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Filtração Glomerular - primeira etapa da formação da Urina. O volume filtrado é cerca de 180 L/dia (Maior parte é reabsorvida); 1L/dia médio de excreção. A passagem do sangue várias vezes pelo rim ajuda no equilíbrio de eletrólitos e H20. O filtrado glomerular depende do FLUXO DE SANGUE e de CARACTERÍSTICAS da MEMBRANA CAPILAR (pouco permeável a proteínas). Filtrado -› Pobre em proteínas e elementos celulares. (Parecido com o plasma). Os demais componentes do filtrado são basicamente os mesmos do plasma; Exceções: cálcio e ácidos graxos que apesar do baixo peso molecular, são pouco filtrados por estarem parcialmente ligados à proteínas plasmáticas. Determinantes da FG Depende do balanço entre as forças hidrostáticas e coloidosmóticas e do Coeficiente de Filtração. A fração de filtração (FG/Fluxo plasmático renal) é de 20%; A FG média (adulto) é de cerca de 125 ml/min; Barreira de Filtração Formado por Endotélio capilar. Membrana Basal Células Epiteliais: podócitos. OBS: Não filtra proteínas. Por causa do tamanho e da carga elétrica. Alta taxa de filtração decorre -› fenestras do endotélio capilar (perfurado) Membrana Basal -› Contém proteoglicanos (carga negativa) que repele as proteínas plasmáticas (também de carga negativa). Podócitos: cílios. Fenestrade filtração. A Filtrabilidade Facilidade com que um elemento passa pela membrana capilar. Depende do tamanho e da carga da molécula Glomerulopatia (Lesão mínima) - causa perda da negatividade da membrana capilar Proteinúria Determinantes da FG Soma das forças Hidrostática e Coloidosmóticas através da membrana glomerular (Fornecem uma pressão efetiva de filtração) Coeficiente glomerular: FG=K x pressão líquida de filtração. A Pressão Efetiva de Filtração depende de: Hidrostática nos capilares glomerulares (promove a filtração) Pressão Hidrostática na cápsula de Bowman (Se opõe a filtração) Pressão Coloidosmótica das proteínas plasmáticas (Se opõe a filtração) Pressão Coloidosmótica das proteínas da capsula de Bowman (Promove) Aumento no Coeficiente de Filtração Glomerular eleva a FG Diminuição do Coeficiente de Filtração glomerular diminui a FG. A pressão Hidrostática Aumentada na Cápsula de Bowman Diminui a FG Aumentando a Pressão Hidrostática na Cápsula de Bowman reduz-se a FG, enquanto se diminuir a Pressão a FG se eleva. OBS: Obstruções do trato urinário podem aumentar a Pressão Hidrostática na Cápsula de Bowman levando a uma redução grave da FG. (Cálculo renal). A pressão Coloidosmótica Capilar Aumentada Reduz a FG Fatores que influenciam: Pressão Coloidosmótica no plasma Arterial Fração de plasma filtrada pelos capilares glomerulares. Aumento da pressão coloidosmótica do plasma -› Eleva a Pressão coloidosmótica nos capilares glomerulares = Diminui a FG. A pressão Hidrostática Capilar Glomerular Aumentada Eleva a FG Cerca de 60 mmHg em condições normais -Variação na Pressão Hidrostática Glomerular servem como modo primário para regulação da FG. Aumento da Pressão Hidrostática Glomerular Elevam a FG Determinantes: Pressão Arterial, Resistência Arteriolar Aferente, Resistência Arteriolar Eferente. Elevação da Pressão Arterial tende a elevar a pressão hidrostática glomerular (aumenta a FG) Resistência Aumentada das Arteríolas Aferentes Reduz a Pressão Hidrostática Glomerular -> Diminui a FG. Constrição das Arteríolas eferentes aumenta a resistência ao fluxo de saída dos capilares glomerulares -› Eleva a pressão hidrostática glomerular -› Eleva a FG Possui efeito BIFASICO (também diminui a filtração) Conforme a constricão da arteríola eferente ocorre acumulo de proteínas plasmáticas (eleva a pressão coloidosmótica) aumenta a quantidade de ions negativos reduzindo a FG. L Fluxo Sanguíneo Renal O fluxo sanguíneo para ambos os rins é de 22% do DC. O fluxo sanguíneo supre os rins com nutrientes e remove produtos indesejáveis, o propósito desse fluxo adicional é suprir o plasma suficiente para se ter altas intensidades da filtração Glomerular necessárias para a regulação precisa dos volumes de líquidos corporais e das concentrações de solutos. Os rins normalmente consomem duas vezes mais oxigênio que o cérebro. A grande quantidade de 02 consumida pelos rins está relacionada com a reabsorção ativa de sódio pelos túbulos renais. Caso o fluxo sanguíneo renal e a FG sejam reduzidos e menos sódio filtrado menos 02 necessita. Determinantes do Fluxo Sanguíneo Renal Pressão arterial renal = pressão arterial sistêmica Resistência Vascular Renal - Artérias Interlobulares, Arteríolas Aferentes e Arteríolas Eferentes. Resistência Do vaso é determinada pelo Sistema Nervoso Simpático Córtex recebe muito mais suprimento sanguíneo do que a medula (2%) OBS: Fluxo para a medula é suprimido pela VASA RECTA. Entram na medula paralelamente a alça de henle ( Vasa recta = Formação da Urina concentrada). O controle Fisiológico da Filtração Glomerular ocorre através do controle da pressão hidrostática glomerular e a pressão coloidosmótica capilar pelo Sistema Nervoso Simpático. (Hormônios e Autocoides) Ativação do Sistema Nervoso Simpático Diminui a FG A forte estimulação dos nervos simpáticos influencia no fluxo sanguíneo renal e na FG. Controle Hormonal da Circulação Renal Vários hormônios e Autocóides atuam na FG Norepinefrina, Epinefrina e Endotelina provocam Constrição dos vasos sanguíneos renais e Diminuem a FG. Causa constrição das arteríolas aferentes e eferentes reduzindo a FG. Norepinefrina e Epinefrina (Liberados pela Medula Adrenal). Endotelina é Liberada por células endoteliais lesionadas. Angiotensina II Provoca Constrição das Arteríolas Eferentes. Poderoso Vasoconstrictor renal. É formado nos Rins. Arteríolas Eferentes são sensíveis a Angio II - Ocasiona constrição das arteríolas. Formação aumentada de Angiotensina II ocorre em Diminuição da P.A. - Diminui a FG. Óxido Nítrico Derivado do Endotélio diminui a resistência vascular renal e aumenta a FG. Importante para a manutenção da vasodilatação dos rins (permite que os rins excretam quantidades normais de sódio e água). Prostaglandinas e Bradicininas Causam Vasodilatação e aumento do fluxo sanguíneo renal e da FG. Autorregulação da FG e Fluxo Sanguíneo Renal Constância da FG e do fluxo sanguíneo renal é conhecida como autorregulação. A principal função da autorregulação nos rins é manter a FG relativamente constante e permitir o controle preciso da excreção renal de água e solutos. A FG normalmente permanece autorregulada. Autorregulação da FG ocorre na prevenção de alterações extremas da excreção renal. -Evitam grandes alterações na excreção renal de água e solutos. As alterações da pressão não geram grande efeito no volume de urina pois a autorregulação evita grandes alterações da FG e existem mecanismos adaptativos adicionais nos túbulos renais que permitem aumentar a intensidade de reabsorção. Feedback Tubuloglomerular e Autorregulação da FG Relaciona as mudanças de concentração de cloreto de sódio na mácula densa com controle Arteriolar e autorregulação da FG. Permite assegurar o fornecimento constante de cloreto de sódio no túbulo distal. Mecanismos Envolvidos Feedback arteriolar Aferente Feedback arteriolar eferente Dependem do complexo Justaglomerular (Consiste em células da Mácula densa = Na parte inicialdo túbulo distal) Diminuição de Sódio na mácula densa - Dilatação das Arteríolas Aferentes - Aumento da Secreção de Renina Células da Mácula Densa detectam alteração do volume que chega ao túbulo distal Queda da concentração de cloreto de sódio na mácula densa Reduz resistência ao fluxo sanguíneo nas arteríolas aferentes - Eleva a Pressão Hidrostática glomerular -› Retorna FG normal. Aumenta a liberação de renina pelas células justaglomerulares › Renina aumenta a produção de Angiotensina I - Convertida em Angiotensina II Angiotensina II -› Contrai Arteríolas eferentes - Eleva Pressão Hidrostática glomerular > FG volta ao normal. Autorregulação Miogênica Outro fator que contribui para a manutenção da FG é a resistência ao estiramento durante o aumento da P.A. Alta Ingestão proteica e Glicose sanguínea Aumentada Ingestão de proteínas aumenta FG - Aumenta a liberação de aminoácidos para o sangue - Aminoácidos e sangue são reabsorvidos juntos no túbulo proximal Maior absorção diminui o aporte de sódio para a mácula densa - Diminui a resistência arteriolar aferente -› Eleva o fluxo sanguíneo renal e a FG. Alta Ingestão proteica e Glicose sanguínea Aumentada Ingestão de proteínas aumenta FG - Aumenta a liberação de aminoácidos para o sangue - Aminoácidos e sangue são reabsorvidos juntos no túbulo proximal. Maior absorção diminui o aporte de sódio para a mácula densa - Diminui a resistência arteriolar aferente -› Eleva o fluxo sanguíneo renal e a FG. Quantificação da Função Renal: Métodos de Depuração A intensidade que uma substância é depurada do plasma representa uma forma de medir a função renal; Depuração é a quantidade de plasma que é depurado (limpo) de uma substância numa unidade de tempo; Cs = Us x Vs / Ps Cs: depuração de uma substância; Ps: concentração de uma substância no plasma Us: concentração de uma substância na urina Vs: intensidade do fluxo de urina Se uma substância é filtrada livremente na urina como é filtrada a água e não é nem secretada e nem reabsorvida a taxa de depuração é igual a taxa de filtração glomerular e então a FG pode ser calculada como a depuração - neste caso FG = depuração da substância; Uma substância assim é a Insulina que é um polissacarídeo de 5200 Daltons presente em raízes de certas plantas: usada por injeção IV para medir a FG; Outras substâncias com propriedade similar à inulina são o Iotalamato radioativo e a Creatinina; Depuração da Creatinina A creatinina é subproduto do metabolismo muscular e é quase totalmente depurada por filtração glomerular. Assim, a depuração da creatinina pode ser usada para estimar (valor aproximado) a FG; A estimativa da FG não é exata pois alguma creatinina é secretada pelos túbulos renais: a creatinina excretada é um pouco maior que a creatinina filtrada; Se a FG cair pela metade, a creatinina do sangue duplica de valor; Depuração do Ácido Paramino É uma substância quase completamente depurada do plasma (taxa de extração de 90%), de modo que sua depuração seria igual ao fluxo plasmático renal; Assim, a depuração do PAH pode estimar o fluxo plasmático renal: FPR = Depuração do PAH/0,9 Taxa de extração: concentração na artéria renal renal divididos pela concentração na artéria renal; Tendo-se o fluxo plasmático renal podemos saber qual o fluxo sanguíneo (basta dosar o hematócrito. A Fração de filtração, ou seja, quanto do plasma que passa no rim é filtrado obtém-se dividindo a FG pelo fluxo de plasma renal: Dosamos o fluxo plasmático renal pelo PAH e a FG pela depuração de Inulina... Assim, se o FPR for de 650 ml/min e a FG for de 125 ml/min teremos uma Fração de filtração de 125/650 = 0,19 ( 19%); Reabsorção ou Secreção Tubular de uma substância: ► Se sabemos a intensidade da filtração e a excreção renal (quanto é eliminado) de uma determinada substância, saberemos se ela está sendo também secretada ou reabsorvida: a) Se a quantidade excretada é menor que a filtrada, a substância está sendo reabsorvida; b) Se a quantidade excretada é maior que a filtrada, a substância está sendo secretada; Concentração/Diluição da Urina Os rins eliminam o excesso de água através da urina diluída e conservam água através da eliminação de urina concentrada; Os rins tem grande capacidade de modificar as quantidades/proporções de água e solutos; Eles podem excretar urina com osmolaridade tão baixa quanto 50 mOsm/L a tão alta quanto 1200 a 1400 mOsm/L. Diluição da urina: O ADH controla a concentração de urina; Há um eficaz feedback para controlar a osmolaridade e o sódio plasmático que ocorre por meio da eliminação maior ou menor de água de forma independente da eliminação de diferentes solutos; Quando a osmolaridade sérica aumenta, ocorre secreção de ADH pela hipófise posterior, aumentando a permeabilidade para a água dos túbulos distais e ductos coletores; Quando temos excesso de água no corpo o rim é capaz de excretar vários litros de urina/dia, com baixa osmolaridade, mantendo a reabsorção dos solutos e não reabsorvendo a água na porção final do túbulo distal e túbulos e ductos coletores; Após a ingestão de água em excesso, o rim elimina este excesso com urina diluída e sem alterar de modo importante a quantidade total de solutos; Eventos após a ingestão de água O FG recém-formado tem a osmolaridade do plasma (+-300mOsm/L); No túbulo proximal ele permanece isosmolar por conta da reabsorção de sódio e água em proporções equivalentes; A medida que o líquido flui para a alça de Henle a água é reabsorvida por osmose entrando em equilíbrio com a hipertonicidade do líquido intersticial medular: ocorre concentração de urina; Ao chegar no ramo ascendente espesso da alça de Henle, há ativa reabsorção de Sódio-Potássio-Cloreto e ocorre diluição pois este segmento é impermeável à água, mesmo sob efeito do ADH; O líquido chega mais diluído no túbulo distal (cerca de 1/3 da osmolaridade inicial); O líquido tubular sofre diluição adicional nos segmentos finais do túbulo distal, túbulos e ductos coletores pois há reabsorção adicional de NaCL e, na ausência de ADH, estes segmentos são impermeáveis à água; A reabsorção contínua de solutos e não reabsorção de água leva a formação de urina diluída; Sequência de eventos da FG à urina diluída Concentração da urina: A água é continuamente perdida na respiração, pelo TGI (fezes), pele (evaporação e sudorese) e rins (urina); Para repor esta perda é necessário consumo de água; A capacidade dos rins excretarem os solutos indesejáveis em uma urina concentrada minimiza a perda de líquido e a necessidade de “reposição” de água; Quando há restrição de água, há produção de urina concentrada por manutenção da excreção dos solutos e reabsorção de grande quantidade de água; Há um volume mínimo de urina necessário para excretar todos os solutos indesejáveis; Num adulto médio (1,70 m e 70Kg), necessita-se eliminar em torno de 600mOsm de soluto/dia; Como a capacidade de concentração do rim humano é de até 1.200 a 1.400 mOsm/ L, o volume mínimo de urina por dia deve ser em torno de 400 a 500 ml/dia; Gravidade específica: medida com o auxílio de um densímetro ou um refratômetro e serve para uma avaliação rápida da osmolaridade (concentração de solutos) da urina; osmolaridade. Ela é a medida do peso (número e dimensão das moléculas) dos solutos num dado volume de urina; A osmolaridade é determinada pelo número de moléculas do soluto num dado volume. No geral, há um aumento linear da gravidade específica com o aumento da osmolaridade urinária; A gravidade específica é expressa em gramas/ml e seu valor normal é em torno de 1.002 a 1.028; Cada aumentoem 0,001 na gravidade específica indica um aumento de 35-40 mOsm/L. Ocorre perda desta linearidade de correlação quando se tem na urina grandes quantidades de moléculas “grandes” (glicose, contrastes radiológicos, alguns ATB): nestes casos há aumento da gravidade específica sem ou com menor aumento na osmolaridade urinária. · Para produzirmos urina concentrada necessitamos da presença de ADH e uma medula renal hiperosmolar; O aumento do ADH aumenta a permeabilidade para a água na porção final dos túbulos distais, túbulos e ductos coletores; A hiperosmolaridade do líquido intersticial medular fornece o gradiente osmótico necessário para a reabsorção da água, na presença do ADH; Essa água reabsorvida na medular retorna à circulação pelos vasa recta. Assim, a capacidade de concentração da urina é determianada pelo nível de ADH e pelo grau de hipertonicidade/hiperosmolaridade medular renal; Como o líquido intersticial medular se torna hiperosmolar? Ocorre através de mecanismo de contracorrente, que depende da disposição anatômica de cerca de 25% dos néfrons (néfrons justamedulares) que possuem alças de Henle que penetram profundamente na medula renal e são acompanhadas pelos capilares especializados (vasa recta); Os ductos coletores também tem importante papel neste mecanismo de contracorrente; A osmolaridade da medula renal pode chegar até 1.200 a 1.400 mOsm/L: muito soluto e pouca água; Fatores determinantes da concentração de solutos na medular renal: Transporte ativo de Sódio e cotransporte de Potássio, Cloro e outros no ramo ascendente espesso da alça de Henle para o interstício medular; Transporte ativo de ions dos ductos coletores para o interstício medular; Difusão facilitada de grandes quantidades de uréia dos ductos coletores medulares para o interstício medular renal. Difusão de muito pequena quantidade de água tubular para o interstício renal em proporção à reabsorção de solutos; Túbulos Distais e Ductos Coletores e a Urina Concentrada O líquido que deixa a alça de Henle é hipotônico e chega à porção proximal do túbulo distal onde fica mais diluído pela contínua reabsorção de Sódio e relativa impermeabilidade à água; Na porção final do túbulo distal e nos túbulos e ductos coletores e na presença de níveis elevados de ADH ocorre a reabsorção de água e a urina pode ficar tão concentrada quanto o interstício medular renal; A água que é reabsorvida nestes segmentos corticais é removida rapidamente pelos capilares peritubulares; Esta reabsorção de grande quantidade de água ocorre na cortical renal, o que previne a diluição do interstício medular; À medida que o líquido vai fluindo pelo sistema tubular ao longo dos ductos coletores medulares mais água vai sendo reabsorvida, porém em quantidade pequena, se comparada com o volume reabsorvido na zona cortical; Na região medular a água é absorvida pelos vasa recta e drenada para o sangue venoso; Na presença do ADH a água vai sendo reabsorvida e o líquido no final dos ductos coletores tem a mesma osmolaridade do líquido intersticial medular (1.200mOsm/L); Na ausência de ADH a urina fica mais diluída mesmo nestes segmentos, pois continua sendo reabsorvido NaCI enquanto permanecem impermeáveis à água; O Papel da Uréia A uréia contribui com cerca de 40-50% das osmolaridade intersticial medular renal; Ao contrário do NaCl, a uréia é reabsorvida passivamente (gradiente favorável e transportadores específicos); Quando ocorre elevação do ADH, ocorre reabsorção passiva de grandes quantidades de uréia para o interstício através dos ductos coletores medulares; Mecanismo de reabsorção de uréia: Na presença de ADH, a água é rapidamente absorvida pelo túbulo coletor cortical e a concentração de ureia aumenta muito pois esta região tubular é muito pouco permeável à uréia; Ao seguir para os ductos coletores medulares, maior quantidade de água é absorvida e a concentração de uréia no líquido tubular aumenta mais; Com uma concentração elevada de uréia tubular no ducto coletor medular, ocorre difusão para fora do túbulo, com a uréia indo para o líquido intersticial; Esta difusão é facilitada por transportadores específicos de uréia (UT-A1 e UT- A3) que são ativados pelo ADH; O deslocamento simultâneo de água e uréia para fora dos ductos coletores medulares mantém alta concentração de uréia no líquido tubular (urina), embora ela esteja sendo reabsorvida; Percebe-se o papel da uréia na concentração de urina em indivíduos com dieta rica em proteínas: ocorre produção aumentada de ureia como resíduo nitrogenado e estes indíviduos são capazes de concentrar mais facilmente a urina do que indivíduos com dieta hipoproteica; A desnutrição leva a redução da concentração de uréia no interstício medular e redução da capacidade de concentração de urina; A recirculação da uréia: A recirculação da uréia do ducto coletor para alça de Henle contribui para a hiperosmolaridade medular renal; Normalmente, excretamos de 20 a 50% da uréia total filtrada (carga de uréia); A excreção de uréia depende de sua concentração no plasma, da filtração glomerular e da reabsorção tubular; Em pacientes com doenca renal e reducão importante da FG, ocorre aumento sérico importante da uréia, o que faz aumentar a carga filtrada e sua excreção, retornando à níveis normais (excreção igual à produção), porém às custas de nível plasmático elevado de uréia; 40 a 50% da uréia filtrada é reabsorvida no túbulo proximal; Mesmo assim, sua concentração no líquido tubular aumenta pois ela é menos permeável que a áqua A concentração vai aumentando na alça de Henle, onde além da absorção de água ocorre secreção de uréia na parte fina da alça no interstício medular; A secreção passiva de uréia na porção fina da alça de Henle é facilitada pelo transportador UT-A2; A porção espessa da alça de Henle, túbulo distal e túbulo coletor cortical são praticamente impermeáveis à ureia (há mínima reabsorção) a) Com altos níveis de ADH, ocorre maior reabsorção de água nestes locais e aumento grande da concentração de uréia no líquido tubular; Quando esse líquido com alta concentração de uréia atinge o ducto coletor medular, a alta concentração de uréia e a presenca dos transportadores especificos (UT-A1 e UT-A3) facilitam a difusão da uréia para o interstício medular renal; Uma parte da uréia que se deslocou para o interstício se difunde para a porção fina da alça de Henle e depois segue novamente o caminho: túbulo distal, túbulo coletor e ducto coletor..(recirculando); Assim, ela pode recircular várias vezes antes de ser excretada e assim colabora para aumentar sua concentração ( "sistema de contracorrente like"); A recirculação da uréia é importante para o organismo economizar agua enquanto consegue eliminar este abundante produto residual do metabolismo protéico; Vasa recta - contracorrente: hiperosmolaridade medular renal. O fluxo sanguíneo para a medular renal é necessário para suprir sua demandas metabolicas; Sem sistema especial de fluxo sanquíneo os solutos bombeados ativa e passivamente para o interstício medular pelo sistema de contracorrente seriam rapidamente neutralizados; O fluxo sanguíneo medular renal colabora com a hiperosmolaridade medular de duas formas: Baixo fluxo medular (<5% do FSR total): supre o metabolismo e evita a perda de solutos; Vasa recta: são trocadores por contracorrente, reduzindo a retirada de solutos do interstício medular; Os vasa recta não geram hiperosmolaridade, apenas evitam a perda da mesma; O formato em U fornece o mecanismo de contracorrente minimizando a perda de soluto intersticial mas permite a ultrafiltração de líquidos e soluto através da pressão hidrostáticae oncótica habituais que favorecem a reabsorção nestes capilares; O aumento do fluxo sanguíneo medular reduz a hiperosmolaridade e a capacidade de concentrar urina por remover mais solutos: alguns vasodilatadores ou grandes aumentos da pressão arterial podem aumentar o FSR medular e "lavar" o interstício medular; Assim, a capacidade de concentração de urina pelos rins depende do ADH e da osmolaridade medular; A osmolaridade da Urina Quando a urina eliminada apresentar uma osmolaridade maior que a do plasma, água está sendo conservada (depuração de água livre é negativa); Quando a urina eliminada tem osmolaridade menor que a do plasma água livre está sendo eliminada (depuração de agua livre e positiva); Uma anormalidade em concentrar ou diluir a urina pode ocorrer nas seguintes situações. Secreção inadequada de ADH: aumento ou redução; Mecanismo inadequado de contracorrente: para a concentração de urina é necessário hiperosmolaridade medular, pois sem isso, mesmo na presença de ADH adequado a concentração de urina é limitada pela osmolaridade da medula renal; Não resposta ao ADH pelos túbulos distais, túbulos e ductos coletores;
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