Fisiologia do Sistema Urinário

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Fisiologia do Sistema Urinário
Os rins desempenham a principal função do sistema urinário. As outras partes do sistema são essencialmente vias de passagem e áreas de armazenamento. As funções dos rins incluem:
•Regulação iônica do sangue - principalmente os íons sódio (Na+), potássio (K+), cálcio (Ca2+), cloreto (Cl–) e fosfato (HPO42–)
•Regulação do pH do sangue. Os rins excretam uma quantidade variável de íons hidrogênio (H+) para a urina e preservam os íons bicarbonato (HCO3–), que são um importante tampão do H+ no sangue. Ambas as atividades ajudam a regular o pH do sangue
•Regulação do volume de sangue. Os rins ajustam o volume do sangue por meio da conservação ou eliminação de água na urina. O aumento do volume de sangue eleva a pressão arterial, enquanto a diminuição do volume de sangue reduz a pressão arterial
•Regulação da pressão arterial. Os rins também ajudam a regular a pressão arterial por meio da secreção da enzima renina, que ativa o sistema renina-angiotensina-aldosterona. O aumento da renina provoca elevação da pressão arterial
•Manutenção da osmolaridade do sangue. Ao regular separadamente a perda de água e a perda de solutos na urina, os rins mantêm uma osmolaridade do sangue relativamente constante 
•Produção de hormônios - calcitriol, a forma ativa da vitamina D, ajuda a regular a homeostasia do cálcio e a eritropoetina estimula a produção de eritrócitos
•Regulação do nível sanguíneo de glicose. Tal como o fígado, os rins podem utilizar o aminoácido glutamina na gliconeogênese, a síntese de novas moléculas de glicose. Eles podem então liberar glicose no sangue para ajudar a manter um nível normal de glicemia
• Excreção de resíduos. Os rins removem produtos do metabolismo e xenobióticos, ou substâncias estranhas, como fármacos e toxinas ambientais. Os produtos do metabolis-mo 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. Os hormônios são outras substâncias endógenas retiradas do sangue pelos rins. Exemplos de substâncias estranhas excretadas pelos rins incluem o adoçante artificial sacarina e o ânion benzoato, parte do conservante benzoato de potássio, que você ingere toda vez que bebe um refrigerante diet.
-> Para produzir urina, os néfrons e os ductos coletores realizam três processos básicos – filtração glomerular, reabsorção tubular e secreção tubular:
Filtração glomerular. Na primeira etapa da produção de urina, a água e a maior parte dos solutos do plasma sanguíneo atravessam a parede dos capilares glomerulares, onde são filtrados e passam para o interior da cápsula glomerular e, em seguida, para o túbulo renal.
Reabsorção tubular. Conforme o líquido filtrado flui pelos túbulos renais e ductos coletores, as células tubulares reabsorvem aproximadamente 99% da água filtrada e muitos solutos úteis. A água e os solutos retornam ao sangue que flui pelos capilares peritubulares e arteríolas retas. Observe que o termo reabsorção se refere ao retorno de substâncias para a corrente sanguínea. Por outro lado, o termo absorção indica a entrada de novas substâncias no corpo, como ocorre no sistema digestório.
Secreção tubular. Conforme o líquido filtrado flui pelos túbulos renais e ductos coletores, as células dos túbulos renais e do ductos secretam outros materiais – como escórias metabólicas, fármacos e excesso de íons – para o líquido. Observe que a secreção tubular remove uma substância do sangue.
Os solutos e o líquido que fluem para os cálices renais menores e maiores e para a pelve renal formam a urina e são excretados. A taxa de excreção urinária de qualquer soluto é igual à taxa de filtração glomerular, mais a sua taxa de secreção, menos a sua taxa de reabsorção.
Os néfrons (por meio de filtração, reabsorção e secreção) ajudam a manter a homeostasia do volume e da composição do sangue. A situação é um pouco semelhante a um centro de reciclagem: os caminhões de lixo despejam lixo em um alimentador de entrada, onde o lixo pequeno passa por uma esteira transportadora (filtração glomerular do plasma). À medida que a esteira transportadora transporta o lixo, os funcionários removem artigos úteis, como latas de alumínio, plásticos e recipientes de vidro (reabsorção). Outros funcionários colocam o lixo adicional deixado na esteira e itens maiores na esteira transportadora (secreção). No final da esteira, todo o lixo restante cai em um caminhão para ser transportado para o aterro (escórias metabólicas na urina).
Filtração glomerular
O líquido que entra no espaço capsular é chamado filtrado glomerular. A fração de plasma sanguíneo nas arteríolas glomerulares aferentes dos rins que se torna filtrado glomerular é a fração de filtração. Embora uma fração de filtração de 0,16 a 0,20 (16 a 20%) seja usual, o valor varia consideravelmente na saúde e na doença. Em média, o volume diário de filtrado glomerular em adultos é de 150 ℓ nas mulheres e 180 ℓ em homens. Mais de 99% do filtrado glomerular regressa à corrente sanguínea por meio da reabsorção tubular, de modo que apenas 1 a 2 ℓ são excretados como urina.
Membrana de filtração
Juntos, os capilares glomerulares e os podócitos, que circundam completamente os capilares, formam uma barreira permeável conhecida como membrana de filtração. Esta configuração em sanduíche possibilita a filtração de água e pequenos solutos, mas impede a filtração da maior parte das proteínas plasmáticas, células sanguíneas e plaquetas. As substâncias filtradas do sangue atravessam três barreiras de filtração – a célula endotelial glomerular, a lâmina basal e uma fenda de filtração formada por um podócito
Taxa de filtração glomerular
A quantidade de filtrado formado em todos os corpúsculos renais de ambos os rins a cada minuto determina a taxa de filtração glomerular (TFG). No adulto, a TFG média é de 125 mℓ/min em homens e 105 mℓ/min em mulheres. A homeostasia dos líquidos corporais exige que os rins mantenham uma taxa de filtração glomerular relativamente constante. Se a TFG for demasiadamente elevada, as substâncias necessárias podem passar tão rapidamente pelos túbulos renais que algumas não são reabsorvidas e são perdidas na urina. Se a TFG for muito baixa, quase todo o filtrado pode ser reabsorvido e determinadas escórias metabólicas podem não ser adequadamente excretadas.
Reabsorção e secreção tubular
O volume de líquido que entra nos túbulos renais proximais em apenas 30 min é maior do que o volume total de plasma sanguíneo, porque a TFG normal é muito elevada. Obviamente, parte deste líquido deve ser devolvida de algum modo à corrente sanguínea. A reabsorção – o retorno da maior parte da água filtrada e de muitos dos solutos filtrados para a corrente sanguínea – é a segunda função básica do néfron e do coletor coletor. Normalmente, cerca de 99% da água filtrada são reabsorvidos. As células epiteliais ao longo dos túbulos e ductos renais realizam a reabsorção, mas as células do túbulo contorcido proximal dão a maior contribuição. Os solutos que são reabsorvidos por processos ativos e passivos incluem glicose, aminoácidos, ureia e íons como Na+ (sódio), K+ (potássio), Ca2+ (cálcio), Cl– (cloreto), HCO3– (bicarbonato) e HPO42– (fosfato). Uma vez que o líquido passa através do túbulo contorcido proximal, as células localizadas mais distalmente aperfeiçoam os processos de reabsorção para manter o equilíbrio da homeostasia de água e íons específicos. A maior parte das proteínas e peptídios pequenos que passam através do filtro também é reabsorvida, geralmente via pinocitose. Para avaliar a magnitude da reabsorção tubular, observe a Tabela 26.3 e compare as quantidades de substâncias que são filtradas, reabsorvidas e secretadas na urina.
A terceira função dos néfrons e ductos coletores é a secreção tubular, a transferência de materiais das células do sangue e do túbulo para o filtrado glomerular. As substâncias secretadas incluem íons hidrogênio (H+), K+, íons amônia (NH4+), creatinina e determinados fármacos,como a penicilina. A secreção tubular tem dois resultados importantes: (1) A secreção de H+ ajuda a controlar o pH sanguíneo. (2) A secreção de outras substâncias ajuda a eliminá-las do corpo pela urina.
Em decorrência da secreção tubular, determinadas substâncias passam do sangue para a urina e podem ser detectadas pelo exame de urina (ver Seção 26.7). É especialmente importante para testar atletas à procura de substâncias que intensifiquem o desempenho, como esteroides anabolizantes, expansores plasmáticos, eritropoetina, hCG, hGH e anfetaminas. Os exames de urina também podem ser usados para detectar álcool etílico ou substâncias psicoativas, como maconha, cocaína e heroína.
Histologia do néfron e do ducto coletor
Uma camada única de células epiteliais forma toda a parede da cápsula glomerular, túbulos e ductos renais (Figura 26.6). No entanto, cada parte tem características histológicas distintas que refletem suas funções específicas. Vamos discuti-las na ordem do fluxo do líquido: cápsula glomerular, túbulos renais e ducto coletor.
CÁPSULA GLOMERULAR. A cápsula glomerular consiste em camadas visceral e parietal (Figura 26.6A). A camada visceral é formada por células epiteliais pavimentosas simples modificadas chamadas podócitos. As muitas projeções em forma de pé destas células (pedicelos) envolvem a camada única de células endoteliais dos capilares glomerulares e formam a parede interna da cápsula. A camada parietal da cápsula glomerular consiste em epitélio pavimentoso simples e forma a parede externa da cápsula. O líquido filtrado pelos capilares glomerulares entra no espaço capsular, o espaço entre as duas camadas da cápsula glomerular, que é o lúmen do tubo urinário. Pense na correlação entre o glomérulo e a cápsula glomerular da seguinte maneira. O glomérulo é uma mão fechada dentro de um balão flácido (a cápsula glomerular), até que a mão fechada é revestida por duas camadas de balão (a camada do balão que toca a mão fechada é a camada visceral e a camada que não toca a mão fechada é a camada parietal) com um espaço entre elas (o interior do balão), o espaço capsular.
TÚBULO RENAL E DUCTO COLETOR. A Tabela 26.1 ilustra a histologia das células que formam o túbulo renal e o ducto coletor. No túbulo contorcido proximal, as células são células epiteliais cúbicas simples com uma borda em escova proeminente de microvilosidades em sua superfície apical (superfície voltada para o lúmen). Estas microvilosidades, como as do intestino delgado, aumentam a área de superfície para a reabsorção e secreção. A parte descendente da alça de Henle e a primeira porção da parte ascendente da alça de Henle (a parte delgada ascendente) são compostas por epitélio pavimentoso simples. (Lembre-se de que os néfrons corticais ou de alça curta não têm a parte ascendente delgada.) A parte espessa ascendente da alça de Henle é composta por epitélio colunar cúbico simples a epitélio colunar baixo.
Em cada néfron, a parte final ascendente da alça de Henle faz contato com a arteríola glomerular aferente que irriga o corpúsculo renal (Figura 26.6B). Como as células colunares tubulares desta região estão muito próximas uma da outra, são conhecidas como mácula densa. Ao lado da mácula densa, a parede da arteríola glomerular aferente (e às vezes a arteríola glomerular eferente) contém fibras musculares lisas modificadas chamadas células justaglomerulares (JG). Em conjunto com a mácula densa, constituem o aparelho justaglomerular (AJG). Como você verá mais adiante, o AJG ajuda a regular a pressão arterial no interior dos rins. O túbulo contorcido distal (TCD) começa a uma curta distância depois da mácula densa. Na última parte do TCD e continuando até os túbulos coletores, dois tipos diferentes de células estão presentes. A maior parte são células principais, que têm receptores tanto para o hormônio antidiurético (HAD) quanto para a aldosterona, dois hormônios que regulam suas funções. Um número menor é de células intercaladas, que atuam na homeostasia do pH do sangue. Os ductos coletores drenam para os grandes ductos papilares, que são revestidos por epitélio colunar simples.
O número de néfrons é constante desde o nascimento. Qualquer aumento do tamanho do rim se deve ao crescimento individual de néfrons. Se os néfrons forem lesionados ou estiverem doentes, não se formam novos néfrons. Os sinais de disfunção renal geralmente não se tornam aparentes até que a função tenha diminuído para menos de 25% do normal, porque os néfrons funcionais restantes se adaptam para lidar com uma carga maior do que a normal. A remoção cirúrgica de um rim, por exemplo, estimula a hipertrofia do rim remanescente, que acaba conseguindo filtrar o sangue com 80% da velocidade de dois rins normais.