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CONTROLE HORMONAL FISIOLOGIA RENAL SECREÇÃO DE SUBSTÂNCIAS 2 CONTROLE HORMONAL CONTEÚDO: ADA CORDEIRO CURADORIA: ALINE CORDEIRO SECREÇÃO DE SUBSTÂNCIAS 3 SUMÁRIO INTRODUÇÃO ................................................................................................. 5 Síntese e secreção ....................................................................................................... 5 Mecanismos de ação ................................................................................................... 6 VITAMINA D .................................................................................................... 7 Síntese ............................................................................................................................. 7 Mecanismo de ação ..................................................................................................... 8 ERITROPOETINA ............................................................................................ 9 Síntese ............................................................................................................................. 9 Mecanismo de ação ..................................................................................................... 9 ANGIOTENSINA II ........................................................................................ 10 Síntese .......................................................................................................................... 10 Ações da angiotensina II ......................................................................................... 11 ALDOSTERONA ............................................................................................ 12 Síntese e secreção ..................................................................................................... 12 Mecanismos de ação ................................................................................................ 13 PEPTÍDEOS NATRIURÉTICOS ................................................................... 13 Síntese e secreção ...................................................................................................... 13 Mecanismos de ação .................................................................................................. 14 PARATORMÔNIO ......................................................................................... 15 Síntese ........................................................................................................................... 15 Mecanismo de ação ................................................................................................... 15 SECREÇÃO DE SUBSTÂNCIAS 4 Referências..................................................................................................... 16 SECREÇÃO DE SUBSTÂNCIAS 5 INTRODUÇÃO Os processos de reabsorção e secreção desempenhados pelos rins são regulados por diversos hormônios, os quais alteram a permeabilidade da membrana apical tubular a diversas substâncias. Dentre estes, destacam-se o hormônio antidiurético (ADH), a vitamina D, a angiotensina II, a aldosterona, o peptídeo natriurético atrial, o peptídeo natriurético cerebral e o paratormônio. Alguns desses hormônios atuam, dentre outras coisas, na regulação do volume circulante e na osmolalidade plasmática através de modificações na reabsorção de Na+ e água. Dessa forma, são essenciais para a perfusão adequada dos tecidos corporais. Outros atuam modificando a excreção de Ca2+ e fosfato, fazendo parte, assim, do processo de remodelação óssea. Ademais, muitos desses hormônios possuem, em alguma etapa de sua síntese, envolvimento renal. Por causa disso, e também devido à síntese de eritropoetina por células do parênquima renal, considera-se que os rins possuem função endócrina. ADH O hormônio antidiurético (ADH), também chamado de arginina vasopressina (AVP), é um peptídeo responsável pela regulação da osmolalidade do plasma, mediante controle da excreção de água livre na urina. Isso se dá por aumento da permeabilidade do ducto coletor à água, o que contribui para tornar o plasma menos osmolar à medida que concentra os solutos a serem excretados pelos rins. Síntese e secreção O ADH é sintetizado por grandes neurônios dos núcleos supraóptico e paraventricular, ambos localizados no hipotálamo anterior. Ele é empacotado na forma de grânulos e, então, transportado desses neurônios até a neuro-hipófise, local em que é armazenado. Síntese e secreção de ADH. Siverthorn, Fisiologia Humana, 7ed. Quando os osmorreceptores do SNC são estimulados, o ADH armazenado na hipófise posterior é liberado na circulação. SECREÇÃO DE SUBSTÂNCIAS 6 Esses osmorreceptores localizam-se, principalmente, no tecido que circunda o terceiro ventrículo e são capazes de detectar alterações na osmolalidade do plasma. Assim, uma osmolalidade elevada provoca abertura de canais de cátions sensíveis a estiramento localizados na membrana celular, despolarizando a célula e, consequentemente, aumentando a frequência de potenciais de ação. O aumento da pressão osmótica do líquido extracelular, portanto, é o principal fator estimulante para a secreção de ADH. Já a redução da osmolalidade tem um efeito inibidor sobre a secreção de ADH. Outro estímulo importante para a liberação de ADH é a redução abrupta de volume efetivo circulante. Essa estimulação tem início nos barorreceptores sistêmicos, os quais detectam uma redução acentuada do volume circulante ou da pressão arterial e, por meio de vias reflexas neuronais, provocam o aumento da secreção de ADH. Assim, em situações de hemorragia intensa, por exemplo, o ADH é liberado como forma de tentar manter a perfusão tecidual adequada. Mecanismos de ação O ADH possui dois órgãos-alvo principais: tecido muscular liso vascular e tecido renal. Quando age sobre o músculo liso vascular, o ADH provoca vasoconstrição, contribuindo para o aumento da pressão sanguínea em situações de choque hipovolêmico, por exemplo. A atuação do ADH mais relevante, porém, é no tecido renal, em que regula a excreção de água. Ação do ADH via receptor V2. Berne & Levy, Fisiologia, 6ed. O ADH aumenta a reabsorção de água nos túbulos e ductos coletores por aumentar a permeabilidade desses segmentos a essa substância. Além disso, o ADH estimula o transporte de ureia através das células do ducto coletor medular, impulsionando os mecanismos de concentração da urina, e aumenta a reabsorção de NaCl no ramo espesso ascendente da alça de Henle. Na ausência de ADH, os segmentos finais do néfron possuem permeabilidade à água muito baixa. Na presença de ADH, porém, canais para água AQP2 são inseridos na membrana apical das células principais dos túbulos e ductos coletores. Na membrana basolateral dessas células SECREÇÃO DE SUBSTÂNCIAS 7 existem receptores V2 para o ADH. A ligação desse hormônio aos receptores ativa a proteína Gs, a qual, por sua vez, estimula a adenilil ciclase a gerar AMPc. O AMPc ativa, então, a proteína quinase A, que fosforila proteínas envolvidas com o transporte de vesículas contendo AQP2 e com a fusão destas à membrana apical. Dessa forma, o aumento da permeabilidade das células principais dos túbulos e ductos coletores ocorre por aumento da densidade de canais para água do tipo AQP2, a partir da fusão de vesículas contendo esses canais à membrana apical. Na membrana basolateral dos ductos coletores medulares estão presentes canais AQP3, cuja função é mediar o transporte de água intracelular para o interstício. Esse canal, assim como a AQP 1, é insensível ao ADH. Ademais, o ADH, poraumento na concentração de AMPc intracelular, provoca fosforilação de transportadores apicais de ureia, aumentando sua atividade. Dessa forma, impulsiona a reabsorção de ureia, elevando a concentração dela no interstício medular. Isso melhora o mecanismo de concentração urinária. VITAMINA D A vitamina D ativa (calcitriol) é um hormônio regulador da homeostase do cálcio no organismo e promotor da renovação óssea. Mediante aumento da reabsorção renal e intestinal de Ca2+ e fosfato, ela age impulsionando a síntese de hidroxiapatita, principal constituinte mineral ósseo. Síntese A vitamina D existe no organismo em duas formas: a vitamina D2 (ergocalciferol) e a D3 (colecalciferol). Elas diferem entre si somente nas cadeias laterais do anel D, já que a cadeia lateral da vitamina D3 é característica do colesterol, enquanto a da D2 é característica dos esteroides de origem vegetal. Isso ocorre porque a vitamina D2 é obtida por ingestão de Diabetes insipidus nefrogênico é uma condição caracterizada por resposta inadequada ao ADH, podendo ser causada por mutações no receptor V2. Clinicamente, ela cursa com polidipsia e poliúria, devido à perda de água livre resultante da incapacidade dos rins de concentrar a urina. SECREÇÃO DE SUBSTÂNCIAS 8 alimentos de origem vegetal, o que difere da obtenção da vitamina D3, a qual é sintetizada na pele a partir do precursor 7- de-hidrocolesterol, mediante exposição à radiação ultravioleta. Para que a vitamina D obtenha atividade biológica, ou seja, esteja ativada, é necessária a hidroxilação dos carbonos 1 e 25 de sua molécula. Por ter constituintes lipídicos, a vitamina D circula no sangue associada a proteínas ou solubilizada em quilomícrons. A proteína de ligação à vitamina D (PLD) direciona esse pré- hormônio ao fígado, onde sofre hidroxilação do carbono 25 em reação catalisada pela enzima 25-hidroxilase. Dessa forma, a pré-vitamina D é convertida em 25-hidroxivitamina D (calcidiol). Novamente na circulação, a molécula liga- se a uma PLD e é direcionada para os rins, onde é livremente filtrada e, posteriormente, reabsorvida nas células tubulares proximais por um processo de endocitose mediada por receptor. Nessas células, o calcidiol sofre hidroxilação em seu carbono 1 a partir de uma reação catalisada pela 1-alfa-hidroxilase. Dessa forma, os rins são responsáveis pela produção da forma ativa da vitamina D, chamada de calcitriol. Essa etapa de ativação da vitamina D que ocorre nos rins é regulada pelo paratormônio (PTH) e pelo FGF23. O PTH estimula a ativação de vitamina D a calcitriol, enquanto o FGF23 inibe. O produto da reação, a 1,25- diidroxivitamina D (calcitriol), também inibe a reação em um mecanismo de feedback negativo. Mecanismo de ação A vitamina D atua por meio da regulação da transcrição de proteínas. Essa molécula entra nas células dos tecidos-alvo e liga-se a um fator de transcrição citosólico chamado VDR. Os tecidos-alvo principais desse hormônio são o intestino delgado, os ossos e os rins. No intestino delgado, o calcitriol aumenta a produção de proteínas envolvidas com a absorção de Ca2+, como canais para Ca2+ epiteliais, bombas e proteínas de ligação ao Ca2+. Além disso, ele impulsiona a absorção de fosfato, mediante estímulo da síntese do cotransportador NaPi. Nos ossos, o calcitriol atua de forma direta e indireta. Ele atua mobilizando o Ca2+ para fora do osso, mas também aumenta a deposição do Ca2+ para mineralizar o osteoide. Nos rins, a vitamina D ativa atua juntamente ao PTH para aumentar a reabsorção de Ca2+ no túbulo distal. Ela age elevando a transcrição de genes da proteína de ligação a Ca2+ nas células do SECREÇÃO DE SUBSTÂNCIAS 9 túbulo distal. Isso mantém a concentração de cálcio intracelular baixa e estimula, portanto, a reabsorção de Ca2+. Além disso, o calcitriol promove reabsorção de fosfato nos rins por regular de forma positiva o cotransportador apical Na/Pi no túbulo contorcido proximal. ERITROPOETINA A eritropoetina (EPO) é um hormônio glicoproteico produzido pelos rins com função de regular a eritropoese. Dessa forma, os rins também exercem um papel importante na capacidade do organismo de transportar O2 e CO2, funcionando como um sensor de oxigênio e ajustando a produção de EPO de acordo com a necessidade: redução da pressão parcial de oxigênio aumenta sua produção, enquanto o aumento tem o efeito oposto. Síntese Durante a vida fetal, a EPO é produzida pelos hepatócitos. Após o nascimento, porém, as células renais da região do interstício justaglomerular assumem a função de sintetizar praticamente toda a EPO circulante. O principal estímulo para a produção e liberação de EPO é a hipóxia tecidual. Esta estimula a produção da subunidade α do um fator de transcrição denominado fator induzível por hipóxia 1 (HIF-1), o qual ativa o gene da eritropoetina e, consequentemente, aumenta a síntese dela. Mecanismo de ação O processo de formação das células vermelhas sanguíneas em adultos ocorre na medula óssea, a qual está contida no centro de ossos longos e chatos do organismo. A EPO atua na eritropoese por meio da ligação a um receptor (EPOR) na superfície das células-alvo. Esse receptor é expresso em células eritroides nos estágios iniciais de desenvolvimento, de modo que o processo de diferenciação da Em estágios avançados da Doença Renal Crônica (DRC) a 1-hidroxilação não ocorre de forma adequada e, portanto, a produção de calcitriol é comprometida. O doente renal, portanto, tem maior predisposição à distúrbios minerais ósseos e, consequentemente, a fraturas. Para evitar que isso ocorra, a reposição com vitamina D exógena pode ser importante nesses pacientes. SECREÇÃO DE SUBSTÂNCIAS 10 unidade formadora de blasto-células eritroides em proeritroblastos é regulado pela EPO. A falta de EPO, portanto, pode causar anemia, já que há comprometimento da diferenciação de células eritroides. Isso ocorre, por exemplo, nos pacientes doentes renais crônicos em estágios avançados. Devido ao processo inflamatório renal que acompanha a doença, o rim se torna incapaz de realizar a produção adequada de EPO, comprometendo a síntese de hemácias e, consequentemente, levando a um quadro de anemia de doença crônica. O excesso desse hormônio, entretanto, pode resultar em policitemia, aumentando a viscosidade sanguínea. Além do papel na eritropoese, a EPO tem importância nos tecidos cerebral, cardíaco e vascular. Ela é um importante fator de proteção contra isquemia e contra apoptose induzida por hipóxia e radicais livres, por exemplo. ANGIOTENSINA II A angiotensina II (ANG II) é um dos componentes do sistema renina- angiotensina-aldosterona e exerce papel fundamental na manutenção do volume circulante e no aumento da pressão arterial. Isso se deve aos seus efeitos sobre o tecido muscular liso vascular, sobre a liberação de outras substâncias na circulação e sobre a reabsorção de Na+ em segmentos tubulares renais. Síntese A ANG II é produzida a partir do angiotensinogênio em uma série de reações envolvendo diversas enzimas do organismo. O angiotensinogênio é uma globulina sintetizada continuamente pelo fígado e liberada na circulação sistêmica. Essa proteína é convertida em angiotensina I pela renina, uma proteína produzida e armazenada pelas células granulares do aparelho justaglomerular renal. A renina, ao contrário do angiotensinogênio, só é liberada quando o aparelho justaglomerular percebe redução do volume efetivo circulante. Isso pode ocorrer de três formas: • Estimulação simpática do aparelho justaglomerular devido à redução na pressão arterial sistêmica, detectada por barorreceptores da circulação arterial central. A reposição de EPO exógena frequentemente é indicada em estágios avançados de DRC, em que ocorre anemia. SECREÇÃODE SUBSTÂNCIAS 11 • Diminuição da concentração de NaCl na mácula densa decorrente da diminuição da TFG e, consequentemente, da redução do volume circulante. • Redução do estiramento nas células granulares das arteríolas aferentes (barorreceptores renais), o que indica diminuição da pressão de perfusão renal. Após a renina clivar o angiotensinogênio em angiotensina I, esta é convertida em angiotensina II pela enzima conversora de angiotensina (ECA), a qual está presente no endotélio vascular corporal, em especial no endotélio pulmonar, em que é mais abundante. Estímulos para liberação de renina. Imagem modificada de Silverthorn, Fisiologia Humana, 7ed. A angiotensina II, portanto, é produzida principalmente nos pulmões. Porém, ela também é produzida localmente nos rins, de modo que os rins recebem ANG II proveniente dessas duas origens principais. Ações da angiotensina II A ANG II tem diversas ações no organismo, todas envolvidas com o aumento da pressão arterial e do volume efetivo circulante. Ela estimula a liberação de aldosterona pela glândula adrenal, promovendo a reabsorção de Na+ e, consequentemente, o aumento do volume circulante, já que a reabsorção de Na+ é acompanhada da reabsorção de água. Além disso, ela promove vasoconstrição arterial de leitos sistêmicos e renais. Por constringir predominantemente a arteríola eferente em relação à aferente, a ANG II eleva a taxa de filtração glomerular e reduz a pressão hidrostática dos capilares peritubulares. Ela também eleva a pressão coloidosmótica nestes, impulsionando a reabsorção de fluido. Ademais, a ANG II aumenta a sensibilidade dos mecanismos de feedback tubuloglomerular e aumenta a troca Na-H no túbulo proximal, no ramo ascendente espesso da alça de Henle e nos túbulos coletores. No túbulo proximal, essa troca é realizada pelo trocador NHE3 da membrana apical e impulsionada pela bomba de Na/K e pelo simportador Na+/HCO3- basolaterais. Assim, a ANG II liga-se aos receptores AT1 nas membranas apicais e basolaterais dessas células e, mediante a proteína quinase C, estimula o trocador NHE3 apical. SECREÇÃO DE SUBSTÂNCIAS 12 Ações da aldosterona no organismo. Imagem modificada de Silverthorn, Fisiologia Humana, 7ed. ALDOSTERONA A aldosterona é o produto final do sistema renina-angiostensina-aldosterona. Ela consiste em um hormônio esteroidal produzido pela glândula adrenal, sendo o principal mineralocorticoide endógeno. Esse hormônio está envolvido com a reabsorção de Na+ e excreção de K+, sendo importante, portanto, para a regulação da volemia e da pressão arterial. Síntese e secreção A aldosterona é sintetizada a partir do colesterol na zona glomerulosa do córtex adrenal em uma série de reações envolvendo diversas enzimas. A ANG II, ao aumentar a atividade de muitas destas, é um dos principais estímulos para a síntese e secreção de aldosterona. Ela se liga ao receptor AT1 que existe na célula glomerulosa e, a partir do aumento da O aparelho justaglomerular é composto por: mácula densa, células mesangiais e células granulares (produzem renina). SECREÇÃO DE SUBSTÂNCIAS 13 concentração intracelular de Ca2+, promove a produção de precursores e estimula a enzima sintase de aldosterona. Outro importante estímulo para a síntese e secreção de aldosterona é o aumento da concentração de K+ extracelular. O hormônio hipotalâmico ACTH, embora também estimule a produção da aldosterona, é um indutor secundário desse processo. Diagrama com estímulos para síntese e com os efeitos da aldosterona. Imagem modificada de Silverthorn, Fisiologia Humana, 7ed. Mecanismos de ação As ações principais da aldosterona são promover a reabsorção de Na+ e água e aumentar a secreção de K+ pelas células principais dos túbulos e ductos coletores dos rins. Como é um hormônio esteroidal, a aldosterona atua na modulação da transcrição gênica, o que ocorre mediante ligação a um receptor MR citosólico, com o qual forma um complexo que adentra o núcleo. Dessa forma, a aldosterona aumenta a transcrição da bomba Na/K na membrana basolateral e dos canais ENaCs apicais, o que impulsiona a reabsorção de Na+ e, por consequência, aumenta a secreção de K+, já que o potencial lúmen- negativo intensificado, bem como o gradiente eletroquímico de K+, favorecem a saída de K+ para o lúmen tubular. Além disso, a aldosterona eleva a permeabilidade do K+ na membrana apical, também favorecendo a saída desse íon. Por meio desses mecanismos de aumento da reabsorção de Na+ e de secreção de K+, ocorre aumento da pressão arterial e da volemia, haja vista a absorção de Na+ ser acompanhada de água, e aumento da excreção de K+. Não é à toa, portanto, que os principais estímulos para secreção desse hormônio sejam a diminuição da pressão arterial, o que provoca a produção de ANG II, e o aumento da concentração plasmática de K+. PEPTÍDEOS NATRIURÉTICOS Síntese e secreção Os peptídeos natriuréticos atrial (PNA) e cerebral (PNC) são originados de células SECREÇÃO DE SUBSTÂNCIAS 14 cardíacas e atuam na regulação da volemia e da pressão arterial. O PNA é produzido nas células atriais quando estas sofrem estiramento, como em situações de aumento de volume ou de aumento da pressão arterial sistêmica.. O PNC, embora tenha sido identificado inicialmente no cérebro, é secretado principalmente pelas células miocárdicas ventriculares, tendo estímulos semelhantes aos do PNA para sua secreção. Estímulos para secreção dos peptídeos natriuréticos. Imagem modificada de Silverthorn, Fisiologia Humana, 7ed. Mecanismos de ação Esses hormônios agem principalmente na hemodinâmica renal, exercendo seus efeitos sobre o organismo por ligação a receptores associados à guanilil ciclase. Esses efeitos são de estímulo para o aumento da excreção de Na+ e água, a partir da elevação da taxa de filtração glomerular (TFG) e da inibição de reabsorção de Na+ e água nos túbulos renais. O aumento da TFG ocorre por dilatação da arteríola aferente e constrição da eferente, enquanto a diminuição da reabsorção de Na+ ocorre por inibição da Na/K-ATPase e dos canais ENaC das células principais dos túbulos coletores. O PAN e o PNC, por aumentarem o fluxo sanguíneo na medula renal, também comprometem os mecanismos de concentração da urina, favorecendo a excreção de água. Além disso, eles inibem a liberação de renina e os efeitos do sistema renina-angiotensina-aldosterona, o que incrementa seus outros efeitos renais. Outros efeitos desses hormônios são: • Vasodilatação, por ligação a receptores nas células musculares lisas. • Inibição da ingestão de água e de secreção do hormônio antidiurético SECREÇÃO DE SUBSTÂNCIAS 15 (ADH), por ativação de neurônios sensíveis ao PNA no hipotálamo. • Diminuição do tônus simpático periférico, devido a atuação no tronco encefálico. Esses hormônios atuam, portanto, para reduzir a pressão arterial e o volume efetivo circulante. PARATORMÔNIO Síntese O paratormônio (PTH) é um hormônio produzido pelas glândulas paratireoides. O principal estímulo para sua secreção é a redução da concentração de Ca2+ plasmática (hipocalcemia). Isso se dá mediante um receptor sensível a Ca2+ na membrana plasmática das células da glândula, cuja ligação ao Ca2+ inibe a secreção de PTH. Dessa forma, uma redução na concentração de Ca2+ sanguínea inibe a inibição promovida pelo receptor. Outro fator que afeta a secreção de PTH é a vitamina D, a qual reduz a transcrição de genes do PTH. Mecanismo de ação O PTH é o principal regulador da excreção renal de Ca2+, uma vez que estimula a reabsorção desse íon no ramo espesso ascendente da alça de Henle, no túbulo coletor distal e no túbulo conector. Ele age por meio da ligação ao receptor PTH1R associado a proteínas G, ativando quinases. Isso aumenta a permeabilidadeapical das células tubulares ao Ca2+, o que impulsiona a concentração desse íon no meio intracelular e, portanto, estimula o transporte dele pela membrana basolateral, aumentando a reabsorção de Ca2+. O PTH, portanto, tem um efeito hipercalcemiante. Outros efeitos do PTH nos rins são em relação à reabsorção do fosfato e à 1- hidroxilação da vitamina D. Em relação ao fosfato, o PTH promove a remoção de cotransportadores Na/Pi da membrana apical do túbulo proximal, comprometendo sua reabsorção. Já em relação a 1- hidroxilação da vitamina D, o PTH tem um efeito estimulante, promovendo, portanto, a produção de calcitriol. SECREÇÃO DE SUBSTÂNCIAS 16 REFERÊNCIAS Fisiologia renal – Processo de Formação da Urina – Controle Hormonal. (Riane Wanzeler e Pedro Sultano). Jaleko Acadêmicos. Disponível em: < https://www.jaleko.com.br >. AIRES, Margarida de Mello. Fisiologia. 4ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. BORON, Walter F.; BOULPAEP, Emile L. Fisiologia Médica. 2ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015. EATON, Douglas C.; POOLER, John P. Fisiologia renal de Vander. 8ed. Porto Alegre: AMGH, 2016. SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia Humana. 7e. Porto Alegre: Artmed, 2017. VISITE NOSSAS REDES SOCIAIS @jalekoacademicos Jaleko Acadêmicos @grupoJaleko
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