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FISIOLOGIA RENAL Funções dos rins 1. Excreção: Urea, creatinina, acido urico, bilirrubina 2. Hidroeletrolitico: Osmolaridad, volemia 3. Pressão Arterial: SRAA y diuresis 4. Equilibrio Acido e base: Secreción de H+ y reabsorción de HCO3- 5. Eritrocitos: Eritropoyetina, D3 6. Gluconeogenia: A partir de AA, durante el ayuno prolongado Regulação iônica plasmática: Os rins participam ativamente da regulação da concentração dos íons sódio (Na+), potássio (K+), cálcio (Ca2+), cloreto (Cl–) e fosfato (HPO42–) Controle do pH sanguíneo: Os rins participam do controle do pH sanguíneo por meio da excreção de íons de H+ pela urina, e ao mesmo tempo, mantêm a concentração de bicarbonato (HCO3–), íon muito importante no processo de tamponamento de H+ plasmático. Controle da volemia sanguínea: Os rins participam no processo de controle do volume de sangue sistêmico, resultando em conservação ou eliminação de água pela micção. Regulação da pressão arterial: Por meio da secreção da renina, atuante junto ao sistema renina-angiotensina-aldosterona, resultando em aumento da pressão arterial. Controle da osmolaridade plasmática: O controle da osmolaridade é realizado pelos rins por meio da regulação individual da perda de água e de solutos na urina. Os rins tendem a manter a osmolaridade sanguínea constante, aproximadamente 300 miliosmóis por litro (mOsm/L)*. Secreção Hormonal: Os rins secretam os hormônios calcitriol e eritropoetina. O calcitriol participa da forma ativa da vitamina D e na regulação do cálcio, enquanto a eritropoetina induz a produção de eritrócitos. Controle plasmático de glicose: Similar ao tecido hepático, os rins podem utilizar a glutamina no processo de gliconeogênese, resultando em novas moléculas de glicose. Excreção de metabólitos: Todas as substâncias que não são mais úteis ou estranhas ao metabolismo humano são excretadas pela produção da urina. Dentre os metabólitos resultantes do metabolismo energético, podemos citar: amônia e ureia resultantes da desaminação dos aminoácidos; bilirrubina resultante do catabolismo da hemoglobina; creatinina resultante da clivagem do fosfato de creatina nas fibras musculares e ácido úrico originado do catabolismo de ácidos nucleicos. Anatomia dos Rins Cada riñón, pesa aproximadamente 150g Irrigação dos rins A Nefrona – Unidade funcional dos rins 800.000 a 1.000.000 por cada rim Não regeneram Reducem gradualmente Cada nefrona contém 1. Glomerulo: aglomerado de capilares glomerulares 2. Tubulo: filtra o liquido que se converte em urina o 1° túbulo em contato com o glomérulo o Túbulo contorneado proximal: o Asa descendente de Henle – segmento fino: Función principal reabsorber agua hacia la sangre. o Asa ascendente de Henle – segmento grosso: Los diuréticos de asa inhiben el transportador o Túbulo contorneado distal o Túbulo colector cortical o Túbulo colector medular Arterias Arcuatas ou Arciforme Por trás das piramides, entre a corteza e a medula Se ramifica Arteria Interlobulillares Irriga a corteza Arterias Interlobulares Entre as piramides na medula Se ramifica Arteria Renal Arteria Aorta abdominal Túbulo proximal: Reabsorve: Na, Cl, HCO3, K, H2O, Glicose, aminoácidos. Secreção: H, ácidos e bases Alça Fina Descendente de Henle: Reabsorção de H20 Alça Espessa Ascendente de Henle: Reabsorção de: Na, Cl, K, Ca, HCO3, Mg Secreção: H Parte Inicial Do Túbulo Distal: Reabsorção de: Na, Cl, Ca, Mg Parte Final Do Túbulo Distal e Ducto Colector: Células principais Reabsorção: NaCl, Secreção de: K Reabsorção de: H2O mediada por ADH – Vasopressina Células intercaladas Reabsorção: HCO3, K Secreção: H Tipos de Nefronas Yuxtaglomerulares (20 a 30%) Corticales (70 a 80%) Fisiologia renal refere-se principalmente ao processo de produção de urina e a secreção hormonal que participa da regulação da pressão arterial. Para que seja possível a produção de urina, três processos são necessários: a filtração, a reabsorção e a secreção (TORTORA, 2016; SILVERTHORN, 2017). Filtração glomerular: É o primeiro processo da etapa de produção da urina a nível dos néfrons. Água e solutos atravessam a parede dos capilares glomerulares (imagem 2), passando pelo processo de filtragem e adentram o interior da cápsula glomerular e, posteriormente, para o túbulo renal. Inicia-se em um primeiro momento pelo contato do volume com a membrana de filtração (imagem 3). A membrana de filtração é constituída pelos capilares glomerulares e podócitos, que se localizam ao redor dos capilares, resultando em uma barreira permeável. A configuração da membrana permite que a água seja filtrada em pequenos solutos, porém, impede a filtração de grande quantidade das proteínas plasmáticas, células sanguíneas e plaquetas (TORTORA, 2016; SILVERTHORN, 2017). A força que move o processo de filtração é similar à lei proposta por Starling (capilares), ou seja, a pressão força os líquidos e solutos através de uma membrana. O processo de filtração glomerular se assemelha a processos de filtração encontrados em outros locais do organismo, porém, o maior de volume de filtração ocorre no glomérulo renal, da seguinte maneira (TORTORA, 2016; SILVERTHORN, 2017): Reabsorção tubular: Ao passo que o líquido filtrado passa pelos túbulos renais e ductos coletores, as células tubulares reabsorvem cerca de 99% da água filtrada e solutos que sejam utilizáveis. O retorno da água que foi filtrada, assim como os solutos, ocorre por meio dos capilares peritubulares e arteríolas retas. As substâncias que passam pelos néfrons são reabsorvidas no lúmen de seus túbulos por meio de células tubulares adjacentes ou em uma célula tubular individual. Durante a extensão do túbulo renal, há a presença de zonas de oclusão que a circundam, e a membrana apical tem contato direto com o líquido tubular, enquanto a membrana basolateral está em contato com o líquido intersticial na base e dos lados da célula (Imagem 4). No entanto, há uma exceção a ser elucidada: o O líquido pode vazar entre as células em um processo passivo conhecido como reabsorção paracelular. Mesmo que as células epiteliais estejam ligadas por junções oclusivas, estas junções entre as células dos túbulos renais proximais são “permeáveis” e possibilitam que algumas substâncias reabsorvidas passem entre as células para os capilares peritubulares. Em algumas partes do túbulo renal, acredita-se que a via paracelular represente até 50% da reabsorção de determinados íons e da água que os acompanha por osmose. Mas como ocorre o transporte desses solutos? As células renais transportam os solutos tanto para o meio interno quanto para o meio externo do líquido tubular, movendo as substâncias em sentido único. Dessa maneira, proteínas de diversos tipos são encontradas nas membranas apical e basolateral, onde as junções oclusivas formam uma barreira impedindo a mistura entre proteínas nos compartimentos das membranas apical e basolateral. Um exemplo ocorre sobre a reabsorção de Na+ pelos túbulos renais, processo muito importante em resposta ao alto volume de íons de sódio que atravessa os filtros glomerulares (TORTORA, 2016). Secreção tubular: De acordo com a passagem do líquido filtrado passa pelos túbulos renais e ductos coletores, ocorre a secreção de outras substâncias (metabólitos, fármacos e excesso de íons) (imagem 2). Formação da Urina Generalidades: Após os processos de filtração, reabsorção e secreção, há, então, a formação da urina. A urina irá passar pelos ureteres até a bexiga, onde será armazenada até a micção. Micção: Processo pelo qual a bexiga se esvazia quando está cheia Enchimento da bexiga e tensão acima do limite. Reflexo de micção que vem da medula. Reflexo autônomo Anatomia fisiologica da bexiga A bexiga é uma câmera de músculo liso Cuerpo Cuello Triangulo urogenital Plexo sacro – conecta a bexiga com a medula espinal Urina concentrada Aumento da osmolaridade do líquido extracelular e redução da água (concentração) Aumenta a permeabilidade à água nos túbulos distais e nos ductos coletores Aumento da reabsorção de água e diminuição do volume urinário Não altera a excreção renal de solutos Sistema Nervoso Autônomo ESTIMULA LA MICÇÃO INIBE A MICÇÃO Parassimpático Simpático Músculo efector Impulso adrenérgico Impulso Colinérgico Detrusor Relajación + Contración ++ Trigono e esfíncter Contración ++ Relajación ++ CONCENTRACIÓN Y DILUCIÓN DE LA ORINA; REGULACIÓN DE LA OSMOLARIDAD DEL LÍQUIDO EXTRACELULAR Y DE LA CONCENTRACIÓN DE SODIO Balance de água A via mais importante para a perda de água são os rins e eles desempenham um papel importante na regulação do equilíbrio hídrico. Normalmente excretamos 600 miliosmóis/dia de solutos com uma dieta normal, dissolvidos em 1.500 ml de diurese diária. Excreción obligada de 600 miliosmoles/día Formación De Orina Diluida Y Concentrada - A tentativa do rim de estabilizar a osmolalidade do líquido extracelular diante de mudanças nas cargas de soluto ou água Regulação Da Osmolaridade Urinária Urina diluída: o A osmolaridade normal da urina é de 50 a 1.400 mOsm/L. o Em condições de excesso de água no corpo, é excretada uma concentração de apenas 1/6 parte da osmolaridade do líquido extracelular normal. Urina concentrada: o No déficit hídrico corporal e na osmolaridade elevada do líquido extracelular, a urina é excretada com alta osmolaridade Control De La Concentración De Orina Por ADH (vasopressina) Urina diluida Aumento de água e redução da osmolaridade extracelular (diluição) Lobo posterior da glândula pituitária secreta menos ADH (vasopressina) Diminui a permeabilidade à água nos túbulos distais e nos ductos coletores Excreção de grandes quantidades de urina diluída Excreção de Urina Com o excesso de água no corpo, os solutos são reabsorvidos e a água não é mais reabsorvida nas partes distais do néfron. diurese osmótica A osmolaridade da urina diminui Sem redução na osmolaridade plasmática O volume urinário aumenta até 6 vezes A excreção de soluto permanece constante Evite a perda excessiva de água. É formado pela excreção contínua de solutos e pelo aumento da reabsorção de água. Uma concentração máxima de 1200 a 1400 mOsm/L pode ser alcançada. Requer a excreção de um volume mínimo de urina. Volume obrigatório de urina. 70 kg humano saudável Ingestão de 600 mOsm de soluto por dia Concentração máxima de 1200 mOsm/L Volume obrigatório de urina de 0,5 L/dia EXCRECIÓN DE ORINA CONCENTRADA Densidad Específica De La Orina Estimación rápida de la concentración de solutos en la orina. A mayor concentración (osmolaridad) mayor densidad. Medida de peso de solutos en determinado volumen. Determinado por: o Número y tamaño de moléculas de soluto. Valor normal: o 1.002 a 1.028 g/ml o Aumento de 0.001 g/ml por cada 35-40 mOsm/L A densidade é alterada quando há quantidades significativas de moléculas grandes na urina (glicose, meios de contraste ou antibióticos), simulando urina concentrada apesar de apresentar osmolaridade normal. Concentração De Adh E Medula Renal Hiperosmótica Requisitos para formar urina concentrada: 1. Concentração elevada de ADH o Aumenta a permeabilidade dos túbulos distais e dos dutos coletores à água. 2. Alta osmolaridade do líquido intersticial da medula renal o Fornece o gradiente osmótico necessário para reabsorver água na presença de altas concentrações de ADH O mecanismo pelo qual o líquido intersticial medular se torna hiperosmótico é o de contracorrente e depende de: Disposição anatômica das alças de Henle. Óculos retos. Dutos coletores. Mecanismo Contracorrente E Interstício Medular Hiperosmótico Osmolaridade do líquido intersticial da medula renal: Aumenta progressivamente até 1200 a 1400 mOsm/L. Acúmulo de soluto e perda de água. 1. Transporte ativo de sódio e cotransporte de potássio, cloreto e outros íons para fora da porção espessura da alça de Henle. 2. Transporte ativo de íons dos ductos coletores para o interstício medular. 3. Difusão facilitada da uréia dos ductos coletores da medula interna para o interstício medular. 4. Difusão de pequenas quantidades de água dos túbulos medulares em direção ao interstício medular, muito menor que a reabsorção de solutos. Mecanismo Contracorrente E Interstício Medular Hiperosmótico. Asa De Henle. Transporte ativo de sódio e cotransportador de potássio, cloreto e outros íons do ramo espesso para o interstício. Cria um gradiente de concentração de cerca de 200 mOsm entre o lúmen tubular e o líquido intersticial. Quase à prova d'água. Reabsorção de cloreto de sódio no ramo ascendente fino sem passagem de água. Ramo descendente muito permeável à água com rápido equilíbrio entre a osmolaridade interna e a do interstício medular renal. A água se difunde para fora do ramo descendente do alça em direção ao interstício e osmolaridade tubular aumenta a medida que flue Mecanismo Multiplicador Contracorrente Hiperosmolaridade Do Líquido Intersticial Medular Renal Passo 1: A concentração de líquido na alça de Henle é de 300 mOsm/L, a mesma que no túbulo proximal. Passo 2: A bomba iônica ativa do ramo ascendente espesso da alça de Henle reduz a concentração dentro do túbulo e eleva a concentração intersticial. Um gradiente de concentração de 200 mOsm/l é estabelecido entre o fluido tubular e o fluido intersticial. O líquido intersticial medular torna-se hipertônico e não há reabsorção de água no ramo ascendente, de modo que o líquido tubular torna-se hipotônico. Passo 3: O líquido tubular no ramo descendente da alça de Henle e o líquido intersticial atingem rapidamente o equilíbrio osmótico devido à osmose da água para fora do ramo descendente. A osmolaridade no líquido intersticial é mantida em 400 mOsm/L devido ao transporte contínuo de íons para fora do ramo ascendente espesso da alça de Henle. Difusão líquida de água da porção descendente em direção ao fluido intersticial. Segmento muito permeável à água (AQP-1). O fluxo de água contínua. Passo 4: O fluxo adicional de líquido do túbulo proximal para a alça de Henle faz com que o líquido hiperosmótico previamente formado no ramo descendente flua para o ramo ascendente. Passo 5: Mais íons são bombeados para o interstício, deixando maior quantidade de água no fluido tubular, até que se estabeleça um gradiente osmótico de 200 mOsm/L, com aumento da osmolaridade do fluido intersticial para 500 mOsm/L. Passo 6: Novamente o líquido que está no ramo descendente atinge o equilíbrio com o líquido intersticial medular hiperosmótico. Quando o líquido atinge o ramo ascendente, o soluto é continuamente bombeado para fora dos túbulos e depositado no interstício medular. As etapas são repetidas (4-6) com o efeito líquido de adicionar mais e mais solutos à medula acima da água. A concentração de líquido tubular aumenta progressivamente na porção descendente e diminui progressivamente na porção ascendente. Passo 7: Esse processo gradativamente retém solutos na medula e multiplica o gradiente de concentração estabelecido pelo bombeamento ativo de íons para fora do ramo ascendente espesso da alça de Henle, aumentando finalmente a osmolaridade do líquido intersticial para 1.200 ou 1.400 mOsm/L. Mecanismo Multiplicador Contracorrente Hiperosmolaridade Do Líquido Intersticial Medular Renal A reabsorção repetida de cloretode sódio pelo ramo ascendente espesso da alça de Henle e o influxo contínuo de cloreto de sódio do túbulo proximal para a alça de Henle são chamados de multiplicador de contracorrente. O cloreto de sódio reabsorvido do ramo ascendente da alça de Henle é adicionado ao cloreto de sódio recém-chegado, o que multiplica sua concentração no interstício medular. Recirculação De Ureia E Hiperosmolaridade Medular Renal Excreção normal de 20 a 50% da carga de uréia filtrada. Determinado por 3 fatores: 1. Concentração de uréia no plasma. 2. Filtração glomerular. 3. Reabsorção tubular de uréia. 40 a 50% da uréia filtrada é reabsorvida passivamente no túbulo proximal. A concentração de uréia na alça de Henle é aumentada pela reabsorção de água e pela secreção de mais uréia do interstício medular para o fino ramo descendente da alça. A secreção passiva na alça fina é facilitada pelo transportador UT-A2. A uréia contribui com 40-50% da osmolalidade (500-600 mOsm/L) do interstício medular renal, durante a formação da urina concentrada. Na deficiência hídrica e no ADH elevado, grandes quantidades de uréia são reabsorvidas passivamente dos ductos coletores medulares internos. Esta difusão é facilitada pelos transportadores de uréia UT-AI e UT-A3. O UT-A3 é ativado pela ação do ADH e aumenta o transporte de uréia para fora do ducto coletor medular interno. O movimento simultâneo de água e uréia para fora dos ductos coletores espinhais mantém uma alta concentração de uréia no líquido tubular e na urina. A função fundamental da uréia é contribuir para a capacidade de formar urina concentrado. Troca Contracorrente Em Navios Retos O fluxo sanguíneo medular renal possui duas características especiais para manter altas concentrações de solutos: o Baixo fluxo sanguíneo espinhal. Menos de 5% do fluxo sanguíneo renal total. Ajuda a minimizar a perda de solutos do interstício. o Os vasos retos servem como trocadores de contracorrente. Minimiza a lavagem de solutos do interstício medular. Capilares permeáveis a solutos, exceto proteínas. À medida que o sangue desce em direção a medula concentra mais: o Entrada de solutos pelo interstício. o Saída de água para o interstício. Concentração máxima 1200 mOsm/L em direção à ponta. À medida que o sangue sobe em direção ao córtex, torna-se menos concentrado: o Entrada de água pelo interstício. o Saída de solutos para o interstício Os vasos retos não criam hiperosmolaridade espinhal, impedem que ela se dissipe.