise posterior secreta mais ADH, o que aumenta a permeabilidade dos túbulos distais e ductos coletores à água. Esse mecanismo aumenta a reabsorção de água e reduz o volume urinário, porém sem alterações acentuadas na excreção renal dos solutos. Quando ocorre excesso de água no corpo e, por conseguinte, diminuição da osmolaridade do líquido extracelular, a secreção do ADH pela hipófise posterior diminui, reduzindo, consequentemente, a permeabilidade dos túbulos distais e ductos coletores à água; isso, por sua vez, leva à excreção de maiores quantidades de urina mais diluída. Assim, a secreção do ADH determina, em grande parte, a excreção renal de urina diluída ou concentrada. o A vasopressina controla a reabsorção da água O processo das células do túbulo distal e do ducto coletor alternarem sua permeabilidade à água envolve a adição ou a remoção de poros de água na membrana apical sob estímulo de um hormônio da neuro-hipófise, chamado de vasopressina. A vasopressina é chamada de arginina vasopressina ou AVP. Devido à vasopressina provocar a retenção de água no corpo, ela também é conhecida como hormônio antidiurético (ADH). Quando a vasopressina atua nas células-alvo, o epitélio do ducto coletor torna-se permeável à água, permitindo a sua saída do lúmen tubular. A água move-se por osmose devido à maior osmolalidade das células tubulares e do líquido intersticial medular em comparação à osmolalidade do líquido tubular. Na ausência de vasopressina, o ducto coletor é impermeável à água. Embora exista um gradiente de concentração através do epitélio, a água permanece no túbulo, produzindo urina diluída. A permeabilidade é variável, dependendo de quanta vasopressina está presente. O efeito gradual da vasopressina permite ao corpo regular a concentração de urina de acordo com as necessidades corporais: quanto maiores os níveis de vasopressina, mais água é reabsorvida. • PAPEL DO TÚBULO DISTAL E DOS DUCTOS COLETORES NA EXCREÇÃO DE URINA CONCENTRADA Quando o líquido tubular deixa a alça de Henle e flui para o túbulo convoluto distal no córtex renal, o líquido passa por processo de diluição. A porção inicial do túbulo distal dilui ainda mais o líquido tubular, pois esse segmento semelhante à alça ascendente de Henle promove o transporte ativo do cloreto de sódio para fora do túbulo, mas é relativamente impermeável à água. A quantidade de água, reabsorvida no túbulo coletor cortical, é criticamente dependente da concentração plasmática do ADH. Na ausência desse hormônio, esse segmento fica quase impermeável à água e não pode reabsorvê-la, mas continua a reabsorver solutos, diluindo ainda mais a urina. Quando ocorre alta concentração de ADH, o túbulo coletor cortical fica muito permeável à água; desse modo, grande quantidade de água passa a ser reabsorvida do túbulo para o interstício cortical. O fato de essa grande quantidade de água ser absorvida no córtex e, não na medula renal, auxilia na conservação da alta osmolaridade do líquido intersticial medular. • A UREIA CONTRIBUI PARA UM INTERSTÍCIO MEDULAR RENAL HIPEROSMÓTICO E PARA A FORMAÇÃO DE URINA CONCENTRADA Ao contrário do cloreto de sódio, a ureia é reabsorvida passivamente pelo túbulo. Quando ocorre déficit de água e a concentração de ADH é alta, grande quantidade de ureia é passivamente reabsorvida dos ductos coletores medulares internos para o interstício. O mecanismo de reabsorção da ureia para o interstício medular renal é o seguinte: quando o líquido tubular sobe pelo ramo ascendente grosso para chegar aos túbulos distais e coletores corticais, pequena quantidade de ureia é reabsorvida, pois esses segmentos são impermeáveis à ureia. Na presença de altas concentrações de ADH, a água é rapidamente reabsorvida pelo túbulo coletor cortical e a concentração de ureia aumenta rapidamente, já que essa parte do túbulo não é muito permeável à ureia. A água reabsorvida é conduzida pelos vasa recta para o sangue venoso. Em presença de altos níveis de ADH, os ductos coletores ficam permeáveis à água, de modo que o líquido no final desses ductos tenha basicamente a mesma osmolaridade do líquido intersticial da medula renal. Assim, por meio da reabsorção da maior quantidade possível de água, os rins formam urina muito concentrada, excretando quantidades normais de solutos na urina, enquanto devolvem a água de volta ao líquido extracelular, compensando os déficits hídricos do corpo. À medida que o líquido tubular flui para os ductos coletores medulares internos, ocorre reabsorção ainda maior de água, aumentando a concentração de ureia no líquido tubular. Essa concentração elevada da ureia no líquido tubular do ducto coletor medular interno faz com que esse metabólito se difunda para fora do túbulo para o líquido intersticial renal. Essa difusão é bastante facilitada por transportadores específicos de ureia, UT-A1 e UT-A3. Esses transportadores de ureia são ativados pelo ADH, aumentando o transporte de ureia para fora do ducto coletor medular interno, mesmo quando os níveis de ADH se encontram elevados. o A recirculação da ureia do ducto coletor para a alça de Henle contribui para uma medula renal hiperosmótica Em geral, a excreção da ureia é determinada principalmente por dois fatores: 1) a concentração desse metabólito no plasma; 2) a filtração glomerular (FG); 3) a reabsorção de ureia tubular renal. No túbulo proximal, 40% a 50% da ureia filtrada são reabsorvidos; mesmo assim, a concentração da ureia no líquido tubular aumenta, já que esse metabólito não é tão permeável quanto a água. A concentração da ureia continua a subir à medida que o líquido tubular flui para o segmento delgado da alça de Henle, parcialmente em virtude da reabsorção de água, mas também devido à pequena secreção de ureia no ramo delgado da alça de Henle do interstício medular. A secreção passiva de ureia, nos segmentos delgados da alça de Henle, é facilitada pelo transportador de ureia UT-A2. Quando os rins estãoformando urina concentrada e existem altos níveis de ADH, a reabsorção de água a partir do túbulo distal e do túbulo coletor cortical aumenta a concentração de ureia. Quando esse líquido flui em direção ao ducto coletor medular interno, a alta concentração de ureia no túbulo e a presença de transportadores específicos de ureia promovem a difusão de ureia para o interstício medular. À medida que essa ureia flui para o ducto coletor na medula interna, as altas concentrações de ureia e dos transportadores de ureia UT-A1 e UT-A3 fazem com que a ureia se difunda para o interstício medular. Os níveis de ADH também ficam reduzidos quando ocorre excesso de água no corpo e, assim, a permeabilidade à água e ureia é diminuída nos túbulos coletores da medula interna, o que leva à maior excreção de ureia na urina. Fração moderada da ureia que se desloca para o interstício medular eventualmente se difunde para as porções delgadas da alça de Henle e, então, a ureia que se difunde para a alça de Henle retorna ao ramo ascendente espesso da alça de Henle, do túbulo distal, do túbulo coletor cortical e novamente ao ducto coletor medular. Essa recirculação da ureia provê mecanismo adicional para a formação de medula renal hiperosmótica. Quando existe excesso de água no corpo, o fluxo de urina (débito urinário), em geral, fica aumentado e, por conseguinte, a concentração de ureia nos ductos coletores da medula interna é diminuída, provocando menor difusão de ureia para o interstício medular renal. A reabsorção no túbulo proximal é isosmótica, e o filtrado que chega até a alça de Henle tem uma osmolalidade de aproximadamente 300 mOsM (1). À medida que os néfrons penetram na medula, a osmolalidade intersticial progressivamente aumenta, até alcançar cerca de 1.200 mOsM na região em que os ductos coletores esvaziam seu conteúdo para a pelve renal. O filtrado que passa através do ramo descendente fino da alça de Henle perde água para o interstício. Na curvatura da alça de Henle, o líquido tubular apresenta a mesma osmolalidade que a medula. No ramo ascendente da alça de Henle, a permeabilidade da parede tubular se altera. As células na porção espessa da alça ascendente possuem superfícies apicais (voltadas para o lúmen tubular), as quais são impermeáveis à água. Essas células transportam íons para fora do lúmen tubular (2), mas nessa parte do néfron, o movimento de solutos não é seguido pelo movimento de água. A reabsorção de solutos sem a reabsorção concomitante de água reduz a concentração do líquido tubular. O líquido que deixa a alça de Henle é hiposmótico, com uma osmolalidade de cerca de 100 mOsM. A alça de Henle é o principal local onde o rim cria um líquido hiposmótico. Uma vez que o líquido hiposmótico deixa a alça de Henle, ele passa para o néfron distal. Nesse local, a permeabilidade das células tubulares à água é variável e está sob controle hormonal (3). Quando a membrana apical das células do néfron distal não é permeável à água, esta não pode sair do túbulo, e o filtrado permanece diluído. Uma pequena quantidade de soluto adicional pode ser reabsorvida quando o líquido passa pelo ducto coletor, tornando o filtrado ainda mais diluído. Quando isso acontece, a concentração da urina pode alcançar até 50 mOsM (4). Por outro lado, quando o corpo precisa conservar água reabsorvendo-a, o epitélio tubular do néfron distal precisa tornar-se permeável à água. Sob o controle hormonal, as células inserem poros de água em suas membranas apicais. Uma vez que a água pode entrar nas células, a osmose leva a água do lúmen menos concentrado para o líquido intersticial mais concentrado. Quando a permeabilidade à água é máxima, a remoção de água do túbulo deixa a urina concentrada com uma osmolalidade que pode chegar a até 1.200 mOsM (4). A reabsorção de água nos rins conserva a água e pode diminuir a osmolalidade do corpo até certo ponto quando associada à excreção de solutos na urina. Entretanto, lembre-se que os mecanismos homeostáticos dos rins não podem restaurar o volume de líquido perdido. Apenas a ingestão ou a infusão de água pode repor a água que foi perdida. • RESUMO DO MECANISMO DE CONCENTRAÇÃO URINÁRIA E ALTERAÇÕES NA OSMOLARIDADE EM DIFERENTES SEGMENTOS DOS TÚBULOS o Túbulo Proximal Cerca de 65% dos eletrólitos filtrados são reabsorvidos no túbulo proximal. Contudo, as membranas tubulares são muito permeáveis à água. Dessa forma, sempre que os solutos são reabsorvidos, a água também se difunde através da membrana tubular por osmose. A difusão de água através do epitélio tubular proximal é auxiliada pelo canal de água, aquaporina 1. o Ramo Descendente da Alça de Henle À medida que o líquido flui pelo ramo descendente da alça de Henle, a água é absorvida para o interstício da medula renal. O ramo descendente contém também AQP-1 e é muito permeável à água, porém muito menos permeável ao cloreto de sódio e à ureia. Portanto, a osmolaridade do líquido que flui pela alça descendente aumenta de forma gradativa. o Ramo Ascendente Delgado da Alça de Henle O ramo ascendente delgado da alça de Henle é basicamente impermeável à água, mas reabsorve certa quantidade de cloreto de sódio. Em virtude da alta concentração desse último composto no líquido tubular, devido à perda de água por osmose no ramo descendente da alça, ocorre certa difusão passiva do cloreto de sódio do lúmen do ramo ascendente delgado para o interstício medular. Parte da ureia reabsorvida pelo interstício medular a partir dos ductos coletores também se difunde pelo ramo ascendente delgado, retornando a ureia para o sistema tubular e auxiliando na manutenção da medula hiperosmótica. o Ramo Ascendente Espesso da Alça de Henle A parte espessa do ramo ascendente da alça de Henle é também praticamente impermeável à água, mas grande quantidade de sódio, cloreto, potássio e outros íons é ativamente transportada do túbulo para o interstício medular. Por essa razão, o líquido no ramo ascendente espesso da alça de Henle torna-se bastante diluído, com a osmolaridade abaixando. o Porção Inicial do Túbulo Distal A porção inicial do túbulo distal tem propriedades similares às do ramo ascendente espesso da alça de Henle, desse modo o líquido tubular fica ainda mais diluído, enquanto a água permanece no túbulo. o Porção Final do Túbulo Distal e Túbulos Coletores Corticais Na porção final do túbulo distal e nos túbulos coletores corticais, a osmolaridade do líquido depende do nível de ADH. Com altos níveis desse hormônio, esses túbulos ficam muito permeáveis à água, ocorrendo reabsorção significativa de água. A ureia, no entanto, não é muito permeável nessa parte do néfron, resultando em aumento de sua concentração à medida que água é reabsorvida. Na ausência de ADH, pequena quantidade de água é reabsorvida na porção final do túbulo distal e túbulo coletor cortical; por essa razão, a osmolaridade diminui ainda mais, em virtude da reabsorção contínua de íons nesses segmentos. o Ductos Coletores Medulares Internos A concentração de líquido pelos ductos coletores da medula interna depende 1) do ADH; 2) da osmolaridade do interstício medular que os circundam, que foi estabelecida pelo mecanismo de contracorrente. Na presença de grande quantidade de ADH, esses ductos ficam muito permeáveis à água; dessa forma, ocorre difusão de água do túbulo para o líquido intersticial até que seja atingido equilíbrio osmótico. Assim, quando os níveis do ADH estão elevados, temos a produção de urina bastante concentrada, porém com baixo volume. o Inervação da Bexiga O principal suprimento nervoso da bexiga é feito pelos nervos pélvicos que se conectam à medula espinal pelo plexo sacro, principalmente, se ligando aos segmentos medulares S2 e S3. Os nervos pélvicos contêm fibras sensoriais e motoras. As fibras sensoriais detectam o grau de distensão da parede vesical. As fibras motoras do nervo pélvico são fibrasparassimpáticas. Essas fibras terminam em células ganglionares localizadas na parede da bexiga. Pequenos nervos pós-ganglionares inervam o músculo detrusor. A bexiga recebe também inervação simpática das cadeias simpáticas pelos nervos hipogástricos, conectados em sua maioria com o segmento L2 da medula espinal. Essas fibras simpáticas estimulam principalmente os vasos sanguíneos e têm pouca relação com a contração vesical. 8. EXPLCIAR COMO O SISTEMA RENAL INTERFERE NO EQUILÍBRIO ÁCIDO- BASE • EQUILÍBRIO ACIDOBÁSICO o A homeostasia do pH depende de tampões, dos pulmões e dos rins Existem três mecanismos que o corpo faz para enfrentar as mudanças no pH: 1) tampões 2) ventilação 3) regulação da função renal de H+ e HCO3-. o Os rins usam tampões amônia e fosfato Os rins alteram o pH de duas maneiras: 1) diretamente, através da excreção ou da reabsorção de H+ 2) indiretamente, através da alteração da taxa, na qual o tampão HCO3- é reabsorvido ou excretado. Na acidose, os rins secretam H+ no lúmen tubular utilizando mecanismos de transporte ativo diretos e indiretos. A amônia derivada dos aminoácidos e os íons fosfato (HPO42-) atuam como tampões renais, convertendo grandes quantidades de H+ em NH4+ e H2PO4. Esses tampões permitem uma maior excreção de H+. Íons fosfato estão presentes no filtrado e se combinam com o H+ secretado no lúmen do néfron: Mesmo com esses tampões, a urina pode tornar-se muito ácida, até um pH de aproximadamente 4,5. Enquanto o H+ está sendo excretado, os rins sintetizam novo HCO3- a partir de CO2 e H2O. O HCO3- é reabsorvido para o sangue para atuar como um tampão e aumentar o pH. Na alcalose, os rins revertem o processo geral recém-descrito para a acidose, excretando HCO3- e reabsorvendo H+, em uma tentativa de trazer os valores de pH de volta para o normal. A compensação renal é mais lenta que a compensação respiratória, e seu efeito no pH pode não ser percebido antes de 24 a 48 horas. Contudo, uma vez ativada, a compensação renal controla de modo eficaz quase todas as alterações, exceto os distúrbios acidobásicos graves. Os mecanismos celulares para o manejo renal do H+ e do HCO3- envolvem alguns transportadores de membrana: 1. O trocador apical Na+-H+ (NHE) é um transporte ativo indireto (secundário) que leva o Na+ para a célula epitelial em troca de um íon H+ que se desloca para o lúmen, contra seu gradiente de concentração. Esse transportador também atua na reabsorção de Na+ no túbulo proximal. 2. O simporte basolateral Na+ - HCO3- movimenta o Na+ e o HCO3- para fora da célula epitelial e para dentro do líquido intersticial. Esse transportador ativo indireto usa a energia criada pela difusão do HCO3- a favor do seu gradiente de concentração para movimentar o Na+ contra seu gradiente, da célula para o LEC. 3. A H+ - ATPase usa energia do ATP para acidificar a urina, transportando o H+ contra seu gradiente de concentração, para o lúmen do néfron distal. A H+ - ATPase também é chamada de bomba de próton. 4. A H+ - K+ - ATPase transfere o H+ para a urina em troca de reabsorção de K+. Essa troca contribui para o desequilíbrio do potássio que, muitas vezes, acompanha os distúrbios acidobásicos. 5. O trocador Na+ - NH4+ transporta o NH4+ da célula para o lúmen tubular em troca de um íon Na+. o O túbulo proximal secreta H+ e reabsorve HCO3- O túbulo proximal reabsorve a maior parte do HCO3- filtrado por mecanismos indiretos, pois não há nenhum transportador apical de membrana para permitir a entrada de HCO3- nas células tubulares. A primeira via converte o HCO3- filtrado em CO2 e depois de volta a HCO3-, que é reabsorvido: 1. O H+ é secretado pela célula do túbulo proximal para o lúmen tubular em troca de um Na+ filtrado, que se desloca do lúmen para a célula tubular. Essa troca ocorre pela ação do NHE. 2. O H+ secretado combina-se com o HCO3- filtrado para formar CO2 no lúmen tubular. Esta reação é catalisada pela anidrase carbônica que está ligada à membrana luminal das células tubulares. 3. O CO2 recém-formado se difunde do lúmen para a célula tubular. 4. No citoplasma, o CO2 reage com a água para formar H2CO3, que se dissocia em H+ e HCO3- 5. O H+ formado no passo 4 pode ser secretado novamente no lúmen, substituindo o H+ que se combinou com o HCO3- filtrado no passo 2. Ele pode reagir com outro bicarbonato filtrado ou pode ser tamponado por um íon fosfato filtrado e ser excretado. 6. O HCO3- formado no passo 3 é transportado para fora da célula através da superfície basolateral da célula do túbulo proximal pelo simporte HCO3-- Na+.O resultado desse processo é a reabsorção do Na+ e do HCO3- filtrados e a secreção de H+. Uma segunda via para a reabsorção de bicarbonato e para a excreção de H+ está relacionada com o metabolismo do ami no ácido glutamina: 7. A glutamina é metabolizada nas células do túbulo proximal a ∝-cetoglutarato (∝CG) e dois grupos amino (--NH2). Os grupos amino formam amônia (NH3), e a amônia tampona o H+ para formar o íon amônio (NH4+). O NH4+ é transportado para o lúmen em troca de um íon Na+. O ∝-cetoglutarato é metabolizado posteriormente a HCO3-, que é transportado para o sangue em conjunto com o Na+. O resultado da ação dessas duas vias é a secreção de ácido (H+) e a reabsorção de tampão na forma de bicarbonato de sódio, NaHCO3. o O néfron distal controla a excreção de ácido O néfron distal desempenha um papel significativo na regulação fina do equilíbrio acidobásico. Células especializadas, chamadas de células intercaladas (células I), presentes entre as células principais são as maiores responsáveis pela regulação do equilíbrio acidobásico. As células intercaladas são caracterizadas pela alta concentração de anidrase carbônica no seu citoplasma. Essa enzima permite que elas convertam rapidamente CO2 e a água em H+ e HCO3-. Os íons H+ são bombeados para fora das células intercaladas tanto pela H+-ATPase quando pela H+ - K+ - ATPase. O bicarbonato deixa a célula através do trocador HCO3- - Cl-. Existem dois tipos de células intercaladas, com seus transportadores sendo encontrados em diferentes faces da célula epitelial. Durante períodos de acidose, as células intercaladas do tipo A secretam H+ e reabsorvem bicarbonato. Durante períodos de alcalose, as células intercaladas do tipo B secretam HCO3- e reabsorvem H+. O processo é semelhante à secreção de H+ no túbulo proximal, exceto pela presença de transportadores de H+ específicos. O néfron distal usa a H+ - ATPase e a H+ - K+ - ATPase apicais, em vez do trocador Na+ - H+ encontrados no túbulo proximal. Durante a alcalose, quando a concentração de H+ no organismo é muito baixa, o H+ no organismo é muito baixa, o H+ é reabsorvdo, e o tampão HCO3- é excretado na urina. Mais uma vez, os íons são formados a partir de H2O e CO2. Os íons hidrogênio são reabsorvidos para o LEC através de um transporte pela superfície basolateral da célula, e o HCO3- é secretado no lúmen. A polaridade dos dois tipos de célula I é invertida, ocorrendo os mesmos processos de transporte, mas em lados opostos da célula. • CONTROLE RENAL DO EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE Os rins controlam o equilíbrio ácido-base ao excretar urina ácida ou básica. A excreção de urina ácida reduz a quantidade de ácido no líquido extracelular, enquanto a excreção de urina básica remove base do líquido extracelular. O mecanismo global pelo qual os rins excretam urina ácida ou básica é o seguinte: grandes quantidades de HCO3- são filtradas continuamente para os túbulos, e se forem excretadas na urina, removem a base do sangue. Ainda, grandes quantidades de H+ são secretadas no lúmen tubular pelas células epiteliais tubulares, removendo assim ácido do sangue. Se for secretado mais H+ do que HCO3- , ocorrerá perda real de ácido do líquido extracelular. Por outro lado, se for filtrado mais HCO3- do que H+ é secretado, haverá perda real de base.
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