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‘ 1 Fisiologia SISTEMA URINARIO OS COMPARTIMENTOS LIQUIDOS DO CORPO: LÍQUIDOS EXTRA E INTRACELULAR, LIQUIDO INTERSTICIAL E EDEMA -Manter um volume constante e de uma composição estável dos líquidos corporais é essencial para a homeostases -Um dos problemas mais relevantes na pratica medica se deve a alterações do sistema de regulação, que mantem as constâncias dos líquidos corporais EQUILIBRIOS ENTRE INGRESSO E PERCA DE LIQUIDOS -Continuamente a intercambio de líquidos e solutos com o liquido interno e entre os distintos compartimentos do corpo -Entrada de líquidos no organismo é variável e deve igualar-se com as percas COMPARTIMENTOS LÍQUIDOS CORPORAIS -Distribuídos em: 1- liquido extracelular (intersticial e plasma) 2-liquido intracelular 3-liquido trans celular: (1 a 2 litros) pequenos compartimentos que contem líquidos dos espaços sinovial, peritoneal, pericárdico, intraocular e cefalorraquideo -Adulto normal de 70 kg: 60% do seu peso é água, sendo assim 42 litros (pode modificar com a idade, sexo e grau de obesidade) -Com o avanço da idade, a porcentagem de água no peso corporal diminui, pois ocorre um aumento da porcentagem de gordura -Mulheres tem maior porcentagem de gordura corporal comparado com os homens, por isso 50% do seu peso corporal é água no organismo - bebes prematuros e neonatos, a água total do organismo é de cerca 70 a 75% do peso corporal COMPARTIMENTO DO LÍQUIDO INTRACELULAR -Cerca de 28 dos 42 litros de líquidos do corpo se encontram dentro das células, constituindo 40% do peso corporal de uma pessoa media -O liquido de cada células contem uma mescla de constituintes, porem as concentrações dessas substâncias são similares de uma célula a outra • É por essa razão, liquido intracelular de todas as células em conjuntos se considera um só grande compartimento de liquido COMPARTIMENTO DO LÍQUIDO EXTRACELULAR - 20% do peso, cerca de 14 litros -O liquido extracelular é composto: • 3/4 liquido intersticial (11 litros) • 1/4 plasma (3 litros) -Plasma é uma parte do sangue que não possui células e está em constante intercambio com o liquido intersticial através dos poros capilares e esses possuem basicamente a mesma composição (A diferença é que a proteína esta mais concentrada no plasma) VOLUME SANGUÍNEO -Sangue contem liquido extracelular (plasma) e liquido intracelular (liquido dos eritrócitos) ‘ 2 Fisiologia -Porém, se considera como um compartimento liquido separado dos demais por que se encontra na própria câmara (aparato circulatório) -Constitui 7% do peso corporal, cerca de 5 litros (60% plasma e 40% eritrócitos) • Esses números podem sofrer alterações dependendo do sexo, peso e outros fatores HEMATÓCRITO: VOLUME DE CONJUNTO DOS ERITROCITOS -Fração do sangue formada por eritrócitos - Nos homens 40% e nas mulheres 36% - No caso de anemia intensa pode descender a 10%, que é um valor suficiente para sobreviver • Já na Policitemia sobe a 65% CONSTITUINTES DOS LIQUIDOS EXTRA E INTRACELULAR -Composições iônicas do plasma e liquido intersticial são similares, e isso porque estão separados somente por membranas capilares que são muito permeáveis -Outra diferença seria que devido ao efeito Donnan, a concentração dos íons com carga positiva (cátiones) é ligeiramente maior (2%) no plasma que no liquido intersticial -Efeito donnan: proteínas de carga negativa tende a se unir com os cátiones-cargas positivas (Na e K), então a mais desses no plasma. • Mais já no liquido intersticial, encontramos maior quantidade de aniones (carga negativa) porque esse é repelido por outras proteínas de carga negativa -liquido extracelular contem grande quantidade de Na, Cloruro e bicarbonato e pouca quantidade de K, Ca, Mg, P e ácidos orgânicos • Essa composição é regula por diversos mecanismo, principalmente pelos rins SUBSTANCIAS NÃO ELETROLÍTICAS DO PLASMA CONSTITUINTES IMPORTANTES DO LÍQUIDO INTRACELULAR -Esse é separado do extracelular por uma membrana celular seletiva, muito permeável a água, mas não a maioria dos eletrólitos do corpo -Contém quantidades pequenas de Na, Cl e quase nada de Ca -E grandes quantidades de K e P, quantidades moderadas de Mg e Sulfato -As células contem 4X mais proteínas que o plasma DETERMINAÇÃO DO VOLUME DOS LÍQUIDOS NOS COMPARTIMENTOS DO CORPO - Pode ser medido pela introdução de uma substancias indicadora, deixando que se reparta uniformemente e logo analisa a diluição que experimentou essa substancias -Método de diluição do indicador: baseado no principio de conservação de massa (massa total de uma substancia traz sua dispersão em um ‘ 3 Fisiologia compartimento liquido será a mesma que a massa total que a injetado no compartimento) -Esse método se pode utilizar praticamente para medir o volume de qualquer compartimento do corpo, enquanto: 1. O indicador se distribua homogeneamente por todo o compartimento 2. Indicador se disperse só no compartimento que vai medir 3. Indicador não se elimina e nem se metaboliza DETERMINAÇÃO DOS VOLUMES DOS DISTINTOS COMPARTIMENTOS DO CORPO -Determinação de água corporal total: se usa água radioativa, ou água pesada. Se mescla com a água corporal total em poucas horas, outra substancia é a antipirina que é muito lipossolúvel e atravessa rapidamente na membrana celular distribuindo-se no liquido extra e intracelular -Determinação do volume do liquido extracelular: se pode usar qualquer substancia que se distribua no plasma e liquido intersticial, mas que não atravessa a membrana celular (sódio radioativo, cloruro radioativo, yotalamato radioativo, íon tiossulfato e a inulina) -calculo de volume do liquido intracelular: não se pode medir diretamente • Volume intracelular: água corporal total-volume extracelular -Medida do volume do plasma: deve usar-se uma substancia que não atravesse facilmente as membranas capilares se não que permaneça no sistema vascular depois da injeção • Substancia utilizada: albumina sérica marcada com yodo radioativo -calculo do volume do liquido intersticial: não se pode medir diretamente -Volume do liquido intersticial: volume de liquido extracelular- volume plasmático -Determinação do volume sanguíneo: se mede o volume plasmático e se conhece o hematócrito -se o volume plasmático é de 3 litros e o hematócrito é de 0,4, o volume de sangue total seria: -Outra forma é injetar na circulação hemácias que a sido marcados com uma substancia radioativa -Logo se mede a radioatividade e se mede o volume sanguíneo aplicando o principio de diluição (se utiliza cromo radioativo que se une firmemente a hematites) REGULAÇÃO DOS INTERCAMBIOS DE LÍQUIDOS E EQUILIBRIO ENTRE LIQUIDO INTRA E EXTRACELULAR -Problema frequente ao tratar a pacientes com enfermidades graves é manter os líquidos adequados no compartimento intracelular, extracelular ou ambos -Quantidades relativas de liquido extracelular distribuídos entre o plasma e espaços intersticiais, está determinado principalmente pelo equilíbrio das forças hidrostáticas e ‘ 4 Fisiologia coloidosmoticas que atuam através da membrana dos capilares -Distribuição dos líquidos entre os compartimentos intra e extracelular é determinado pela ação osmótica dos solutos menores (especialmente Na e Cl) que atuam através da membrana celular -E por isso a água se move rapidamente através da membrana celular, e o liquido intracelular permanece isotônico com o liquido extracelular PRINCIPIOS BÁSICOS DA OSMOSES E A PRESSÃO OSMÓTICA -Osmoses: difusão neta de água através de uma membrana seletivamente permeável desde uma zona de grande concentração de água a outra com menor concentração - Como a membrana celular é bastante impermeável a maioria dos solutos, mas é muito-Outros estímulos para secreção: também pode aumentar ou diminuir por estímulos do SNC, fármacos e hormônios • Náusea, aumenta ate 100 vezes liberação depois do vomito • Nicotina e morfina estimulam a liberação • Álcool inibem a liberação de ADH o Diureses excessiva depois da ingestão de álcool se deve a inibição da liberação de ADH • PERGUNTA DE PROVA IMPORTANCIA DA SEDE NO CONTROLE DA OSMOLARIDADE E NA CONCENTRAÇÃO DE SÓDIO NO LIQUIDO EXTRACELULAR -Rins minimizam a perca de liquido durante as deficientes de água mediante o sistema de retroalimentação osmorreceptor-ADH -Ingestão de água é regulada pelo mecanismo da sede, que junto ao mecanismo osmorreceptor-ADH, mantém um controle da osmolaridade e da concentração de sódio no liquido extracelular • Muitos fatores que estimulam a secreção de ADH também aumenta a sede, o que se define como um desejo consciente de água CENTROS DE SEDE NO SNC -Mesma região do terceiro ventrículo que estimula a liberação de ADH estimula a sede • Núcleo preóptico, tem uma área que quando se estimula com uma corrente elétrica, que estimula a sede • Todas essas áreas juntas formam o centro da sede -Neurônios do centro da sede, respondem a soluções hipertônicas de sal -Estímulos da sede: o mais importante é o aumento da osmolaridade do liquido extracelular • Isso faz com que ocorra a desidratação intracelular nos centros da sede, o que estimula a sensação da sede • Isso tendo como resposta a ajuda para diluir os líquidos extracelulares e normaliza a osmolaridade - Reduções do volume do liquido extracelular e da pressão arterial: estimulam a sede independe da osmolaridade plasmática. Quando ocorre a perca de volume sanguíneo, por uma hemorragia estimula a sede, e não modifica a osmolaridade plasmática. Isso ocorre por impulsos neurais procedentes do barorreceptores cardiopulmonares e artérias no sistema de circulação -angiotensina II: fatores associados a hipovolemia e a pressão arterial baixa estimulam a angiotensina, seu efeito sobre a sede ajuda a restaurar o volume sanguíneo e a pressão para valores normais, junto com outras ações sobre os rins para reduzir a excreção de liquido ‘ 30 Fisiologia -Boca e mucosa do esôfago seca: pessoa sedenta pode aliviar logo após de beber água, mesmo que não foi absorvido no aparato digestivo e ainda não teve efeito sobre a osmolaridade do liquido extracelular -Estímulos digestivos e faríngeos influenciam na sede -Capacidade dos animais e humanos para medir ingestão de liquido é importante porque evita a hidratação excessiva -Depois de beber a água, e necessário de 30 a 60 min para que seja reabsorvida e se distribua pelo corpo - em casos que a sede não diminui após a ingestão de água, o indivíduo tem a tendencia de beber cada vez mais o que pode levar a uma hiper-hidratação e uma diluição excessiva dos líquidos corporais UMBRAL DE ESTIMULO OSMOLAR PARA BEBER -rins devem sempre eliminar uma quantidade obrigatória, para excreção de solutos. Além disso, a perca de água pela evaporação através dos pulmões e aparato digestivo e sudoração da pele • Por isso tem uma tendencia a desidratação, com incremento da concentração de sódio e da osmolaridade do LE -umbral para beber: concentração de sódio aumenta 2 mEq/l por cima do normal, ativa o mecanismo da sede o que provoca o desejo de beber água RESPOSTA INTEGRADAS DOS MECANISMOS OSMORRECEPTOR-ADH E DA SEDE NO CONTROLE DA OSMOLARIDADE E DA CONCENTRAÇÃO DE SÓDIO NO LIQUIDO EXTRACELULAR - osmorreceptor-ADH e da sede trabalham juntos para regular precisamente a osmolaridade e a concentração de sódio no liquido extracelular, a pesar dos desafios desidratadores constantes • Quando um falha, o outro pode controlar com uma razoável eficácia, sempre que se ingere liquido para equilibrar o volume obrigatório de urina e as percas de água diária • Sem esses mecanismos não a nenhum outro que possa regular de forma adequada a osmolaridade nem a concentração de sódio -angiotensina II e aldosterona, no controle da osmolaridade e sódio: • Aumentam a quantidade de sódio no LE, mas também aumenta a água • Então tem escasso efeito sobre a concentração de sódio, exceto em condições extremas MECANISMO DE APETITE POR SAL -Para manter o volume e a concentração de sódio no LE, exige um equilíbrio entre a excreção de sódio e a ingestão -consumimos hoje em dia 100 a 200, e a quantidade para viver e funcionar normalmente seria 10-20 mEq/dia -sendo assim se consome mais sódio que o necessário para homeostases e isso pode ter relação com transtornos cardiovasculares como a hipertensão -apetite por sal esta associado a concentração de sódio e a redução do volume sanguíneo ou a redução da PA -esse é igual a sede ‘ 31 Fisiologia REGULAÇÃO RENAL DE POTASSIO, CALCIO, FOSFATO E MAGNESIO REGULAÇÃO NA EXCREÇÃO E CONCENTRAÇÃO DE POTASSIO NO LIQUIDO EXTRECELULAR - Regulada em: 4,2 mEq/l • 98% intracelular • 2% extracelular -Ingestão diária: 50 a 200 mEq/dia -hiperpotasemina: aumento da concentração plasmática de potassio -hipopotasemia: concentração plasmática de potassio baixa -excreção de potássio renal esta determinada pela soma de três processos renais: 1. Filtração de potassio 2. Reabsorção tubular de potassio 3. Secreção tubular de potassio -65% é reabsorvido no túbulo distal, 25-30% na asa de henle (parte grossa ascendente) -principais fatores que controlam a secreção de potassio nas células principais da parte final do túbulo coletor e do túbulo coletor cortical são: 1. Atividade da bomba ATPasa sódio potassio 2. Gradiente eletroquímica para secreção de potassio desde o sangue para a luz tubular 3. Permeabilidade da membrana luminal para o potassio -Fatores principais da secreção de potássio pelas células principais: (*) • Aumento da concentração de potassio no liquido extracelular • Aumento de aldosterona • Aumento do fluxo tubular -Fator que diminui essa excreção: aumento da concentração de íon hidrogeno (acidoses) -Aumento da concentração de potássio, estimula a secreção de aldosterona na corteza, o que estimula ainda mais a secreção de potássio • Estimula a secreção de potassio, porque faz com que seja reabsorvido sódio nas células principais dos túbulos distais e coletores • Bomba ATPasa sódio-potassio: sódio para fora da célula para o LI renal e potassio para dentro da célula • Esse também aumenta o numero de canais de potassio na membrana luminal, e assim a permeabilidade ‘ 32 Fisiologia • Bloqueio desse sistema afeta a controle da concentração de potássio CONTROLE DA EXCREÇÃO RENAL DE CALCIO E DA CONCENTRAÇÃO EXTRACELULAR -concentração: 2,4 mEq/L • 50% cálcio plasmático ionizado • 40% unidos a proteínas • 10% forma não iônica -hipocalcemia: excitabilidade de células nervosas e musculares, aumenta muito pode produzir tetania hipocalcemica -Hipercalcemia: reduz a excitabilidade neuromuscular e pode dar lugar a arritmias cardíacas -99% do cálcio do organismo esta em ossos, 1% no liquido intracelular e 0,1% no liquido extracelular -PTH: regular da captação e liberação, com: 1. Estimulação de reabsorção óssea 2. Estimulando a ativação de vitamina D 3. Aumento diretamente da reabsorção de cálcio nos túbulos renais Controle da excreção de cálcio nos rins -excreção renal de cálcio: cálcio filtrado-calcio reabsorvido -60% do cálcio ionizado do plasma que pode ser filtrado no glomérulo -99% do filtrado se reabsorve, 1% se excreta • 65%: reabsorvido no túbulo próxima o Aumento do volume ou da PA diminui essa reabsorção e aumenta a excreção • 25-30%: reabsorvido na asa de henle • 4-9% nos túbulos distais e coletor -quando mais P (fosforo) no sangue, aumenta a PHT e diminui a excreçãode CA REGULAÇÃO DA EXCREÇÃO RENAL DE FOSFATO -Essa excreção é controlada pelo mecanismo de excesso de fluxo: os túbulos renais tem um transporte máximo normal para a reabsorção de fosfato de 0,1 mM/min • Sendo assim só aparece na urina, quando a concentração do liquido extracelular supera umbral de ao redor 0,8 Mm/L -PTH desempenha um papel importante na regulação do fosfato através de 2 efeitos: • Favorece a reabsorção óssea o o que faz com que grande quantidade de fosfato passe ao LE • Reduz o transporte máximo de fosfato nos túbulos renais o Porque uma grande proporção do fosfato tubular se perde com a urina ‘ 33 Fisiologia -Dessa forma sempre que aumenta PTH plasmática, diminui a reabsorção de fosfato tubular e aumenta a quantidade excretada CONTROLE DA EXCREÇÃO RENAL DE MAGNESIO E DA CONCENTRAÇÃO EXTRACELULAR DO ÍON -Mais da metade está nos ossos; o restante, a maior % nos LI e menos de 1% no LE -Concentração plasmática: 1,8 mEq/L • Mais da metade unido a proteínas • Concentração de magnésio iônico livre: 0,8 mEq/L -Ingestão diária: 250 a 350 mg/ dia, • Metade é reabsorvida no túbulo distal -Manter o equilíbrio, é preciso que os rins excretem basicamente a metade da quantidade ingerida, cerca de 125-150 mg/dia -Reabsorção: • 25% nos túbulos proximais • 65% na asa de henle • 5% túbulos distais -Alterações que incrementam sua excreção: • Aumento da concentração no LE • Expansão do volume extracelular • Aumento da concentração de cálcio no liquido extracelular INTEGRAÇÃO DOS MECANISMOS RENAIS DE CONTROLE DO LIQUIDO EXTRACELULAR -Volume do liquido extracelular é determinada pelo equilíbrio entre a ingestão e a saída de água e sal -Carga de regulação do volume é dos rins, que precisam se adaptar a excreção de sal e água, para igualar-se a ingestão EXCREÇÃO DE SÓDIO SE CONTROLA ALTERANDO A FILTRAÇÃO GLOMERULAR OU A REABSORÇÃO TUBULAR DE SÓDIO -duas variáveis que influenciam na excreção de sódio e de água são a intensidade de filtração glomerular e a reabsorção tubular • Excreção=filtração glomerular- reabsorção tubular -Sendo assim pequenas mudanças em FG ou na reabsorção causam grandes mudanças na excreção IMPORTANCIA DA NATRIURESES POR PRESSÃO E DA DIURESSES POR PRESSÃO NO MANTIMENTO DO EQUILIBRIO CORPORAL DE SÓDIO E DO LIQUIDO - Diureses por pressão: serio o efeito do aumento da pressão arterial que incrementa a excreção de volume urinário -natriureses: aumento da excreção de sódio que se produz quando se eleva a pressão arterial REGULAÇÃO ÁCIDOBASICA ÁCIDO E BASES -íon H: • Potron livre • Ex: HCL -Base: • Íon ou molécula que pode aceitar um H+ • Ex: HCO3- ou HP04 • Base típica: quando a porção básica da molécula reacciona rápido com H+, extraindo-os da solução -alcalino: • Molécula formada pela combinação de um ou mais metais alcalinos ‘ 34 Fisiologia • Sódio, potassio, lítio -Alcaloses: extração excessiva de H+ dos líquidos orgânicos -Acidoses: contrário a alcaloses, seria a adição excessiva -ácido forte: se dissocia rapidamente e libera grandes quantidades de H+(ex: HCL) Ácido débil: Liberam H+ com menos força e tem menos tendencia a dissociar ions (ex: H2CO3) -Base forte: reação rápida e potente com H+ CONCENTRAÇÃO DE H+ E PH NORMAIS NOS LIQUIDOS CORPORAIS E MUDANÇAS QUE SE PRODUZEM NA ALCALOSES E ACIDOSES -H+ no sangue: 0.00004 MEQ/L (40MEQ/L) • Variação normal: 3 a 5 • Concentração extrema: 10 • Altas: 160 • Baixa se utiliza a escala algoritmia ( ph) -Acidoses: ph abaixo de 7,4 -Alcaloses: acima de 7,4 DEFESA FRENTE A MUDANÇAS DE CONCENTRAÇÃO DE H+: AMORTIGUADORES, PULMOES E RINS -3 sistemas primários que regulam a concentração de ions H nos líquidos orgânicos, para evitar a alcaloses e a acidoses: 1. Sistema amortiguador ácido-base químicos dos líquidos orgânicos 2. Centro respiratório 3. Rins AMORTIGUAÇÃO DE H+ NOS LIQUIDOS CORPORAIS -amortigador seria uma substancia capaz de se unir reversivelmente ao H -Aumento da concentração H: reação se desloca a direita -diminuição: a esquerda -a cada dia se produz ou se ingere 80 meq de H • Sem os amortiguadores, a produção e a ingesta diária de ácidos provocaria mudanças enormes na concentração de H nos líquidos SISTEMA AMORTIGUADOR DO BICARBONATO -quantitativamente mais importa do LE -solução aquosa com dois componentes: ácido débil e um bicarbonato -devido a debilidade, a concentração de H é pequena SISTEMA AMORTIGUADOR DE FOSFATO -elementos principais: • H2PO4 e HP04 • Com a mescla , um ácido forte como HCL, se une com a base e se converte em H2PO4 -Esse sistema tem um pH de 6,8, isso permite que opere próxima a potencia máxima -esse é muito importante nos líquidos tubulares dos rins PROTEINAS SÃO AMORTIGUADORAS INTRACELULARES IMPORTANTES -devido a suas grandes concentrações, principalmente no interior das células -Ph das células, mesmo que seja inferior ao do LE, sofre mudanças seguindo as oscilações ‘ 35 Fisiologia -membrana celular permite um pouco de difusão dos ions H e HC03 • Porque esses ions necessitam de varias horas para equilibrar-se • Exceto nas hematies -CO2 se difunde mais rápido através das membranas celulares -Difusão dos elementos do sistema amortiguador do bicarbonato produz mudanças no PH do LI, que causa mudanças no PH do LE • Por isso o sistema amortiguador do interior das células ajudam a evitar mudanças do PH nos líquidos E, ainda que possam passar horas para alcançar a eficácia máxima REGULAÇÃO RESPIRATORIA DO EQUIIBRIO ACIDOBASICO -Segunda linha de defesa a transtorno ácido- base é o controle que exerce os pulmões sobre o CO2 do liquido extracelular -Aumento de PCO2 determina uma redução do Ph, e vice-versa. • Sendo assim, ajustando PCO2 para cima ou abaixo, os pulmões podem regular de maneira eficaz a concentração de ions H no LE -Espiração pulmonar de CO2, equilibra sua produção metabólica: • Processos metabólicos intracelulares produzem CO2 • Que difunde para os líquidos intersticiais e o sangue, de onde vai para os pulmões e se difunde aos alvéolos, para a atmosfera • CO2 disolto: 1.2 mmol/l (40 mmHG) • Se a ventilação aumenta CO2 é expulsado e PCO2 diminui -Aumenta da ventilação pulmonar reduz a concentração de H+ no LE e eleva PH • Em casos que se mantem a produção de CO2 constante, único fator que influencia sobre PCO2 dos LE é a magnitude da ventilação pulmonar • Aumento de CO2, eleva concentração de H2CO3 e H, o que faz a diminuição do Ph do LE -Aumento da concentração de ions estimula a ventilação: • Ventilação não só influencia na concentração de H através das mudanças de PCO2, mas também a concentração de H, tem influencia sobre a ventilação pulmonar • Compensação respiratório ao aumento do PH é tão eficaz como sua resposta a uma redução do mesmo CONTROLE DA RETROALIMENTAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE H+ ATRAVES DO APARATO RESPIRATORIO -Aumento da concentração de H estimula a respiração, e o aumento da ventilação reduz a concentração de H, o aparato atua como um regular por retroalimentação negativa da concentração de íons H ‘ 36 Fisiologia -Potencia amortiguadora do aparato respiratório: uma ou duas vezes maior que a de todos os demais amortiguadores químicos combinados do LE CONTROLE RENAL DO EQUILIBRIO ÁCIDO-BASICO -Faz isso excretando uma urina ácida ou básica -Organismos produz 80 meq diários de ácidos não voláteis que procedem do metabolismo das proteínas -cada dia os rins filtram cerca de 4320 meq de bicarbonato, e em condições normais, quase todos são reabsorvidos pelos túbulos, para conservação do principal sistema amortiguador do LE -Secreção de H+ e reabsorção de HCO3- nos túbulos renais: • Secreção de ions hidrogenoe a reabsorção de ions bicarbonato ocorre em praticamente todas as partes dos túbulos, menos nas finas ascendentes e descente da asa • Cada íons bicarbonato reabsorvido se excreta um H -H+ são secretados mediante transporte ativo secundário principalmente nos segmentos tubulares proximais • Células epiteliais do túbulo proximal, segmento grosso ascendente e túbulos distal secretam hidrogeno ao liquido tubular mediante contratrasporte de sódio-hidrogênio • O processo de secreção dos ions hidrogeno fornece 90% da reabsorção do bicarbonato -HCO3- filtrados só são reabsorvidos devido a interação com os íons hidrogenos nos túbulos • HCO3 não atravessa a membrana por isso e necessário a união • Formam H2CO3 para ser reabsorvido • Isso ocorre pela junção do bicarbonato filtrados no glomérulo+ hidrogeno secretado pelas células tubulares, formando o H2CO3. Esse se dissocia em CO2 e H2O, onde o CO2 atravessa facilmente a membrana -secreção ativa primaria de H+ pelas células intercaladas da porção final dos túbulos distais: • A partir dos túbulos distais ocorre secreção de H pelo epitélio tubular, mediante transporte ativo primário • Na membrana luminal, os hidrogênio é transportado por proteínas especificas, ATPasa transportadora de hidrogenio • Essa excreção é devida as células intercalares, e isso tem um papel importante na formação da urina com acidez máxima, já que somente 5% de H é excretado totalmente ‘ 37 Fisiologia COMBINAÇÃO DO EXCESSO DE H+ COM OS AMORTIGUADORES DE FOSFATO E AMONIACO NO TUBULOS GERA “NOVOS” HCO3 -Sistema amortiguador de fosfato transporta o excesso de H+ na urina e gera novos HCO3- -Circunstancias normais, a maior parte do fosfato filtrado se reabosrve e só se dispõe de 30 a 40 mEq/dia para amortiguar os H+ -excreção do excesso de H+ e geração de novo HCO3- mediante o sistema amortiguador do amoníaco ACIDOSES CRONICA AUMENTA A EXCREÇÃO DE NH4+ -Aumento da concentração de H+ no LE estimula o metabolismo renal da glutamina, e isso aumenta a formação de NH4+ e de novo HCO3, para usa-lo como amortiguador de H+ -Quantidade de H + eliminados pelo sistema amortiguador de amoanico é 50% do ácido excretado e 50% de HCO3 novo gerado pelos rins -Porém, na acidose crônica, a excreção de NH4+ aumenta muito, podendo alcançar até 500 meq/dia • Por isso se diz que o mecanismo dominante da eliminação do ácido na acidoses crônica é a excreção de NH4+ • Processo que também e importante para gerar novo bicarbonato nessas circunstancias QUANTIFICAÇÃO DA EXCREÇÃO ÁCIDOBASICO RENAL -Excreção de HCO3 se calcula em função do fluxo de urina multiplicado pela excreção urinaria de HCO3 • O resultado indica a rapidez com que os rins eliminam HCO3 do sangue • No caso de alcaloses, a perca de HCO3 ajuda a recuperar o Ph normal do plasma REGULAÇÃO DA SECREÇÃO TUBULAR RENAL DE ÍONS H -Velocidade de secreção é regulada por: 1. Aumento de PCO2 no LE 2. Aumento da concentração de H no LE • Outro fator que pode aumentar essa secreção em situações fisiopatológicas é a secreção excessiva de aldosterona TRANSTORNO: ALTERAÇÕES DO EQUILIBRIO ÁCIDO BASE -acidemia: diminuição do Ph sanguíneo (aumento de H +) ‘ 38 Fisiologia -Alcalemia: elevação no PH sanguíneo (redução de H +) -Acidoses e alcaloses se refere a todas as situações que tende a diminuir ou aumentar o PH, respectivamente • Mudanças no PH podem ser induzidas nas concentrações plasmáticas de PCO2 ou de bicarbonato -Alterações em PCO2 • Acidoses respiratória : PCO2 alto • Alcaloses respiratória: PCO2 BAIXO -Alterações em CO3H-: • Acidoses metabólica: CO3H baixo • Alcaloses metabólica: CO3H- alto -Compensação metabólica aos transtornos respiratórios tarda de 6 a 12 horas para começar, até dias ou semanas depois no máximo • No caso dos transtornos metabólicos é mais rápido, no máximo 12-24 horaspermeável a água, e por isso a agua se difunde para a zona de maior concentração de solutos -Velocidade de osmoses: velocidade de difusão da água OSMOLALIDADE E OSMOLARIDADE -Concentração de água de uma solução depende do número de partículas de soluto que existem nela, por isso se necessita um termino de concentração que defina a concentração total de partículas dissolutas independente de sua composição exata -O número total de partículas em uma solução se mede términos de osmoles -Um osmol= 1 mol (6,02X10²¹) de partículas de soluto • Por tanto uma solução de um mol de glicose por litro tem uma concentração de 1 osm/litro -Se uma molécula se dissocia em dois íons (dando lugar a duas partículas) como é o Nacl que se ioniza em íons Na e Cl, então uma solução que contem 1 mol/litro terá uma concentração osmótica de 2 osm/L Se uma solução contém 1 mol de uma molécula que se dissocia em três íons como o sulfato sódico (Na2SO4) essa terá 3 osm/L -Com isso se pode determinar que o termino osmol indica o número de partículas osmoticamente ativas que existem em uma solução e não a concentração molar PRESSÃO OSMÓTICA -é a magnitude exata de pressão necessária para impedir a osmoses -pressão osmótica é diretamente proporcional a concentração de moléculas osmoticamente ativas de uma solução, independente se o soluto é uma molécula grande ou pequena • Ex: uma molécula de albumina com peso molecular de 70000 tem o mesmo efeito osmótico que uma molécula de glicose com peso molecular de 180 • Por outro lado, uma molécula de NaCl que tem duas partículas osmoticamente ativas, tem duas vezes o efeito osmótico que a albumina e a glicose EQUILIBRIO OSMÓTICO SE MANTEM ENTRE OS LIQUIDOS INTRA E EXTRACELULAR -Podem aparecer grandes pressões osmóticas através da membrana celular com mudanças relativamente pequenas nas concentrações de solutos no liquido extracelular -Se a membrana celular se expõe a água pura e a osmolaridade do liquido intracelular de 282 osm/l, a possível pressão osmótica que pode ‘ 5 Fisiologia produzir-se através da membrana celular supera 5400 mmHg • Isso demonstra a grande força que pode mover a água através da membrana celular quando os líquidos intracelular e extracelular não está em equilíbrio osmótico -como resultados dessas forças, mudanças relativamente pequenas na concentração de solutos não difusíveis no liquido extracelular podem causar mudanças grande no volume celular LÍQUIDOS ISOTÓNICOS, HIPOTÓNICOS E HIPERTÓNICOS LÍQUIDOS ISOSMÓTICOS, HIPOSMÓTICOS E HIPEROSMÓTICOS -Soluções isotônicas, hipotônicas ou hipertônicas se refere ao fato de que as soluções produzam ou não mudanças no volume das células (se incham ou não) -Tonicidade das soluções depende das concentrações dos solutos não difusíveis, as soluções que tem a mesma osmolaridade das células se denominam isosmóticas -Hiperosmótico e hiposmótico se refere a soluções que tem maior ou menor osmolaridade -Se tem em conta se os solutos atravessam ou não a membrana celular -A transferência de liquido através da membrana celular é tão rápida que qualquer diferença na osmolaridade entre dois compartimentos se corrige em segundos ou no máximo em minutos • Esse movimento de líquidos através da membrana não significa que se produza um equilíbrio completo entre os compartimentos intra e extracelular no corpo em um período curto • A razão é que o liquido só entra no corpo através do intestino e deve transportar-se através do sangue a todos os tecidos antes de completar o equilíbrio osmótico • Tarda-se uns 30 minutos para conseguir o equilíbrio osmótico em todo o corpo depois de beber agua VOLUME E OSMOLALIDADE DOS LÍQUIDOS INTRACELULAR E EXTRACELULAR EM ESTADOS ANO RMAIS -alguns fatores podem fazer modificações no volumes extracelular e intracelular, esses são: • Excesso de ingestão ou retenção renal de água • Desidratação • Infusão intravenosa de diferentes tipos de soluções • Perca de grande quantidade de liquido pelo aparato digestivo • Perca de quantidade anormais de liquido através do suor ou dos rins EFEITO DA ADIÇÃO DE SOLUÇÃO SALINA AO LIQUIDO EXTRACELULAR -Se adicionar uma solução salina ao liquido extracelular a sua osmolaridade não se modifica • único efeito é o aumento do volume desse liquido -Se adiciona uma solução hipertônica, aumenta a osmolaridade do liquido extracelular, se produz saída de água as células para o componente extracelular • assim, ocorre o aumento do volume extracelular, diminui do intracelular e aumenta a osmolaridade de ambos compartimentos ‘ 6 Fisiologia -Quando se adiciona uma solução hipotônica, diminui a osmolaridade do liquido extracelular e difunde água ao interior das células • ou seja, a uma diminuição da osmolaridade de ambos os compartimentos e aumento dos volumes de ambos, mas principalmente dentro das células ALTERAÇÕES CLINICAS DA REGULAÇÃO DO VOLUME DOS LÍQUIDOS - Concentração plasmática de sódio: é uma medida utilizada clinicamente para avaliar o estado hídrico dos pacientes -Osmolaridade plasmática não se mede habitualmente, mas como o sódio e seus aníons associados (principalmente Cloro) são responsáveis de mais de 90% do soluto no liquido extracelular • concentração plasmática de sódio é um indicador de osmolaridade plasmática em muitas condições ALTERAÇÕES CLINICAS DE REGULAÇÃO DO VOLUME DOS LÍQUIDOS -Hiponatremia: quando a concentração de sódio no plasma descende abaixo do normal (142 mEq/L) -Hipernatremia: quando a concentração de sódio no plasma se eleva acima do valor normal CAUSAS DE HIPONATREMIA -Perca de NaCl do liquido extracelular ou a adição de excesso de água do liquido extracelular -A perca primaria de NaCl produz uma desidratação hiposmotica e se associa a diminuição do volume extracelular -Processos que se associam devido a perca de NaCl: diarreia e vômitos • diuréticos em excesso inibem a capacidade dos rins de reter sódio • enfermidade de Addison que cura com menor secreção de aldosterona -já o excesso de retenção de agua, diminuindo o sódio do liquido extracelular (sobrehidratação hiposmotica) devido a secreção excessiva de ADH CAUSAS DE HIPERNATREMIA -Perca de água: desidratação hiperosmótica, na incapacidade de secreção de ADH, necessária para que os rins retenham água • quando ocorre a falta de ADH, os rins excretam grande quantidade de urina diluída (diabetes insipida) que produz desidratação e aumento de NaCl no liquido extracelular -Outra causa esta associada a diminuição de água no liquido extracelular é a desidratação por falta de ingestão de água (sudoração no exercício intenso) -Também pode aparecer em casos de excesso de NaCl adicionado ao liquido extracelular • isso se produz por uma sobrehidratação hiperosmótica ‘ 7 Fisiologia -a secreção excessiva de aldosterona, retém sódio, pode causa uma curta hipernatremia e sobrehidratação EDEME -Excesso de liquido nos tecidos corporais. Na maioria dos casos ocorre nos espaços extracelular, mas pode ocorre também no intra -Edema intracelular: 1. depressão dos sistemas metabólicos dos tecidos 2. falta de nutrição suficiente das células -Se a nutrição dos tecidos diminui e não é capaz de manter o metabolismo, se reduz o funcionamento da bomba de íons e o Na não pode sair para o exterior acumulando-se dentro da célula e produzindo-se osmoses de água e edema -Também na inflamação, que tem efeito direito sobre a membrana celular aumentando sua permeabilidade Edema extracelular -Retenção excessiva de líquidos nos espaços extracelulares - 2 causas: • saída anormal de liquido desde o plasma ao intersticial através dos capilares (causa mais frequente) • fracasso linfático para retornar o excesso de liquido desde o interstício para a circulaçãoCONSEQUÊNCIAS DA HIPERNATREMIA: CONTRAÇÃO CELULAR -hipernatremia é menos comum que a hiponatremia e os sintomas graves só produzem com aumentos rápidos e importantes na concentração de sódio no plasma mais de 158-160 mEq/ l -porem, pode produzir uma hipernatremia grave em paciente com lesões no hipotálamo que alteram sua sensação de sede, em lactantes que podem não ter um acesso a água ou em idosos com um estado mental alterado ou em pessoas com diabetes insípidos O SISTEMA URINARIO: ANATOMIA FUNCIONAL E FORMAÇÃO DE URINA NOS RINS FUNÇÕES DOS RINS NA HOMEOSTASES -Eliminar do corpo os materiais residuais que a ingerido ou que sido produzido pelo metabolismo -Controlar o volume e a composição dos eletrólitos dos líquidos corporais -Equilíbrio entre o ingresso (devido a ingestão e produção metabólica) e as saídas (devido a excreção ou ao consumo metabólico) -Esta função reguladora, mantem o ambiente interno estável para que as células desempenhem suas diversas atividades - Os rins limpam as substancias indesejadas do filtrado (do corpo) excretando-os na urina enquanto devolve as substancias necessárias de novo no sangue Resumindo: • excreção de substancias residuais e substancias químicas estranhas • regulação do equilíbrio hidroeletrolítico • regulação da osmolalidade do liquido corporal e das concentrações de eletrólitos • regulação da pressão arterial • regulação do equilíbrio ácido básico • regulação da produção de eritrócitos, secreção, metabolismo e excreção de hormônios • glucogeogenia EXCREÇÃO DE PRODUTOS METABOLICOS RESIDUAIS, SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS ESTRANHAS, FARMACOS E METABOLITOS DE HORMONIOS ‘ 8 Fisiologia -Os rins são os principais meios de eliminação dos produtos residuais (desecho) -esses produtos são a urea (do metabolismo dos aminoácidos), creatinina (da creatina muscular), ácido úrico (dos ácidos nucleicos), os produtos finais do metabolismo da hemoglobina (como a bilirrubina) e os metabolitos de várias hormônios -Os rins também eliminam a maioria das toxinas e outras substancias estranhas que o corpo produz ou ingere, como os pesticidas, fármacos e os aditivos alimentares REGULAÇÃO DOS EQUILIBRIOS HÍDRICO E ELETROLÍTICO -Para manter a homeostases, a excreção de água e eletrólitos deve corresponder de forma precisa com sua entrada -Ingestão de água e de muitos eletrólitos esta controlada pelos hábitos de bebidas e comidas da pessoa, e os rins devem ajustar sua excreção -A capacidade dos rins de alterar a excreção de sódio em resposta as mudanças em sua ingestão são enormes • a ingestão de sódio pode aumentar a 1500 mEq/d com mudanças relativamente pequenos no volume de liquido extracelular na concentração plasmática de sódio OUTROS -Regulação da pressão arterial: os rins desempenham uma função dominante na regulação a longo prazo da pressão arterial ao excretar quantidade variáveis de sódio e água -Regulação de equilíbrio ácido-básico: rins constituem a regulação ácido básico junto com os pulmões e os amortiguadores do liquido corporal mediante a excreção de ácidos e a regulação dos depósitos de amortiguadores no liquido -Regulação de produção de eritrócitos: rins secretam eritropoyeticas da medula óssea (hipoxia) -Regulação da produção vitamina D -sínteses de glicose: rins sintetizam glicose a partir dos aminoácidos e outros percussores durante o jejum prolongado (gluconeogenia) IRRIGAÇÃO RENAL -risco sanguíneos dos rins é ao redor de 22% do gasto cardíaco ou 1100 ml/min NEFRONA É A UNIDADE FUNCIONAL DOS RINS -Cada rim contem de 800000 a 1000000 de nefronas -Esses nefronas não são regeneráveis • em caso de lesão, devido a enfermidade ou envelhecimento renal normal o numero de nefronas se reduz gradualmente -Depois dos 40 anos, a quantidade de nefronas funcionais reduzem cerca de 10 % a cada 10 anos (80 anos, 40% a menos de nefronas que nos 40 anos) DIFERENÇAS REGIONAIS NA ESTRUTUA DA NEFRONA: CORTICAIS E YUXTAMEDULARES ‘ 9 Fisiologia -Nefronas corticais: nefronas que possuem glomérulos localizados na corteza externa, tem asas de henle que penetra a uma distância cura na medula -Nefronas yuxtamedulares: nefronas que os glomérulos dispõe na profundidade da corteza renal próxima a medula (20 a 30%) MICÇÃO -Processo no qual a bexiga se esvazia quando está cheia - Bexiga se enche até que a tensão de suas paredes aumente até que esteja acima de umbral • essa tensão, desencadeie o segundo passo, reflexo nervoso, chamado de reflexo miccional, que esvazia a bexiga, caso falhe ocorre pelo menos o desejo de urinar ANATOMIA FISIOLOGICA DA BEXIGA -Musculo detrusor é o musculo liso da bexiga • suas fibras de estende por todos os lados e quando este se contrai, pode aumentar a pressão da bexiga até 40- 60 mmHg • por isso, a contração desse musculo é um passo importante para o esvaziamento da bexiga (funciona como um sincitio de baixa resistência) -Parede posterior, acima do pescoço vesical existe uma zona triangular pequena, chamada de trígono (abertura da uretra posterior e dos dois ureteres) -Pescoço da bexiga (uretra posterior) tem cerca de 2 a 3 cm de longitude e sua parede é constituída pelo musculo detrusor entrelaçado com uma grande quantidade de tecido elástico (esfíncter interno) • mais adiante essa uretra posterior atravessa o diafragma urogenital, que contem uma capa de musculo esquelético voluntario chamado esfíncter externo INERVAÇÃO DA BEXIGA -Através dos nervos pélvicos que se conectam com a medula através do plexo sacro (S2 e S3) -Nesses nervos encontramos fibras sensitivas e motoras • as sensitivas detectam o grau de distensão da bexiga o sinais de distensão da uretra posterior são forte e são responsáveis pelo reflexo miccional • os nervos motores transmitidos pelo pélvico são fibras parassimpática -além da inervação simpática e parassimpática, outros dois tipos de inervação são importante para a função vesical: 1. fibras motoras esqueléticas que chegam através do nervo pudendo até o esfíncter vesical externo 2. inervação simpática através dos plexos hipogástricos que estimulam principalmente os vasos sanguíneos e tem pouco haver com a contração da bexiga ‘ TRANSPORTE DA URINA DESDE OS RINS ATÉ OS URETERES E A BEXIGA - a urina tem praticamente a mesma composição do liquido que flui nos condutos coletores ‘ 10 Fisiologia • não a mudanças significativas na composição da urina em seu caminho através dos cálices renais até ureteres e bexiga -paredes dos ureteres contem musculo liso e estão inervadas pelo sistema simpático e parassimpático, assim como um plexo intramural de neurônios e fibras nervosas em sua longitude -Contrações peristálticas dos ureteres se potencializam com estimulo parassimpática e se inibem com o simpático -Sensação de dor nos ureteres e reflexo ureterorrenal: os ureteres recebem uma boa inervação de fibras nervosas de dor • quando um ureter se bloqueia, se produz uma constrição reflexa intensa acompanhada de dor intensa • além disso os impulsos provocam um reflexo simpático sobre as artérias aferentes que reduzem o aporte sanguíneo e consequentemente a produção de urina (reflexo uretorrenal) -Enchimento da bexiga e tono da parede vesical: cistometrografia REFLEXO MICCIONAL - Conforme enche a bexiga começa a surgir muitas contrações miccionais superposta • isso se deve ao reflexo de distensão iniciado pelos receptores sensitivos de distensão da parede da bexiga - os sinais sensitivos são conduzidos aos segmentos sacro da medula (nervos pélvicos) e depois voltam para a bexiga através das fibras nervosas parassimpáticas desses mesmos nervos -a medida que a bexiga continua enchendo, os reflexos miccionais se faz mais frequente e provocam contrações maiores do musculo detrusor-Reflexo autorregenerativo: contração inicial da bexiga ativa os receptores de distensão que causam um maior incremento dos impulsos sensitivos que vão desde a bexiga e a uretra posterior, o que aumente mais a contração reflexa da bexiga -reflexo miccional é um só ciclo de: 1. aumento rápido e progressivo da pressão 2. um período de pressão sostenida- sustentado 3. um retorno de pressão ao tono basal da bexiga -Quando o reflexo miccional se torna suficientemente poderoso, provoca outro reflexo, que passa através dos nervos pudendos até o esfíncter externo para inibi-lo • se essa inibição é mais potente no encéfalo que os sinais constritores voluntários para o esfíncter externo, ocorre a micção FACILITAÇÃO OU INIBIÇÃO DA MICÇÃO PELO ENCÉFALO 1- centros facilitadores e inibidores potentes situados no tronco encefálico, sobre tudo na protuberância 2- vários centros localizados na corteza cerebral -Centros superiores mantem o reflexo miccional parcialmente inibido • podem impedir a micção, mesmo que se produza o reflexo miccional mediante contração tônica do esfíncter vesical externo ‘ 11 Fisiologia -Quando é o momento da micção, os centros corticais podem facilitar que os centros da micção sacros possam iniciar o reflexo miccional FORMAÇÃO DA URINA -Intensidade com que se excreta diferentes substancias na urina representa a soma dos seguintes fatores: 1- filtração glomerular 2- reabsorção de substancias dos túbulos renais para o sangue 3- a secreção de substancias desde o sangue para os túbulos renais -Formação da urina começa quando uma grande quantidade de liquido que quase não dispõe de proteínas se filtra desde os capilares glomerulares a capsula de Bowman • conforme o liquido abandona a capsula e passa através dos túbulos, se modifica devido a reabsorção de água e solutos específicos de novo para o sangue ou pela secreção de outras substancias desde os capilares peritubulares para os túbulos -Existem substancias que se filtram livremente nos capilares glomerulares, mas não se reabsorve e nem se secreta, por tanto sua excreção é igual a intensidade com que se filtra (ex: creatinina) -Também a substancias que se filtram livremente, mas são reabsorvidas parcialmente nos túbulos renais para o sangue • esse padrão é típico de muitos eletrólitos do corpo, como sódio e cloruro - já outras, se filtram livremente nos capilares glomerulares, mas não se excreta na urina porque toda a substancias filtrada se reabsorve nos túbulos de novo para o sangue (aminoácidos e glicose) -Existe substancias que se filtram livremente e não se reabsorvem, mas se secretam quantidades adicionais dessa substancia desde o sangue capilar peritubulares aos túbulos renais (ácidos orgânicos e bases) FILTRAÇÃO, REABSORÇÃO E SECREÇÃO DE DIFERENTES SUBSTANCIAS -Reabsorção tubular é quantitativamente mais importante que a secreção tubular na formação da urina • mas a secreção é importante para determinar as quantidades de íons potássio e hidrogênio e outras substancias que se secretam -A maiorias das substancias que devem ser eliminadas do sangue, principalmente os produtos finais do metabolismo, como a urea, creatinina, ácido úrico e os uratos, se reabsorvem mal e por isso se excreta em grandes quantidades na urina -Certas substancias estranhas e fármacos se reabsorvem mal, mas se secretam desde o sangue aos túbulos -Já os eletrólitos, como íons cloro, sódio e bicarbonato, se reabsorvem muito, de maneira ‘ 12 Fisiologia com que só se detectam na urina em pequenas quantidades -Glicose e aminoácidos se reabsorvem completamente nos túbulos e não aparecem na urina -Mudanças ligeiras na filtração ou na reabsorção podem dar lugar a mudanças grande na excreção renal -Aumento da filtração glomerular (FG) de 10% (De 180 a 198 l/dia) aumentaria o volume da urina 13 vezes (de 1,5 a 19,5 l/dia) se a reabsorção tubular permanecer constante POR QUE SE FILTRAM E DEPOIS SE REABSORVEM GRANDES QUANTIDADES DE SOLUTOS NOS RINS? -Vantagem de um FG alto é que permite aos rins eliminar com rapidez produtos residuais do corpo que dependem sobre tudo da filtração glomerular para sua excreção -Uma segunda vantagem de um FG alto é que permitem que o rim filtre e processe todos os líquidos corporais muitas vezes ao dia -Devido a que o volume de plasma é de 3l, mostra que o FG é de 180 l/dia, todo o plasma pode filtrar-se e processar-se umas 60 vezes ao dia FILTRAÇÃO GLOMERULAR, FLUXO SANGUÍNEO RENAL E SEU CONTROLE FILTRAÇÃO GLOMERULAR -Primeiro passo na formação de urina é a filtração de grandes quantidades de líquidos através dos capilares glomerulares na capsula de Bowman, quase 180 l ao dia -maior parte desse filtrado se reabsorve, o que deixa cerca de 1l de liquido para sua excreção ao dia (taxa de excreção renal de líquidos é variável devido a ingestão) COMPOSIÇÃO DO FILTRADO GLOMERULAR -como a maioria dos capilares, os capilares glomerulares são relativamente impermeáveis as proteínas, de maneira que o liquido filtrado (filtrado glomerular) carece praticamente de proteínas e elementos celulares, incluídos os eritrócitos -Concentrações de outros constituintes do filtrado, como a maioria de sais e moléculas orgânicas, são similares as concentrações do plasma • exceções: cálcio e ácido graxo • pois esses não se filtram livremente porque estão parcialmente unidos a proteínas plasmáticas FG É 20% DO FLUXO PLASMATICO RENAL -FG é determinado por: 1- o equilíbrio entre as forças hidrostáticas e coloidosmoticas que atuam através da membrana capilar a. seria a soma dessas forças (pressão de filtração neta) 2- o coeficiente de filtração capilar glomerular -Kf a. (o produto da permeabilidade pela área superficial de filtro dos capilares) -Capilares glomerulares tem uma filtração muito maior que os outros capilares, devido a pressão hidrostática e coeficiente altos -Adulto médio, a FG é de 125 ml/min ou 180 l/dia ‘ 13 Fisiologia -a fração de fluxo plasmático renal que se filtra é de media 0,2 o que significa que ao redor de 20% do plasma que flui através dos rins se filtra dos capilares glomerulares MEMBRANA CAPILAR GLOMERULAR -Essa é similar a de outros capilares, exceto que tem três capas principais: 1- endotélio do capilar 2- membrana basal 3- capa de células epiteliais (podocitos) -A elevada filtração através da membrana capilar glomerular se deve a suas especiais características: • endotélio capilar perfurado por pequenos furos (fenestrações) similares aos capilares fenestrados do fígado, porem são menores • Rodeando o endotélio temos a membrana basal, que possui uma rede de colágeno e fibrilas de proteoglicanos que tem grandes espaços através dos quais podem filtrar grandes quantidades de água e solutos (evita com eficácia a filtração de proteínas) • parte final é uma capa de células epiteliais que recobre a superfície externa do glomérulo-essas células não são continuas, pois tem prolongações (podocitos) que rodeiam a superfície externa dos capilares • podocitos são separados por poros em ferradura (hendidura) onde se move o filtrado -células epiteliais tem carga negativa, o que restringe de forma adicional a filtração de proteínas -Membrana capilar é mais grossa que dos outros capilares, mas é mais porosa e por tanto filtra liquido com maior intensidade -a pesar da elevada filtração, a barreira de filtração glomerular filtra de modo seletivo as moléculas baseando-se em seu tamanho e em sua carga elétrica -Moléculas grandes com cargas negativas se filtram com menor facilidade que as moléculas com o mesmo tamanho molecular e cargas positivas AUMENTO DO COEFICIENTE DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR INCREMENTA FG -KF é uma medida do produto da condutividadehidrostática e a área superficial dos capilares glomerulares -Este coeficiente não pode medir-se diretamente, mas se calcula experimentalmente dividindo a FG entre a pressão de filtração neta -FG total nos rins é de 125 ml/min e a pressão de filtração neta é de 10 mmHg, o KF normal é 12,5 ml/min/mmHg de pressão de filtração -Quando se expressa por 100g de peso renal, tem um valor promedio de 4,2 ml/min/mmHg ‘ 14 Fisiologia -Esse alto KF dos capilares contribui na sua filtração rápida de líquidos -alterações de KF alteram o FG, essas mudanças provavelmente não constituem um mecanismo importante de regulação normal no dia-a-dia do FG • Porem em enfermidades que reduzem KF por redução dos capilares glomerulares funcionais (reduzindo a área superficial de filtração) ou por aumento da espessura da membrana glomerular como a hipertensão não controlada e a diabetes mellitus, este dano acaba terminando com a perca de função capilar -Aumento da pressão hidrostática na capsula de Bowman reduz a FG, mostra que redução da pressão aumentando a filtração • mas as mudanças na pressão da capsula não são normalmente um mecanismo importante de regulação de FG -Em certos estados patológicos associados a obstrução das vias urinarias, a pressão da capsula pode aumentar muito e provocar uma redução grave de FG • Gerando diminuição de FG e hidronefroses, chegando a lesionar ou inclusive destruir o rim a não ser que se alivie a obstrução -A medida que o sangue passe desde as arteríolas aferentes através dos capilares, até as eferentes, a concentração plasmáticas das proteínas aumenta ao redor de 20% • Isso ocorre devido a que uma quinta parte do liquido nos capilares se filtra na capsula de Bowman, o que concentra as proteínas plasmáticas glomerulares que não se filtram -Desse modo, dois fatores que influenciam na pressão coloidosmotica capilar glomerular são: 1- Pressão coloidosmotica do plasma arterial 2- Fração do plasma filtrado pelos capilares glomerulares (fração de filtração) -O aumento da pressão coloidosmotica do plasma arterial eleva a pressão coloidosmotica capilar glomerular, o que por sua vez reduz a FG -Aumenta a fração de filtração também concentra as proteínas plasmáticas e eleva a pressão coloidosmotica glomerular -como a fração de filtração se define como FG/fluxo plasmático renal, a fração de filtração pode aumentar-se elevando a FG ou reduzindo o fluxo plasmático renal -Aumentar o fluxo sanguíneo renal, uma fração menor do plasma se filtra inicialmente fora dos capilares glomerulares, o que provoca um incremento lento da pressão coloidosmotica glomerular e um menor efeito inibidor sobre a FG • Consequência, inclusive com uma pressão hidrostática glomerular constante, uma maior quantidade de fluxo sanguíneo para o glomérulo tende a aumentar FG e uma menor intensidade de fluxo sanguíneo tende a diminuir -Quando se trata da pressão hidrostática, seu aumento eleva a FG e mostra que sua diminuição reduz a FG -Pressão hidrostática glomerular esta determina por três variáveis, todos de baixo controle fisiológico: 1- Pressão arterial 2- Resistência vascular aferente ‘ 15 Fisiologia 3- Resistência arterial eferente -o aumenta da pressão arterial tende a elevar a pressão hidrostática glomerular e por tanto a FG FLUXO SANGUÍNEO RENAL -Homem de 70kg, o fluxo sanguíneo combinado através dos rins é de 1100 ml/min, ou cerca de 22% do gasto cardíaco -Fluxo sanguíneo aporta aos rins nutrientes e retorna com os produtos residuais -O elevado fluxo renal supera muito suas necessidades • O objetivo desse fluxo adicional é aportar suficiente plasma para a elevada filtração glomerular necessária para uma regulação precisa dos volumes do liquido corporal e das concentrações de solutos -Consumo de oxigênio: rins consomem o dobro de oxigênio que o encéfalo, mas possui sete vezes mais fluxo sanguíneo • Essa grande fração de oxigênio está relacionada com a elevada reabsorção do sódio nos túbulos renais • Se o fluxo renal e a FG reduzem e se filtra menos sódio, se reabsorve menos sódio e se consome menos oxigênio • Por tanto, o consomo renal de oxigênio varia em proporção com a reabsorção tubular renal de sódio que por sua vez esta relaciona com FG e a velocidade de filtração de sódio DETERMINANTES DO FLUXO SANGUÍNEO RENAL -é determinado por -pressão na arterial renal é aproximadamente igual a pressão arterial sistêmica e a pressão na veia renal é de 3 a 4 mmHg na maioria das condições -como em outros plexos vasculares, a resistência vascular total através dos rins esta determinada pela soma das resistências em segmentos vasculares individuais incluindo as artérias, capilares e veias PRESSÕES E RESISTENCIA VASCULARES APROXIMADAS NA CIRCULAÇÃO DE UM RIM NORMAL -Maior parte da resistência vascular renal reside em três segmentos principais; • As artérias interlobullilares • Artérias aferentes • Artérias eferentes -Resistência desses vasos está controlada por: ‘ 16 Fisiologia • Sistema nervoso simpático • Vários hormônios • Mecanismos de controle locais internos -um aumento da resistência em qualquer dos segmentos vasculares dos rins tende a reduzir o fluxo sanguíneo renal, mostra que uma redução na resistência vascular aumenta o fluxo sanguíneo se as pressões na veia e artérias renais permanecem constantes -Mudanças na pressão arterial tem certa influencia sobre o fluxo sanguíneo renal, os rins possuem mecanismos efetores para manter o fluxo sanguíneo renal e a FG relativamente constantes entre os 80 e 170 mmHg de pressão arterial, um processo chamado autoregulação • Esse processo se produz através de mecanismos intrínsecos -Fluxo sanguíneo nos vasos retos da medula renal é baixo, em comparação com o fluxo da corteza • Medula: 1-2% do fluxo total • Esse fluxo procede de uma porção especializada do sistema capilar peritubular chamado vasos retos • Vasos retos são importantes para que os rins possam formar uma urina concentrada CONTROLE FISIOLOGICO DA FILTRAÇÃO GLOMERULAR E DO FLUXO SANGUINEO RENAL -Determinantes de FG que são mais variáveis e estão sujeitos ao controle fisiológico são a pressão hidrostática glomerular e a pressão coloidosmotica capilar glomerular • Estão influenciadas pelo sistema nervoso simpático, hormônios e as autacoides (substancias vasoativas que liberam nos rins e atuam no local) e outros controles de retroalimentação que são intrínsecos dos rins -Intensa ativação do sistema nervoso simpático reduz FG • Noradrenalina, adrenalina e endotelina contraem os vasos sanguíneos reduzindo FG -Angiotensina II contrai preferentemente as arteríolas eferente na maioria dos estados fisiológicos -óxido nítrico derivado do endotélio reduz a resistência vascular renal e aumenta a FG -Prostaglandinas e a bradicinina reduz a resistência vascular renal e tende a aumentar FG AUTORREGULAÇÃO DE FG E DO FLUXO SANGUINEO RENAL -Os mecanismos de retroalimentação intrínsecos dos rins mantem normalmente o fluxo sanguíneo renal e FG constantes, apesar de mudanças acentuadas na pressão arterial sistêmica -Autorregulação: constância relativa de FG e do fluxo sanguíneo renal • Em outros tecidos serve para manter o valor normal de oxigênio e nutrientes e manter a extração dos produtos residuais do metabolismo, mesmo com mudanças na pressão arterial • Já nos rins, o fluxo sanguíneo é maior que o necessário para suas funções, então a função é manter um FG constante que permita um controle da excreção renal de água e de solutos -FG permanece normalmente autorregulado, quer dizer constante, apesar das flutuações da pressão arterial que se produz durante as atividades comuns do indivíduo. ‘ 17 Fisiologia • Ex:redução da pressão arterial a 70 a 75 mmHg ou um incremento de até 160 a 180 mmHg, muda FG em menos de 10% -em geral, o fluxo sanguíneo se autorregula paralelamente com FG, mas FG se autorregula de forma mais eficiente em certas condições RETROALIMENTAÇÃO TUBULOGLOMERULAR E AUTORREGULAÇÃO DE FG -Rins possuem mecanismo especial de retroalimentação que acopla as mudanças das concentrações de cloruro de sódio na macula densa ao controle da resistência arteriolar renal e a autorregulação de FG -Essa retroalimentação ajuda a assegurar uma chegada constante de cloruro de sódio ao túbulo distal e ajuda também a evitar as flutuações falsas na excreção renal de outro modo • regula o fluxo sanguíneo renal e FG em paralelo • Mas devido a esse mecanismo se dirige especificamente a estabilizar a chegada de cloruro de sódio ao túbulo distal, a casos em que a FG se autorregulado a custo de mudanças no fluxo sanguíneo renal. • Em outros casos, pode realmente induzir alterações no FG em resposta a alterações primarias na reabsorção de cloreto de sódio nos túbulos renais -o mecanismo de retroalimentação tubuloglomerular tem dois componentes que trabalham juntos para controlar TG: 1- Um mecanismo de retroalimentação arteriolar aferente 2- Refere o mecanismo de retroalimentação arteriolar -Esse mecanismo de retroalimentação depende de disposições anatômicas especiais do complexo yuxtaglomerular -Esse complexo consta de células da macula densa na porção inicial de túbulo distal e as células yuxtaglomerulares nas paredes das arteríolas aferentes e eferentes. A macula é um grupo especializado de células epiteliais nos túbulos distais que entra em estreito contato com as arteríolas aferentes e eferentes -Células da macula percebem mudanças nos volumes que chegam ao túbulo distal por meio de sinais que não se conhecem. Os estudos experimentais fazem pensar que a redução de FG diminui a velocidade do fluxo que chegam a asa de henle, o que aumenta a reabsorção de íons sódio e cloro subministrados a rama ascendente, fato que diminui a concentração de cloruro de sódio nas células da macula densa -Esta redução da concentração de cloruro de sódio inicia um sinal que parte da macula densa e tem dois efeitos: 1- Reduz a resistência ao fluxo sanguíneo nas arteríolas aferentes, o que eleva a pressão hidrostática glomerular e ajuda a normalizar a FG 2- Aumenta a liberação de renina nas células yuxtoglomerular das arteríolas aferentes e eferentes, que são os principais reservatórios de renina -a renina liberada dessas células atua aumentando a Formação de angiotensina I, que se converte em angiotensina II. E essa faz com que se contraia as arteríolas eferentes, o que aumenta a pressão hidrostática glomerular e ajuda a normalizar FG ‘ 18 Fisiologia -Outro mecanismo que contribui a manter o fluxo sanguíneo renal e de FG relativamente constante é a capacidade de cada vaso sanguíneo de resistir-se ao estiramento durante o aumento da pressão arterial, um fenômeno denominado mecanismo miogeno -Estiramento da parede vascular permite um maior movimento dos íons, cálcio desde o liquido extracelular para as células, o que provoca sua contração, e essa impede uma distensão excessiva da parede e ao mesmo tempo, mediante um aumento da resistência vascular, ajuda a impedir um aumento excessivo do fluxo sanguíneo renal e de FG quando a pressão arterial aumenta • Esse mecanismo pode ser importante para proteger o rim de lesões induzidas por hipertensão -como resposta ao aumento repentino na pressão sanguínea, a resposta de contração miogena nas arteríolas aferentes tem lugar em segundos e por tanto atenua a transmissão do aumento da pressão arterial aos capilares glomerulares REABSORÇÃO E SECREÇÃO TUBULAR RENAL -CAP 28 -Conforme o filtrado passa pelos túbulos, algumas substancias são reabsorvidas seletivamente e essas voltam para o sangue, e outras são secretadas do sangue diretamente para os túbulos -Quando a urina já está formada, seria a soma de três processos: Excreção urinaria= filtração glomerular+ reabsorção tubular+ secreção tubular -Para muitas substancias a reabsorção tem um papel mais importante que a secreção, quando se trata da excreção • Mas a secreção tubular é responsável pelas quantidades significativas de ions potássio e hidrogeno e algumas outras substancias que aparecem na urina REABSORÇÃO TUBULAR É QUANTITATIVAMENTE IMPORTANTE E ALTAMENTE SELETIVA -Filtração = filtração glomerular x concentração plasmática REABSORÇÃO TUBULAR COMPRENDE: MECANISMO PASSIVOS E ATIVOS -Para que uma substancia seja reabsorvida, primeiro deve ser transportada através da membrana epitelial tubular até o liquido intersticial renal e depois através da membrana capilar peritubular até o sangue -Reabsorção através do epitélio tubular para o liquido intersticial se efetua mediante um transporte ativo e passivo -agua e os solutos podem ser transportados através das membranas celulares (via transcelular) ou através dos espaços que existem entre as uniões celular (via paracelular). Quando se produz a reabsorção através das células epiteliais tubulares até o liquido intersticial, a agua e os solutos são ‘ 19 Fisiologia transportados através das paredes dos capilares peritubulares para passar ao sangue por ultrafiltração (maior parte do fluxo) que é controlado pelas forças hidrostáticas e coloidosmoticas -os capilares peritubulares se comportam de forma muito parecida nas terminações venosas da maioria dos demais capilares porque existe uma força de reabsorção neta que move o liquido e os solutos desde o interstício ao sangue Transporte ativo -Esse pode mover um soluto contra o gradiente eletroquímico, ocorre o gasto energia do metabolismo. O transporte está acoplado diretamente a uma fonte de energia, como a hidrolises do trifosfato de adenosina (ATP), se chama transporte ativo primário • Transporte ativos primários dos rins: ATPasa sódio-potássio, ATPasa hidrogeno, ATPasa hidrogeno-potássio e ATPasa cálcio -Transporte ativo secundário: é o transporte acoplado indiretamente a uma fonte de energia -água sofre o mecanismo de osmoses Solutos podem transportar-se através das células epiteliais ou entre as células -Células tubulares renais estão unidas por uniões estreitas, os espaços intercelulares laterais ficam situados detrás dessas uniões e separam as células epiteliais dos túbulos -solutos podem secretar-se ou reabsorver-se através das células por via transcelular ou paracelular -Sódio se desloca pelas duas vias, mesmo que a maior parte seja pela via transcelular -Em alguns segmentos da nefrona, principalmente no túbulo proximal, a água se reabsorve pela via paracelular, e as substâncias dissolutas na agua, sobre tudo os íons potássio, magnésio e cloro, se transportam juntos ao liquido que se reabsorve TRANSPORTE ATIVO PRIMARIO -EX: Reabsorção de ions sódio através da membrana tubular proximal • Nas células epiteliais tubulares, a membrana celular possui um sistema de ATPasa sódio-potassio que produz ATP • Utiliza essa energia para transporte de ions sódio desde o interior da célula para o liquido intersticial • Juntamente, com o potássio que passa do interstício para o interior • Então essa bomba tem a função de manter a concentração intracelular de sódio baixa e de potassio alta, gerando uma carga negativa neta de -70 mV dentro da célula -essa bomba de sódio da célula pela membrana basolateral favorece a difusão passiva do sódio através da membrana luminal, desde luz tubular ao interior da célula por duas razoes: 1. Existe um gradiente de concentração que favorece a difusão de sódio para o interior da célula 2. Potencial intracelular negativo, de 70 mv, atrai os ions sódios positivos que estão na luz tubularpara o interior da celula -reabsorção ativa de sódio pela ATPasa sódio- potassio tem lugar na maior parte do túbulo. Em certas partes da nefrona existe meios adicionais para fazer que grandes quantidades de sódio se desloquem ao interior da celular: • Túbulo proximal com borde em cepillo extenso no lado luminal da membrana que multiplica aproximadamente por 20 superficies ‘ 20 Fisiologia • Também tem proteínas transportadoras do sódio, que fixam os ions no lado luminal da membrana e libera dentro da célula, o que constitui uma difusão facilitada do sódio através da membrana para o interior -essa reabsorção neta dos ions sódio desde a luz tubular para o sangue supõe ao menos três passos: 1. Sódio se difunde através da membrana luminal ao interior da célula seguindo um gradiente eletroquímico criado pela bomba ATPasa sódio-potassio 2. Sódio é transportado através da membrana basolateral contra um gradiente eletroquímico pela ação da bomba ATPasa sódio-potassio 3. Sódio, água e outras substancias se reabsorvem do liquido intersticial para os capilares peritubulares por ultrafiltração, um processo passivo governado por gradientes de pressão hidrostática e coloidosmotica Transporte ativo secundário -Duas ou mais substancias em contato com uma proteína de membrana (transportadora) e ambas atravessam juntas a membrana • Quando uma substância, como o sódio difunde a favor do gradiente eletroquímico, a energia liberada será utilizada para que outra substancia, como a glicose, passe contra o gradiente • A energia para o segundo transporte é liberado pela difusão facilitada Pinocitoses -Partes do túbulo, principalmente o proximal, reabsorvem moléculas grandes, como proteínas, por pinocitoses (que é um tipo de endocitoses) -Necessita de energia, então é considerado um meio de transporte ativo TRANSPORTE MAXIMO DE SUBSTANCIAS QUE SE REABSORVEM DE FORMA ATIVA -Transporte máximo: limite para todas as substancias que são reabsorvidas ou secretam ativamente -isso ocorre devido a saturação dos sistemas de transporte específicos quando a quantidade de soluto chega ao túbulo (carga tubular) supera a capacidade das proteínas transportadores e enzimas especificas implicadas no processo de transporte SUBSTANCIAS QUE SE TRANSPORTEM DE FORMA ATIVA, MAS NÃO SE MOSTRAM TRANSPORTE MAXIMO -substancias que se reabsorvem passivamente, não chegam ao transporte máximo, porque esta determinada por outros fatores, como: 1. Gradiente eletroquímico para a difusão da substancia através da membrana 2. Permeabilidade da membrana para a substancia 3. Tempo que o liquido que contem a substancia permanece dentro do túbulo -Transporte desse tipo, se denomina transporte de gradiente- tempo porque a intensidade do transporte ira depender do gradiente eletroquímico e do tempo que a substancias está no túbulo, o que por sua vez depende do fluxo tubular REABSORÇÃO PASSIVA DE ÁGUA MEDIANTE OSMOSES ESTA ACOPLADA SOBRE A REABSORÇÃO DE SODIO ‘ 21 Fisiologia -Quando os solutos se transportam para fora do túbulo por transporte ativo primário ou secundário, suas concentrações tendem a reduzir-se dentro do túbulo e a aumenta no interstício renal. Isso cria uma diferença de concentração que produz osmoses da água, na mesma direção dos solutos -Grande parte do fluxo osmótico de água nos túbulos próximas ocorrem pelas uniões estreitas e pela própria célula. • Essas uniões não são tão estreitas, e assim permite a difusão de água e pequenos solutos • Situação especifica do túbulo proximal, porque esse tem alta permeabilidade a agua e uma baixa em relação a maioria dos ions (sódio, cloro, potassio, cálcio, magnésio -Arrastre do dissolvente: conforme a água se move pelas uniões estreitas por osmoses, também podem levar alguns solutos -Mudanças na reabsorção de sódio influenciam na reabsorção de água e outros solutos -partes mais distantes das nefronas, começando a asa de henle e seguindo ate o túbulo coletor, as uniões estreitas se fazem menos permeáveis a agua e solutos, e as células epiteliais também tem menor área superficial de membrana. Por isso a agua não pode mover-se facilmente. • Porém o hormônio antidiurético (ADH) aumenta a permeabilidade da água nos túbulos distais e coletor -Tubulo proximal permeabilidade elevada a água e é reabsorvida rapidamente como os solutos. • Ascendente da asa de henle: permeabilidade baixa • Nas ultimas partes dos túbulos (distais, coletores e condutos coletores) tem a permeabilidade dependente da presença ou ausência de ADH REBSORÇÃO DE CLORO, UREA E OUTROS SOLUTOS POR DIFUSÃO PASSIVA -Quando ocorre o transporte de sódio com carga positiva para fora da luz, faz com que haja uma carga negativa ao liquido intersticial, isso faz com que ions cloro difundam passivamente pela via paracelular • Ocorre reabsorção de cloro devido ao gradiente de concentração que se forma quando a água se reabsorve do túbulo por osmoses, o que concentra o cloro na luz tubular • Sendo assim, reabsorção ativa de sódio esta acoplada a reabsorção passiva de cloro através de um potencial eletrolítico e um gradiente de concentração -cloro também pode se reabsorver por transporte ativo secundário. (cotransporte de cloro com o sódio através da membrana luminal) -UREA: reabsorvido de forma passiva no túbulo, mas um grau menor em relação aos ions cloro -nos mamíferos, mais de 90% do nitrogênio de desecho, gerado principalmente pelo fígado como produto do metabolismo proteico, se excreta normalmente através dos rins como a ureia -já a creatinina, que é outro produto, como tem uma molécula muito maior que a ureia, essa é reabsorvida em pequenas quantidades e mas a maioria é excretado pela urina REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DE DIFERENTES PARTES DA NEFRONA -túbulo proximal, reabsorve: ‘ 22 Fisiologia • 65% sódio, água e cloro filtrado -Tem essa capacidade elevada de reabsorção devido a características celulares especiais. Porque suas células epiteliais tem metabolismo alto e um grande número de mitocôndrias que ajudam nos processos de transporte e também pelo borde em cepillo proporcionando uma superfície de membrana externa • Na primeira metade do tubulo ocorre cotransporte de sódio com glicose, aminoácidos • Mesmo que a quantidade de sódio se reduz ao longo do túbulo a concentração de sódio e assim a osmolaridade total permanece constante, devido a permeabilidade de água nos túbulos o Que é tão grande que acompanha a reabsorção de sódio -Secreção de ácidos e bases no túbulo proximal: • Sais biliares, oxalato, urato e catecolamina (produtos finais do metabolismo, que devem ser eliminados rapidamente) • Fármacos e produtos tóxicos são secretados diretamente ao interior do tubulo • PAH- ácido paraaminohipurico TRANSPORTE DE SOLUTOS E ÁGUA NA ASA DE HENLE -Descendente fino: muito permeável a água e moderado em solutos (20%) -Ascendente fina e grossa: quase impermeável a água -Segmento grosso: reabsorção ativa de sódio, cloro e potássio • Também cálcio, bicarbonato e magnésio • Isso é devido a células epiteliais grossas TUBULO DISTAL -no inicio, conforma a macula densa, que é um grupo de células epiteliais densamente empaquetas que é parte do complexo yuxtaglomerular que proporciona um controle de retroalimentação de FG e de fluxo sanguíneo -Parte contorneada: reabsorve com eficaz a maioria dos ions (sódio, potássio e claro), quase impermeável a água e a ureia • Por isso é chamado de segmento diluente, porque ajuda a diluir o liquido tubular -5% do cloruro de sódio se reabsorve na primeira parte do tubulo distal -Porção final e túbulo coletor cortical: composto por dois tipos especiais de células • Principais: reabsorve sódio e agua da luz e secretam potássio a luz • Intercalares tipo A: reabsorvepotássio e secreta hidrogeno • Tipo B: secretam bicarbonato na luz tubular, reabsorvem hidrogênio nas alcaloses -Resumindo: 1. Impermeáveis a ureia 2. Reabsorvem sódio e sua taxa de reabsorção é controlado por aldosterona 3. Intercalares secretam H devido a ATPasa de H 4. Permeabilidade da água é controlado por ADH CONDUTO COLETOR MEDULAR - Reabsorvem menos de 10% da água e do sódio -Características: 1. Permeabilidade a água do conduto coletor medular está controlado pela concentração de ADH ‘ 23 Fisiologia 2. Permeável a ureia, sua alta osmolaridade nessa região contribui na formação da urina concentrada 3. Capaz de secretar hidrogeno contra o gradiente de concentração, por isso se pode dizer que participa da regulação do equilíbrio ácido-basico REGULAÇÃO DA REABSORÇÃO TUBULAR - é necessário manter um equilíbrio entre a reabsorção tubular e a filtração glomerular, para isso existe mecanismos de controle nervosos, hormonais e locais que regulam a reabsorção tubular e filtração FORÇAS FISICAS NO LIQUIDO CAPILAR PERITUBULAR E O LIQUIDO INTERSTICIAL RENAL -forças hidrostática e coloidosmotica governa o grau de reabsorção através dos capilares peritubular • Alterações da reabsorção nesses capilares influenciam nas forças hidrostática e coloidosmotica do liquido intersticial e também na reabsorção de água e solutos -Reabsorção peritubular:124 ml/min EFEITO DA PRESSÃO ARTERIAL SOBRE A DIURESES -até mesmo pequenas mudanças na pressão arterial pode provocar aumentos na excreção urinaria de sódio e agua -processos: natriureses por pressão e diureses por pressão CONTROLE HORMONAL DA REABSORÇÃO TUBULAR SISTEMA NERVOSO CENTRAL -Ativação desse sistema pode reduzir a excreção de água e de sódio, por contrair as arteríolas renais, o que reduz o FG • No caso de níveis baixos de ativação, reduzem a excreção de sódio e agua mediamente o aumento da reabsorção de sódio no tubulo proximal, rama ascendente grossa e nas partes mais distais dos túbulos -a ativação aumenta a liberação de renina e a formação de angiotensina II, o que contribui com o efeito global de aumento da reabsorção tubular e redução da excreção renal do sódio -Aclaramento para quantificar a função renal (para quantificar o fluxo sanguíneo, taxas de de filtração glomerular, reabsorção tubular e secreção tubular), inulina (para calcular FG) e creatinina (calcular FG) REGULAÇÃO DA OSMOLARIDADE DO LIQUIDO EXTRACELULAR E DA CONCENTRÇÃO DE SÓDIO -Osmolaridade é determinada entre a quantidade de soluto (principalmente cloruro de sódio) dividida pelo volume de liquido extracelular • por isso, a concentração de cloruro e a osmolaridade do liquido extracelular, em grande parte é regulada pela quantidade de água extracelular -água corporal total é determinada: 1. Ingestão de liquido a. Fatores que determinam a sede 2. Excreção renal de agua a. Controlado pela filtração e reabsorção tubular RINS EXCRETAM UM EXCESSO DE ÁGUA MEDIANTE A FORMAÇÃO DE URINA DILUIDA -excesso de agua e osmoloridade reduzida, os rins excretam urina com osmolaridade de 50 mOsm/l ‘ 24 Fisiologia -Porém, quando existe uma deficiência de água no organismo e a osmolaridade esta elevada, os rins excretam urina com uma concentração de 1.200 e 1,400 mOsm/l HORMONIO ANTIDIURETICA CONTROLADA PELA CONCENTRAÇÃO DE URINA -Sistema de retroalimentação: para a regulação da osmolaridade e a concentração de sódio no plasma, que atua modificando a excreção renal de água com independência da excreção de solutos -Efetor desse sistema: hormônio antidiurético (ADH)- chamada de vasopressina -o aumento da osmolaridade, acima do normal, faz com que o lóbulo posterior da hipofises seja estimula para secreção de ADH, isso faz com que aumente a permeabilidade a agua dos túbulos distais e dos condutos coletores • Tem como resultado, o aumento da reabsorção de água e redução do volume urinário, mas não altera a excreção renal de solutos -Já nos casos de excesso de água e redução da osmolaridade do L. E, descende a exceção do ADH, o que faz com que diminua a permeabilidade da água no túbulo distal e coletores e conduz a maior excreção de urina diluída MECANISMOS RENAIS PARA EXCRETAR UMA URINA DILUIDA -Excesso de água no organismo, faz com que o rim excreta até 20 l/dia de urina diluída, com uma concentração de 50 mOms/l -rins absorve continuamente solutos, porem deixa de reabsorve agua nas porções distais da nefrona ( porção terminal do túbulos distal e coletores) -Filtrado glomerular recém formado tem uma osmolaridade praticamente igual ao do plasma (300 mOms/L) -Para excretar o excesso de água é necessário diluir o filtrado a medida que circular nos túbulos. Mas essa diluição é alcança reabsorvendo mais solutos, e isso só ocorre em certos segmentos do sistema tubular -liquido tubular continua isoosmotico no túbulo proximal -liquido tubular se dilui na asa ascendente de henle -e se dilui ainda mais nos túbulos distais e coletores, se não a ADH - então, o mecanismo de formação da urina diluída consiste na reabsorção continua de solutos nos segmentos distais do sistema tubular e não se reabsorve água. Rins saudáveis, o liquido deixa a asa ascendente e a primeira parte do túbulo distais está sempre diluída, independe da concentração de ADH, Mas no caso de ausência de ADH, a urina se dilui ainda mais na parte terminal do túbulo distal e coletores RINS CONSERVAM ÁGUA EXCRETANDO UMA URINA CONCENTRADA ‘ 25 Fisiologia -é muito necessário ingestão de líquidos para cobrir as percas do organismo, mas a capacidade dos rins de formar um volume pequeno de urina concentrada minimiza a ingestão de liquido necessária para manter a homeostases, uma função de suma importante em casos se escassez de água -deficiência de água faz com que os rins formem uma urina concentrada mediante a excreção continua de solutos, além de aumentar a reabsorção de água e reduzir o volume da urina formada -rins forma uma concentração máxima de: 1200-1400 mOms/l, • Quatro a cinco vezes maior que o do plasma VOLUME OBRIGATORIO DA URINA Capacidade máxima determinada pelo rim, para impor o volume de urina correto para ocorrer a excreção dos produtos de desechos metabólicos e íons por dia -então o volume obrigatório da urina, seria o valor mínimo de urina que deve ser produzida para excreção desses produtos metabólicos -0,5 l/dia DENSIDADE ESPECIFICA DE URINA -Usada em centros clínicos para analisar a concentração de solutos na urina -quando mais concentrada maior densidade especifica -Importante saber, que a densidade é seria uma medida do peso de solutos em um volume dado de urina, portanto é determinado pela quantidade e tamanho das moléculas • Já a osmolaridade é determinada somente pelo numero de molecular em um volume dado -Ser humanos media de 1,002/1,028 g/ml -a cada 35-40 mOsmol/l de aumento da osmolaridade, aumenta cerca de 0,001 na densidade REQUISITOS PARA EXCRETA R UMA URINA CONCENTRADA 1. Concentração elevada de ADH a. Para aumentar a permeabilidade dos túbulos distais e condutos coletores a água 2. Elevada osmolaridade do liquido do interstício medular renal a. Para proporcionar o gradiente osmótico necessário para reabsorção de água em presença de concentração altas de ADG -PERGUNTA DE PROVA -Interstício medular (rodeia os condutos coletores), são hiperosmoticos, então quando ocorre o aumento de ADH, água se move pela membrana tubular por osmoses para esse interticio; depois sai para o sangue através dos vasos retos • Sendo assim, a capacidade de concentrar urina é limitada pela concentração de ADH e o grau de hiperosmolaridade da medula renal MECANISMO MULTIPLICADOR DE CONTRACORRENTE -Qual o processo pelo qual o liquido do interstício medular renalse faz hiperosmótico? Pela participação do mecanismo multiplicador de contracorrente • Pergunta de exame -sistema contracorrente: mecanismo usado para transferência de substancias entre os fluidos que vão em direções opostas -esse mecanismo é dependente da disposição anatômica especial da asa de henle e dos vasos ‘ 26 Fisiologia retos, capilares peritubulares especializados na medula renal • Túbulos coletores, também são importantes nesse mecanismo -25% das nefronas são yuxtamedulares -Osmolaridade do liquido intersticial em quase todas as partes do corpo: 300 mOsm/l -mas quando se trata da osmolaridade do interstício da medula renal, que é maior e pode aumentar progressivamente, de 1200 a 1400 mOsm/l na ponta pélvica da medula • Indica que tem mais soluto que água CARACTERISTICAS ESPECIAIS DA ASA DE HENLE QUE FAZ COM QUE OS SOLUTOS FICAM NA MÉDULA RENAL -elevada osmolaridade medular se deve principalmente pela transporte ativo de sódio e o cotransporte de ions potássio, cloro e outros desde a asa de henle para o interstício • Essa bomba cria um gradiente de concentração de 100 mOsm entre a luz tubular e o liquido intersticial -rama ascendente grossa é impermeável a água -rama ascendente fina, reabsorção de cloruro de sódio e praticamente impermeável a agua, o que ajuda na elevada concentração de solutos no interstício -rama descendente da asa: muito permeável a água • Osmolaridade do liquido tubular se iguala com a da medula renal • Logo a água se difunde para o interstício, fazendo com que a osmolaridade do liquido tubular aumente gradualmente FUNÇÃO DOS TUBULOS DISTAIS E DOS CONDUTOS COLETORES NA EXCREÇÃO DA UMA URINA CONCENTRADA -ao sair da asa de henle e alcança o túbulo contorneado distal na corteza renal, o liquido se dilui e fica com uma osmolaridade de 100 mOsm/l -túbulo distal dilui a porque é impermeável a água e transporta cloruro de sódio para fora do túbulo -no túbulo coletor, á quantidade de água é dependente da concentração de ADH • Elevado ADH faz com que os condutos coletores sejam permeáveis a água, e isso faz com que o liquido alcance a mesma osmolaridade que o liquido intersticial da medula (1200) • Então quando se reabsorve muita água os rins formam uma urina concentrada, excretando quantidades normais de solutos e compensando a deficiente de água corporal UREA -Essa contribui (40 a 50%) para hiperosmolaridade do interstício medular renal e a formação de uma urina concentrada -Essa é reabsorvida de forma passiva nos túbulos • Asa ascendente, túbulosdistal e coletor cortical é onde menos se reabsorve devido a impermeabilidade da ureia ‘ 27 Fisiologia -Quando se tem a presença de ADH, água e reabsorvida rapidamente desde os túbulos coletores cortical e a concentração da ureia aumenta rapidamente devido que essa não e difusível, quando esse flui para os condutos coletores medulares, a água continua sendo reabsorvida, e devido a isso a ureia se acumula ainda mais dentro do túbulo e isso faz com que ela se difunda para o liquido intersticial (gradiente de concentração) • Ajuda na concentração da urina, devido a grande quantidade e também por ser reabsorvida -Individuo saudável excreta pelo menos 20-50% da ureia filtrada -excreção da ureia esta determinada sobre tudo por três fatores: 1. Concentração da ureia no plasma 2. Filtração glomerular 3. Reabsorção da ureia tubular renal INTERCAMBIO CONTRACORRENTE NOS VASOS RETOS CONSERVAM A HIPEROSMOLARIDADE NA MÉDULA RENAL -Medula renal recebe um fluxo sanguíneo para cobrir suas necessidades metabólicas das células. Sem isso, os solutos bombeados a medula renal pelo sistema multiplicador por contracorrente se disparariam rapidamente -Aumento do fluxo sanguíneo medular reduz a capacidade de concentrar a urina: • Vasodilatadores faz com que aumente o fluxo, o que faz que “lavem” parte dos solutos da medula o que reduz a capacidade de concentrar • Aumento da pressão arterial, eleva o fluxo sanguíneo e “lava” o interstício hiperósmotico, o que também reduz a capacidade de concentração -sendo assim, a capacidade máxima de concentrar a urina esta determina não somente pela concentração de ADH, mas principalmente pela osmolaridade do liquido intersticial da medula renal • Caso tenha concentração máxima de ADH, mas a capacidade de concentrar a urina se reduz caso o fluxo sanguíneo aumenta o suficiente para reduzir a hiperosmolaridade da medula renal TRANTORNOS -transtorno renal na capacidade de concentrar ou diluir adequadamente a urina pode aparecer em uma ou mais das seguintes anomalias: 1. Secreção inadequada de ADH 2. Transtorno no mecanismo contracorrente 3. Incapacidade do túbulo distal, túbulo coletor e os condutos coletores de responder o ADH CONTROLE DA OSMOLARIDADE E DA CONCENTRAÇÃO DE SÓDIO DO LIQUIDO EXTRACELULAR -Regulação de osmolaridade e a concentração de sódio está muito ligada, por esse ser o íon mais abundante do compartimento extracelular -Concentração plasmática de sódio: 140 a 145 mEq/l. média de 142 -Sistemas funcionais implicadas na regulação da concentração de sódio e a osmolaridade do liquido extracelular: (pergunta de prova) 1. Sistema osmorreceptor-ADH ‘ 28 Fisiologia 2. Mecanismo da sede SISTEMA DE RETROALIMENTAÇÃO OSMORRECEPTOR- ADH SINTESES DE ADH NOS NUCLEOS SUPRAOPTICOS E PARAVENTRICULARES DO HIPOTALAMO E LIBERAÇÃO DE ADH PELO LOBULO POSTERIOS DA HIPOFISES -Hipotálamo contém dois tipos de neuronas magnocelulares (grandes) que são responsáveis pelas sínteses de ADH nos núcleos supraopticos e paraventriculares do hipotálamo. Esses núcleos possuem extensões axonicas para o lóbulo posterior das hipófises • Quando a síntese de ADH, essa é levada pelas prolongações até a hipofises • quando se estimula os núcleos pelo aumento da osmolaridade, os impulsos nervosos chegam as terminações, o que faz com que altere a permeabilidade de suas membranas e aumenta a entrada de cálcio. • O ADH já armazenado nos grânulos secretores (ou vesículas) das terminações nervosas são liberados em resposta a maior entrada de cálcio • ADH liberado é transportado aos capilares sanguíneos da hipófises e depois a circulação sistêmica -Secreção de ADH em resposta a estímulos osmóticos é rápida, de modo que pode aumentar varias vezes por minuto, o que proporciona um meio rápido de alteração da secreção renal de água -Outra zona neuronal secundaria importante para controlar a osmolaridade e a secreção de ADH seria a região anteroventral do terceiro ventrículo (região AV3V); Estímulos elétricos ou estimulação por angiotensina II pode aumentar a secreção de ADH, a sede ou o apetite por sódio • Nessa região tem o órgão subfornical e vasculoso, esses carecem da barreira hematoencefálica. Isso faz com que ions passem entre o sangue ou do liquido para essa região. Por isso, os osmorreceptores respondem rapidamente a mudanças na osmolaridade do liquido extracelular, o que exerce um controle poderoso sobre a secreção de ADH e sobre a sede ESTIMULO DA LIBERAÇÃO DE ADH POR UMA REDUÇÃO DA PRESSÃO ARTERIAL, REDUÇÃO DE VOLUME SANGUINEO OU AMBOS -Liberação de ADH é controlado por reflexos cardiovasculares que respondem a reduções da pressão arterial, volume sanguíneo ou ambos: 1. Reflexo de barorreceptores arteriais 2. Reflexos cardiopulmonares - Além do aumento da osmolaridade, outros dois estímulos incrementam a secreção de ADH: 1. Redução da pressão arterial 2. Redução do volume sanguíneo IMPORTANCIA QUANTITATIVA DA OSMOLARIDADE E DOS REFLEXOS ‘ 29 Fisiologia CARDIOVASCULARES NO ESTIMULO DA SECREÇÃO DE ADH -Redução do volume sanguíneo ou aumento da osmolaridade do liquido extracelular estimula a secreção de ADH - Porem é mais sensível a pequenas mudanças na osmolaridade