Resumo_Cap_28_Guyton_-_Bruno_Hollanda

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Bruno Hollanda 2009.2 	RESUMO FISIOLOGIA (GUYTON)	Cap. 28
 
Regulação da Osmolaridade e Concentração de Sódio no Líquido Extracelular
 Para que as células do corpo funcionem normalmente, elas devem estar banhadas num líquido extracelular com uma concentração relativamente constante de eletrólitos e outros solutos. A osmolaridade, que é a concentração total de solutos no líquido extracelular, é determinada pela quantidade de soluto dividida pelo volume desse líquido. Assim, a concentração de sódio e a osmolaridade são reguladas pela quantidade de água extracelular. A água corpórea, por sua vez, é controlada pela ingestão de líquidos e excreção renal de água.
I- Excreção do Excesso de Água:
 O rim normal possui uma capacidade extraordinária de variar as proporções relativas de soluto e água na urina em resposta às adversidades. Se há um déficit de água e a osmolaridade do líquido extracelular se eleva, o rim pode excretar a urina com uma concentração alta. Por outro lado, se há um excesso de água, o rim excreta um grande volume de urina diluída.
 Igualmente importante, o rim pode excretar urina de ambos os modos – concentrada ou diluída – sem grandes alterações nas taxas de excreção de solutos, como o sódio e o potássio. Essa capacidade de regular a excreção de água independentemente da excreção de soluto é necessária para a sobrevivência, especialmente quando a ingestão de líquido é diminuída.
1) O Papel do ADH na Concentração Urinária:
 Existe um sistema de feedback muito eficaz para regular a osmolaridade e a concentração de sódio plasmáticas. Este mecanismo, que atua por meio da alteração na excreção renal de água, é efetuado pelo ADH. Ou seja, quando a osmolaridade dos líquidos corpóreos se eleva para valores a cima dos normais, o ADH é secretado para aumentar a permeabilidade dos túbulos distais, túbulos coletores e ductos coletores à água. Isto permite que grande quantidade de água seja absorvida, havendo diminuição do volume urinário, porém sem alterações acentuadas na taxa de excreção renal de solutos. Por outro lado, quando há um excesso de água no corpo e portanto uma queda da osmolaridade, a secreção de ADH diminui, reduzindo, consequentemente, a permeabilidade dos túbulos distais e ductos coletores à água; isto, por sua vez, leva à excreção de uma grande quantidade de urina diluída.
2) Mecanismos Renais para a Excreção de uma Urina Diluída:
 Quando há um excesso de água no corpo, o rim realiza a manutenção da reabsorção de solutos, ao mesmo tempo que deixa de reabsorver a maior parte da água do líquido tubular nas partes distais do néfron.
 O filtrado glomerular possui uma osmoralidade semelhante a do plasma. Para excretar um excedente de água, há necessidade de uma diluição do filtrado à medida que ele passa ao longo do túbulo. Esta diluição é obtida pela reabsorção de solutos em escala maior que a água; no entanto isso ocorre apenas em certos segmentos do sistema tubular renal, como se segue:
 a) Túbulo Proximal: À medida que o líquido tubular flui através do túbulo proximal, os solutos e a água são reabsorvidos em proporções equivalentes, ocorrendo uma pequena alteração da osmolaridade; ou seja, o líquido do túbulo proximal permanece isosmótico ao plasma. Conforme o líquido flui pela alça de Henle, água é reabsorvida por osmose e o líquido tubular atinge o equilíbrio com o líquido intersticial adjacente da medula renal, que é bastante hipertônico em relação ao filtrado glomerular inicial.
 b) Ramo Ascendente da Alça de Henle: Especialmente no segmento espesso, ocorre uma reabsorção ávida de sódio, potássio e cloreto, porém essa porção é impermeável à água, mesmo na presença do ADH. Portanto, o líquido tubular torna-se mais diluído à medida que flui pelo ramo ascendente até o início do túbulo distal, ocasionando redução progressiva da osmolaridade. Dessa forma, independente da presença ou não do ADH, o líquido que deixa o segmento tubular distal inicial é hiposmótico.
 c) Túbulos Distais e Coletores: Quando o líquido flui através do segmento tubular distal final, ducto coletor cortical e ducto coletor, há uma reabsorção adicional de cloreto de sódio. Na ausência do ADH, essa parte também é impermeável à água, fazendo com que o líquido tubular fique ainda mais diluído, ou seja, ainda mais hiposmótico. A falha na reabsorção de água e a manutenção da reabsorção de solutos levam à produção de um grande volume de urina.
 Em resumo, o mecanismo de formação de uma urina diluída consiste em uma reabsorção contínua de solutos a partir dos segmentos distais, sem a reabsorção de água. Em rins saudáveis, o líquido que deixa a alça ascendente e o túbulo distal é sempre diluído, independentemente do nível de ADH. Na ausência desse hormônio, ocorre uma diluição ainda maior de urina no túbulo distal final e nos ductos coletores, alem da excreção de um grande volume de urina diluída.
II- Conservação de Água pelos Rins:
 Quando há um déficit hídrico, o rim gera uma urina concentrada por continuar a excretar solutos, ao mesmo tempo em que aumenta a reabsorção de água, diminuindo o volume de urina formada.
1) Volume Urinário Obrigatório:
 O volume mínimo de urina diário que deve ser excretado pelos rins, conhecido como volume urinário obrigatório, é calculado pela divisão entre a excreção de solutos pela capacidade máxima de concentração urinária, que corresponde à 1.200 mOsm/L.
 Essa capacidade restrita do rim humano em concentrar a urina em uma concentração máxima explica porque ocorre uma grave desidratação quando se ingere água do mar. Supondo que a água do mar possui uma concentração de cloreto de sódio de 1.200 mOsm/L, a quantidade de volume urinário necessário para excretar essa concentração seria de um litro. Porém, os rins também devem excretar outros solutos, especialmente a uréia, que sozinha contribui com cerca de 600 mOsm/L, quando a urina é maximamente concentrada, ou seja, o volume urinário ultrapassaria àquele ingerido de água do mar, explicando a desidratação.
2) Requerimentos para a Excreção de uma Urina Concentrada:
 Os requerimentos básicos para a formação de uma urina concentrada incluem:
Alto nível de ADH, que aumenta a permeabilidade dos túbulos distais e ductos coletores à água, permitindo que esses segmentos absorvam água com avidez;
Uma alta osmolaridade do líquido intersticial medular renal, que produz o gradiente osmótico necessário para a reabsorção de água na presença de altos níveis de ADH.
 O interstício medular renal que circunda os ductos coletores normalmente é bastante hiperosmótico; dessa forma, quando os níveis de ADH estão elevados, a água desloca-se por osmose em direção ao interstício renal e então retorna à circulação sanguínea através dos vasa recta. Assim, a capacidade de concentração urinária é limitada pelo nível de ADH e pelo grau de hiperosmolaridade da medula renal.
 A hiperosmolaridade da medula renal ocorre por mecanismos de contracorrente, que depende da disposição anatômica peculiar das alças de Henle e dos vasa recta, que são capilares peritubulares especializados da medula renal. As alças de Henle mergulham profundamente na medula renal antes de retornarem ao córtex e são acompanhadas paralelamente pelos vasa recta.
III- Interstício Medular Renal Hiperosmótico:
 Os principais fatores que contribuem para o aumento da concentração de solutos na medula renal são os seguintes:
Transporte ativo de íons sódio e co-transporte de íons potássio, cloreto e outros íons do ramo ascendente espesso em direção ao interstício medular;
Transporte ativo de íons dos ductos coletores para o interstício medular;
Difusão facilitada de grande quantidade de uréia dos ductos coletores medulares internos para o interstício medular;
Difusão de apenas uma pequena quantidade de água dos túbulos medulares para o interstício medular, emproporção bastante inferior à reabsorção de solutos para o interstício medular.
Resumo de Características Tubulares – Concentração Urinária
	
	Transporte Ativo de NaCl
	Permeabilidade
	
	
	Água
	NaCl
	Uréia
	Túbulo Proximal
	++
	++
	+
	+
	
Ramo Descendente Delgado
	0
	++
	+
	+
	Ramo Ascendente Delgado
	0
	0
	+
	+
	Ramo Ascendente Espesso
	++
	0
	0
	0
	Túbulo Distal
	+
	+ADH
	0
	0
	Túbulo Coletor Cortical
	+
	+ADH
	0
	0
	Ducto Coletor Medular Interno
	+
	+ADH
	0
	++ADH
Legenda: 0, nível mínimo de transporte ativo ou permeabilidade; +, nível moderado de transporte ativo ou permeabilidade; ++, nível elevado de transporte ativo ou permeabilidade; +ADH, aumento na permeabilidade à água ou uréia pelo ADH.
 A causa mais importante da alta osmolaridade medular é o co-transporte de 1 sódio, 2 potássio e 2 cloreto através do epitélio do ramo ascendente espesso da alça de Henle em direção ao interstício. A energia para transportar cloreto e potássio vem do gradiente eletroquímico do sódio.
 
1) Papel do Túbulo Distal e dos Ductos Coletores:
 A porção inicial do túbulo distal dilui o líquido tubular por promover o transporte ativo de cloreto de sódio para fora do túbulo e ser relativamente impermeável à água; assim como o túbulo convoluto distal, que também dilui a urina.
 Na ausência de ADH, o túbulo coletor cortical é praticamente impermeável à água, porém continua a reabsorver solutos, diluindo ainda mais a urina. Quando há uma alta concentração do ADH, o túbulo coletor cortical se torna altamente permeável à água, logo uma grande quantidade de água passa a ser reabsorvida para o interstício, local onde ela é removida pelos capilares peritubulares de fluxo rápido. O fato de essa grande quantidade de água ser absorvida no córtex, e não na medula renal, auxilia na conservação da alta osmolaridade do líquido intersticial medular.
2) Contribuição da Uréia:
 Ao contrário do cloreto de sódio, a uréia é reabsorvida passivamente pelo túbulo, contribuindo para a hiperosmolaridade do interstício medular renal.
 Na presença de ADH, água é reabsorvida rapidamente pelo túbulo coletor cortical, aumentando muito a concentração de uréia no líquido tubular. Em seguida, à medida que o liquido flui para os ductos coletores medulares internos, ocorre uma reabsorção ainda maior de água, aumentando ainda mais a concentração de uréia. Esta alta concentração de uréia, faz com que esta se difunda para fora do túbulo em direção ao interstício renal. Tal difusão é facilitada por transportadores de uréia específicos, como o UT-AI, que é ativado pelo ADH. O movimento simultâneo de água e uréia para fora dos ductos coletores medulares internos mantém uma alta concentração de uréia no líquido tubular e, finalmente, na urina, ainda que esse metabólito esteja sendo reabsorvido.
 Outro fator que contriubui para a hiperosmolaridade medular é a recirculação da uréia, que quando transportada para a medula renal por seus transportadores, acaba voltando ao líquido tubular, pois se difunde para as porções delgadas da alça de Henle. 
3) A Troca por Contracorrente nos Vasa Recta:
 Há duas características peculiares do fluxo sanguíneo medular renal que contribuem para a conservação das altas concentrações de soluto.
O fluxo sanguíneo medular é baixo e lento o suficiente para suprir as necessidades metabólicas do tecido e auxiliar na minimização da perda de soluto pelo interstício medular;
Os vasa recta servem como trocadores por contracorrente, minimizando a exaustão de solutos do interstício medular.
 Esse mecanismo de contracorrente atua da seguinte forma: o sangue entra e sai da medula por meio dos vasa recta situados no limite entre o córtex e a medula. Estes são altamente permeáveis a solutos do sangue, exceto as proteínas plasmáticas. À medida que o sangue desce na medula em direção às papilas renais, ele se torna progressivamente mais concentrado, pelo ganho de solutos e perda de água. Quando o sangue ascende, retornando ao córtex, torna-se progressivamente menos concentrado, já que os solutos se difundem de volta ao interstício e a água volta. Assim, embora ocorra a troca de uma grande quantidade de líquido e solutos, verifica-se uma pequena diluição da concentração do líquido intersticial em cada nível da medula renal, em virtude do formato em U dos capilares dos vasa recta. Dessa forma, estes não geram a hiperosmolaridade medular, mas evitam sua dissipação.
IV- Quantificação da Concentração e Diluição de Urina:
 A depuração total de solutos do sangue pode ser expressa como a depuração osmolar (Cosm); isto é, o volume de plasma depurado a cada minuto. O cálculo para a depuração de uma única substância é o seguinte:
Cosm = Uosm x V
 Posm
Onde Uosm é a osmolaridade da urina, V é a taxa de fluxo urinário e Posm é a osmolaridade plasmática.
 A depuração da água livre (CH20) é calculada como a diferença entre a excreção de água (taxa de fluxo urinário) e a depuração osmolar:
cH20 = V – Cosm = V – (Uosm x V)
 Posm
Assim, a taxa de depuração da água livre representa a taxa na qual a água livre de solutos é excretada pelos rins. Quando essa depuração é positiva, há uma excreção excessiva de água; por outro lado, quando é negativa, ocorre remoção do excesso de solutos do sangue pelos rins, além da conservação de água.
V- Sistema de Feedback Osmorreceptor-ADH:
 Quando a osmolaridade (concentração plasmática de sódio) aumenta acima do normal em virtude do déficit de água, por exemplo, o sistema de feedback opera da seguinte forma:
O aumento da osmolaridade provoca o murchamento de neurônio específicos denominado células osmorreceptoras, localizadas no hipotálamo anterior, próximas aos núcleos supra-ópticos;
Esse murchamento estimula as células osmorreceptoras fazendo-as enviar sinais a outros neurônio situados no mesmo local; estes, por sua vez, retransmitem esses sinais para a neuro-hipófise;
Os potenciais de ação conduzidos até a neuro-hipófise estimulam a liberação de ADH;
O ADH entra na corrente sanguínea e é transportado aos rins, onde promove o aumento na permeabilidade à água na porção final dos túbulos distal, túbulos coletores corticais e ductos coletores medulares;
A permeabilidade elevada leva a um aumento na reabsorção hídrica e à excreção de um pequeno volume de urina concentrada.
Dessa forma, a água é conservada no corpo enquanto o sódio e outros solutos continuam a ser excretados na urina.
 A sequência oposta de eventos ocorre quando o líquido extracelular está muito diluído.
1) Síntese de ADH e sua Liberação:
 O ADH é sintetizado pelos núcleos supra-ópticos e paraventriculares do hipotálamo e armazenados e secretados pela neuro-hipófise.
 Uma segunda área neuronal importante no controle da osmolaridade e da secreção de ADH está situada ao longo da região ântero-ventral do III ventrículo, conhecida como região AV3V. Na parte superior dessa região há uma estrutura denominada órgão subfornical e na parte inferior, outra estrutura denominada órgão vasculoso da lâmina terminal. Nas proximidades da região AV3V e dos núcleos supra-ópticos, as células osmorreceptoras enviam sinais aos núcleos supra-ópticos para controlar a secreção de ADH. Tanto o órgão subfornical quanto o órgão vasculoso da lâmina terminal apresentam aportes vasculares sem a barreira hematoencefálica típica, que impede a difusão da maior parte dos íons do sangue ao tecido cerebral. Isto torna possível a passagem de íons e outros solutos para o líquido intersticial dessa região e, como resultado, os osmorreceptores respondem rapidamente às alterações na osmolaridade do líquido extracelular. 
 A liberação do ADH também é controlada por reflexos cardiovasculares que respondem a quedas na pressão sanguínea a e/ou volume sanguíneo, e incluem (1) os reflexos barorreceptores arteriais e (2) os reflexos cardiopulmonares. Os estímulos aferentes detectados nestas regiões sãoconduzidos pelos nervos vago e glossofaríngeo fazendo sinapses nos núcleos do trato solitário, que retransmitem os sinais aos núcleos hipotalâmicos.
VI- O Papel da Sede:
1) Centros da Sede no Sistema Nervoso Central:
 A mesma área da região AV3V que promove a liberação de ADH também estimula a sede, definida como desejo consciente pela água. Situada ântero-lateralmente no núcleo pré-óptico, há outra área, que quando estimulada provoca sede imediata. Essas duas áreas juntas recebem o nome de centro da sede.
 Os neurônios do centro da sede respondem a injeções de soluções salinas hipertônicas por estimular o comportamento da ingestão de água.
2) Estímulos para a Sede:
 Existem diversos estímulos que promovem a sensação de sede, dentre eles destacamos:
Osmolaridade elevada do líquido extracelular, que promove a desidratação intracelular nos centros da sede;
Quedas no volume do líquido extracelular e na pressão arterial também estimulam a sede, por uma via independente da primeira;
A angiotensina II;
Ressecamento da boca e das mucosas do esôfago;
Estímulos gastrointestinais e faríngeos.
VII- Mecanismo de Apetite pelo Sal:
 Os dois estímulos primários que aumentam o apetite pelo sal referem-se à (1) redução na concentração de sódio no líquido extracelular e (2) queda na pressão e no volume sanguíneo associados à insuficiência circulatória. Esses fatores representam os mesmos estímulos indutores da sede.
 O mecanismo neuronal de apetite pelo sal é análogo ao mecanismo da sede, na região AV3V.