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– – RINS Excreções de produtos indesejáveis do metabolismo e substâncias químicas estranhas: Os rins são os meios primários para a eliminação de produtos indesejados, ex: uréia (do metabolismo de AA), creatinina (da creatina muscular), ácido úrico (dos ácidos nucleicos), produtos da degradação da hemoglobina (bilirrubina), metabólitos de vários hormônios. Regulação do equilíbrio de água e dos eletrólitos: Impede que ocorra um desequilíbrio nessa função Regulação da osmolaridade dos líquidos corporais e da concentração de eletrólitos; Regulação da pressão arterial: A longo prazo, o rim controla a PA a partir da excreção de quantidades variáveis de água e sódio. A curto prazo isso ocorre através da secreção de renina. Regulação do equilíbrio ácido-base: Os rins ajudam nessa função justamente com os pulmões e os tampões dos líquidos corporais, pela excreção de ácidos e pela regulação dos estoques de tampões dos líquidos corporais. Isso ocorre pois o rim é a única forma de eliminar os ácidos sulfúricos e fosfórico, gerado pelo metabolismo das proteínas. Regulação da produção de hemácias; Secreção, metabolismo e excreção de hormônios → Renina e Eritropoetina. Gliconeogênese: Durante o jejum prolongado os rins realizam gliconeogênese sendo equivalente ao fígado durante esses períodos. Regulação da produção de eritrócitos: os rins secretam a eritropoetina que estimula a produção de hemácias pelas células-tronco hematopoiéticas. O seu estímulo é a hipoxia, estimulando a medula óssea. Regulação da produção do calcitriol: importante no metabolismo do cálcio. O rim não pode regenerar novos néfrons. Portanto, com a lesão renal, doença ou envelhecimento, ocorre declínio gradual do número de néfrons. Após os 40 anos de idade, o número de néfrons funcionais geralmente diminui por cerca de 10% a cada 10 anos; assim, com 80 anos, muitas pessoas têm 40% a menos de néfrons funcionais em comparação com a idade de 40 anos. Essa perda não põe risco à vida porque alterações adaptativas nos néfrons remanescentes os permitem excretar a quantidade apropriada de água, eletrólitos e produtos residuais. Três processos básicos ocorrem nos néfrons: filtração, reabsorção e secreção. FILTRAÇÃO 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. Quando você visualiza o plasma sendo filtrado para fora dos capilares glomerulares, é fácil imaginar que todo o plasma do capilar se move para dentro da cápsula de Bowman. Contudo, a filtração de todo o plasma deixaria para trás uma massa de células sanguíneas e proteínas que não podem fluir para fora do glomérulo. Em vez disso, 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, passam para os capilares peritubulares. A porcentagem do volume total do plasma que é filtrada para dentro do túbulo é denominada fração 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. Os detalhes de como funcionam essas barreiras de filtração estão ainda em estudo. 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. Proteínas carregadas negativamente, presentes na superfície dos poros, também ajudam a repelir as proteínas plasmáticas carregadas negativamente. 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. As células mesangiaisglomerulares 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, as células mesangiais secretam citocinas associadas a processos inflamatórios e imunes. A alteração da função das células mesangiais tem sido associada a muitas doenças renais. A pressão nos capilares causa a filtração As três pressões que determinam a filtração glomerular: 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 é de 55 mmHg, em média, e favorece a filtração para dentro da cápsula de Bowman. Apesar de a pressão cair à medida que o sangue flui através dos capilares, ela ainda permanece maior do que as pressões que se opõem a ela. Como resultado, a filtração ocorre ao longo de quase todo o comprimento dos capilares glomerulares. A pressão coloidosmótica 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 é, em média, de 30 mmHg e favorece o movimento de líquido de volta para os capilares. A cápsula de Bowman é um espaço fechado (diferentemente do líquido intersticial), 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. O líquido filtrado para fora dos capilares deve deslocar o líquido já presente no lúmen da cápsula. A pressão hidrostática capsular é, em média, de 15 mmHg, opondo-se à filtração. REABSORÇÃO A cada dia, 180 L de líquido são filtrados dos capilares glomerulares para dentro dos túbulos renais, todavia, apenas cerca de 1,5 L é excretado na urina. Assim, 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. A reabsorção pode ser ativa ou passiva 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 regulaçãoda 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 torna o néfron capaz de aumentar a excreção de uma substância. Se uma substância filtrada não é reabsorvida, ela é excretada com muita eficácia. Se, no entanto, a substância filtrada para dentro do túbulo não é reabsorvida, e ainda é secretada para dentro do túbulo a partir dos capilares peritubulares, a excreção é ainda mais eficaz. 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. A formação da urina começa quando grande quantidade de líquido, praticamente sem proteína, é filtrada para o interior da cápsula de Bowman. Conforme o líquido sai da cápsula de Bowman e flui pelos túbulos, é modificado pela reabsorção de água e solutos específicos de volta para o sangue, por meio de capilares peritubulares ou pela secreção de outras substâncias dos capilares peritubulares aos túbulos. A reabsorção tubular é quantitativamente mais importante do que a secreção na formação da urina, mas a secreção exerce importante papel na determinação das quantidades de potássio, hidrogênio e outras poucas substâncias que são excretadas na urina. A maioria das substâncias que devem ser retiradas do sangue, principalmente os produtos finais do metabolismo, como ureia, creatinina e ácido úrico, é excretada em grande quantidade pela urina. De modo oposto, eletrólitos como os íons sódio, cloreto e bicarbonato, são reabsorvidos e pequena quantidade aparece na urina. Cada um dos processos é regulado de acordo com as necessidades corporais. A vantagem de uma alta FG é que ela permite que os rins rapidamente removam os produtos indesejados do corpo, outra vantagem consiste em permitir que todos os líquidos corporais sejam filtrados e processados pelos rins muitas vezes a cada dia. O aumento na pressão hidrostática na cápsula de Bowman, ocasiona a diminuição da filtração glomerular. Aumentando a fração de filtração também se concentram as proteínas plasmáticas e se eleva a pressão coloidosmótica glomerular como a fração de filtração é definida como FG/ fluxo plasmático renal a fração de filtração pode ser aumentada pela elevação da FG ou pela redução do fluxo plasmático renal. Por exemplo, a redução do fluxo plasmático renal tende aumentar a fração de filtração, o que elevaria a pressão coloidosmótica nos capilares glomerulares que reduziria a FG. A maior intensidade do fluxo sanguíneo para o glomérulo tende aumentar a FG e a menor intensidade do fluxo sanguíneo tende a diminuir a FG. Isso ocorre porque a maior intensidade do fluxo sanguíneo renal, iria diminuir a pressão coloidosmótica e vice-versa. Relação entre substâncias e seus efeitos sobre a FG: Norepinefrina FG Causam a constrição das arteríolas aferentes e eferentes Epinefrina FG ----------------------------------------- Endotelina FG ----------------------------------------- Angiotensina II (Previne a FG) Constrição arteríola eferente NO² FG Dilata a arteríola aferente Prostaglandinas FG -------------------------------------------- As células da mácula densa detectam alterações do volume que chega ao túbulo distal. Isso ocorre pois com FG diminuída, o fluxo fica mais lento na alça de henle, aumentando a reabsorção dos íons sódio e cloreto, isso causa a redução na concentração desses íons nas células da mácula densa, sendo assim estas células desencadeiam um sinal que tem dois efeitos (1) reduz a resistência ao fluxo sanguíneo nas arteríolas aferentes, O que eleva a pressão hidrostática, (2) aumenta a liberação de renina pelas células justaglomerulares, que tem como desfecho a liberação de angiotensina II; que contrai as arteríolas eferentes. A reabsorção tubular inclui mecanismos passivos e ativos: I) mecanismo ativo primário: a energia para esse tipo de transporte vem da Hidrólise do ATP, por meio da ATPase ligada a membrana. Os transportadores ativos primários renais são bomba sódio-potássio ATPase, hidrogênio ATPase, hidrogênio-potássio ATPase e cálcio ATPase. Um exemplo desse transporte é a reabsorção de íons sódio no túbulo proximal, isso ocorre a partir da sódio-potássio ATPase, em que íons são transportados das células para o líquido intersticial, e o íon de potássio vai para dentro da célula tubular (antes estava no líquido intersticial), criando assim, baixa concentração de sódio nas células e permitindo que o sódio passe de maneira passiva do lúmen para a célula. A sódio potássio ATPase é necessária pois o Na contra o gradiente eletroquímico, tendo em vista que a célula possui -70 mV. II) transporte ativo secundário: duas ou mais substâncias interagem com uma proteína específica de membrana e ambas são transportadas através da membrana, uma vez que uma das substâncias (por exemplo sódio) se difunde por seu Gradiente eletroquímico, a energia liberada é utilizada por outra substância (por exemplo glicose) contra seu gradiente eletroquímico. Isso ocorre para reabsorção de glicose e aminoácidos. São eles os co-transportadores de sódio e glicose (SGLTZ e SGLT1). Para sair da célula e entrar na corrente sanguínea, a glicose usa o GLUTZ e 1. Osmose o transporte de solutos para fora do túbulo cria uma diferença de concentração que causa osmose à medida que a água se desloca pelas junções ocludentes ela também pode carregar alguns dos solutos, processo denominado arrasto de solventes. Difusão passiva quando o sódio é reabsorvido através da célula epitelial tubular, e íons negativos são transportados juntos, devido ao potencial elétrico. Ou seja, o transporte dos íons sódio com carga positiva, para fora do lúmen, deixa o interior do lúmen com carga negativa, fazendo com que o cloro, passivamente, entre na via paracelular. A ureia é reabsorvida de forma passiva à medida que a água é reabsorvida nos túbulos, pois assim a concentração da ureia no lúmen tubular aumenta, criando um gradiente de concentração (transportadores de ureia). Porém apenas metade da ureia é reabsorvida, o resto, eliminada. As células intercalares tipo A agem secretando hidrogênio e reabsorvendo HCO3, sendo ativadas para reverter um quadro de acidose metabólica. As células intercalares tipo B secretam HCO3 e reabsorvem hidrogênio, agindo para reverter um quadro de alcalose metabólica. CÉLULAS REABSORVE SECRETA QUADRO Intercalares Tipo A Bicarbonato (HCO3) Hidrogênio (H+) Acidose metabólica Intercalares Tipo B Hidrogênio (H+) Bicarbonato (HCO3) Alcalose metabólica Principais Sódio (Na+) Potássio (K+) Substâncias orgânicas (cloreto de sódio e potássio) Substâncias inorgânicas (amônia, ureia, e ácido úrico) Hormônios; Vitaminas; Medicamentos; Não é normal a presença de glicose na urina. Esse processo envolve duas etapas: 1 – A bexiga se enche progressivamente até que atinja o nível limiar da parede 2 – Tal tensão dá origem ao reflexo nervoso, denominado reflexo de micção. O reflexo de micção é um reflexo autônomo da medula espinal, porém também pode ser inibido ou facilitado por centros no córtex (tronco cerebral). O músculo liso vesical é chamado músculo detrusor, e a sua concentração é a etapa principal no esvaziamento da bexiga. As células musculares lisas do músculo detrusor são acopladas eletricamente por vias de baixa resistência elétrica, ou seja, o potencial de ação pode se difundir por todo o musculo detrusor. Reflexo de micção conforme a bexiga se enche, muitas contrações de micção se sobrepõem ao tônus basal e começam a aparecer. Elas são resultado do reflexo de estiramento iniciado pelos receptores sensoriais de estiramento na parede vesical.Os sinais sensoriais dos receptores de estiramento da bexiga são conduzidos aos segmentos sacrais da medula pelos nervos pélvicos, por reflexo, o sinal volta a bexiga pelas fibras nervosas parassimpáticas pelos nervos pélvicos. O reflexo de micção é ciclo único completo com (1) aumento rápido e progressivo da pressão, (2) período de pressão sustentada e (3) retorno da pressão ao tônus basal da bexiga. Conforme a bexiga fica cada vez mais cheia, o reflexo da micção passa a ocorrer de forma cada vez mais frequente e mais eficaz. Quando o reflexo da micção se torna suficiente para esvaziar a bexiga, ele produz outro reflexo para relaxar o esfíncter externo. O reflexo de micção pode ser inibido ou facilitado pelos centros cerebrais, sendo eles (1) centros facilitadores e inibitórios localizados principalmente na ponte, (2) vários centros localizados no córtex cerebral, que são principalmente inibitórios, mas podem se tornar excitatórios. – – A renina é sintetizada e armazenada em sua forma inativa pró-renina nas células justaglomerulares nos rins. Quando ocorre a queda da PA, acontece a quebra das moléculas de pró-renina, sendo convertida para renina. A maior fonte de renina é liberada no sangue, circulando para o corpo inteiro, pequenas quantidades de renina permanecem nos rins onde exercem diversas funções intrarrenais. A renina age enzimaticamente sobre o substrato de renina (angiotensinogênio), liberando a angiotensina I. Posteriormente, pela ação da enzima conversora de angiotensina (ECA), ocorre a conversão da angiotensina I em angiotensina II. A ECA é produzida principalmente nos endotélios dos capilares pulmonares. A angiotensina II permanece no sangue por 1 ou 2 minutos e é logo inativada pela enzima angiotensinases. Esse peptídeo age realizando uma forte vasoconstrição arterial, resultando no aumento da pressão arterial, causa uma leve constrição venosa, ocasionando o aumento do retorno venoso, contribuindo para um maior bombeamento cardíaco. Além disso, age também diminuindo a excreção de sal e água pelos rins. Estimula o hipotálamo a secretar ADH e no aumento da sede A angiotensina II faz com que os rins retenham sal e água agindo diretamente nesse órgão ou ao estimular a secreção de aldosterona pelas glândulas adrenais, esse hormônio age nos túbulos distais. Ao agir nos rins, a ANG II realiza a constrição das arteríolas renais, o que diminui o fluxo sanguíneo pelos rins. Essa diminuição no fluxo leva a queda da pressão nos capilares peritubulares. A ANG II estimula a secreção de aldosterona, que promove um maior aumento de absorção de sódio pelos rins, ocasionando maior retenção de água, aumentando o volume sanguíneo.