15 APG - S16P1 - Fisiologia

Prévia do material em texto

FISIOLOGIA RENAL 
PRINCIPAIS FUNÇÕES DOS RINS 
1. Regulação do volume do líquido extracelular e da pressão arterial. Quando o volume do líquido 
extracelular diminui, a pressão arterial também diminui. Se o volume do líquido extracelular e a pressão 
arterial caem até níveis muito baixos, o corpo não pode manter um fluxo adequado de sangue para o 
encéfalo e outros órgãos essenciais. Os rins trabalham de uma maneira integrada com o sistema 
circulatório para assegurar que tanto a pressão arterial quanto a perfusão tecidual permaneçam em uma 
faixa aceitável. 
 
2. Regulação da osmolalidade. O corpo integra a função renal com o comportamento, como a sede, 
para manter a osmolalidade do corpo em um valor próximo de 290 mOsM. 
 
3. Manutenção do equilíbrio iônico. Os rins mantêm a concentração de íons-chave numa faixa normal 
pelo balanço entre a sua ingestão e a sua perda urinária. O sódio (Na) é o principal íon envolvido na 
regulação do volume do líquido extracelular e da osmolaridade. As concentrações de potássio (K+) e 
cálcio (Ca2) também volume do líquido extracelular e da osmolalidade. As concentrações dos íons 
potássio (K+) e Calcio (Ca2+) são estritamente reguladas. 
 
4. Regulação homeostática do pH. O pH plasmático é normalmente mantido numa faixa muito estreita 
de variação. Se o líquido extracelular se torna muito ácido, os rins excretam H+ e conservam íon 
bicarbonato (HCO3-) que atua como tampão. Inversamente, quando o líquido extracelular se torna muito 
alcalino, os rins excretam bicarbonato (HCO3-) e conservam H+ . Os rins exercem um papel importante 
na regulação do pH, mas não são capazes de corrigir desequilíbrios no pH tão rapidamente quanto os 
pulmões. 
 
5. Excreção de resíduos. Os rins removem produtos do metabolismo e xenobióticos, ou substâncias 
estranhas, como fármacos e toxinas ambientais. Os produtos do metabolismo incluem a creatinina do 
metabolismo muscular e resíduos nitrogenados, como a ureia e o ácido úrico. Um metabólito da 
hemoglobina, chamado de urobiolinogênio, dá a ela sua cor amarela característica. Os hormônios são 
outras substâncias endógenas retiradas do sangue pelos rins. Exemplos de substâncias estranhas 
excretadas pelos rins incluem o adoçante artificial sacarina e o ânion benzoato, parte do conservante 
benzoato de potássio, que você ingere toda vez que bebe um refrigerante diet. 
 
6. Produção de hormônios. Embora os rins não sejam glândulas endócrinas, eles desempenham um 
importante papel em três vias endócrinas. As células renais sintetizam eritropoetina, a citocina/hormônio 
que regula a produção dos eritrócitos. Os rins também liberam renina, uma enzima que regula a 
produção de hormônios envolvidos no equilíbrio do sódio e na homeostasia da pressão sanguínea. Por 
fim, as enzimas renais auxiliam na conversão da vitamina D3 em um hormônio ativo que regula o 
equilíbrio do Ca2+. 
 
 
 
 
Três processos básicos ocorrem nos néfrons: filtração, reabsorção e secreção. 
- Filtração é o movimento de líquido do sangue para o lúmen do néfron. A filtração ocorre apenas 
no corpúsculo renal, onde as paredes dos capilares glomerulares e da cápsula de Bowman são 
modificadas para permitir o fluxo do líquido. Uma vez que o fluido filtrado, chamado de filtrado, 
chega ao lúmen do néfron, ele se torna parte do meio externo ao corpo, da mesma forma que as 
substâncias no lúmen intestinal fazem parte do meio externo. Devido a essa razão, tudo filtrado 
nos néfrons é destinado à excreção na urina, exceto se seja reabsorvido para o corpo. 
- A reabsorção é um processo de transporte de substâncias presentes no filtrado, do lúmen tubular 
de volta para o sangue através dos capilares peritubulares. 
- A secreção remove seletivamente moléculas do sangue e as adiciona ao filtrado no lúmen tubular. 
Embora a secreção e a filtração glomerular movam substâncias do sangue para dentro do túbulo, a 
secreção é um processo mais seletivo que, em geral, usa proteínas de membrana para transportar 
as moléculas através do epitélio tubular. 
 
 
FILTRAÇÃO 
A filtração do plasma para dentro dos túbulos renais é o primeiro passo na formação da urina. Esse 
processo relativamente inespecífico gera um filtrado, cuja composição é igual à do plasma menos a 
maioria das proteínas plasmáticas. Apenas cerca de um quinto do plasma que flui ao longo dos rins é 
filtrado para dentro dos néfrons. Os quatro-quintos restantes do plasma, juntamente com a maioria das 
proteínas plasmáticas e das células sanguíneas, passa para os capilares peritubulares. A porcentagem do 
volume total do plasma filtrada para dentro do túbulo é denominada fração de filtração. 
- A filtração ocorre no corpúsculo renal, que consiste na rede de capilares glomerulares envolta pela 
cápsula de Bowman. 
- As substâncias que deixam o plasma precisam passar por três barreiras de filtração antes de entrarem 
no lúmen tubular: 
● Endotélio do capilar glomerular: Possui grandes poros, o que permitem que a maioria dos 
componentes plasmáticos sejam filtrados através do endotélio. Os poros são pequenos o bastante, 
contudo, para impedir que as células do sangue deixem o capilar. 
● Lâmina basal (membrana basal): É constituída por glicoproteínas carregadas negativamente, 
colágeno e outras proteínas. Ela atua como uma peneira grossa, excluindo a maioria das proteínas 
plasmáticas do líquido que é filtrado através dela; e 
● Epitélio da cápsula de Bowman: A porção epitelial da cápsula que envolve cada capilar 
glomerular é formada por células especializadas, chamadas de podócitos que possuem longas 
extensões denominadas pedicelos, esses envolvem os capilares glomerulares e se entrelaçam uns 
com os outros, deixando estreitas fendas de filtração fechadas por uma membrana semiporosa que 
possui proteínas como nefrina e a podocina que impedem a passagem de algumas proteínas. Há 
também células mesangiais glomerulares que ficam entre e ao redor dos capilares glomerulares, 
estas possuem feixes citoplasmáticos de filamentos semelhantes à actina, que fazem essas células 
serem capazes de contrair e alterar o fluxo sanguíneo pelos capilares. 
 
 
 
- As três pressões que determinam a filtração glomerular são: pressão do capilar sanguíneo, pressão 
coloidosmótica do capilar e a pressão do fluido capsular. 
- A força motriz resultante é de 10 mmHg na direção que favorece a filtração. Essa pressão pode não 
parecer muito alta, mas quando combinada com a grande permeabilidade natural dos capilares 
glomerulares fenestrados, ela resulta em uma rápida filtração de fluido para o interior dos túbulos. 
- O volume de fluido filtrado para dentro da cápsula de Bowman por unidade de tempo é a taxa de 
filtração glomerular (TFG). A TFG média é de 125 mL/min, ou de 180 L/dia. 
- A TFG é influenciada por dois fatores: a pressão de filtração resultante (é determinada primeiro pelo 
fluxo sanguíneo renal e pela pressão arterial), e o coeficiente de filtração (a área de superfície dos 
capilares glomerulares, disponível para a filtração e a permeabilidade da interface entre capilar e cápsula 
de Bowman). 
- A TFG é notavelmente constante em uma ampla faixa de pressões arteriais. Contanto que a pressão 
arterial média do sangue fique entre 80 e 180 mmHg, a TFG é, em média, de 180 L/dia. 
- A autorregulação da TFG é um processo de controle local, no qual o rim mantém uma TFG 
relativamente constante frente às flutuações normais da pressão arterial. A resposta miogênica está 
relacionada à habilidade intrínseca do músculo liso vascular de responder a mudanças na pressão. A 
retroalimentação (ou feedback) tubuloglomerular é um mecanismo de sinalização parácrina pelo qual 
mudanças no fluxo de líquido na alça de Henle alteram a TFG. 
 
- Os hormônios e o sistema nervoso autônomo alteram a TFG de duas maneiras: mudando a resistência 
das arteríolas (quando a inervação simpática via receptores alfa no músculo liso vascular causa 
vasoconstriçãoou pela ação dos potentes hormônios vasoconstritores angiotensina II e as 
prostaglandinas) e alterando o coeficiente de filtração (pela ação dos potentes hormônios vasoconstritores 
angiotensina II e as prostaglandinas nos podócitos, alterando as fendas de filtração glomerular). 
 
 
 
REABSORÇÃO 
A cada dia, 180 L de líquido são filtrados dos capilares glomerulares para dentro dos túbulos renais, 
todavia, apenas cerca de 1,5 L é excretado na urina. Assim, mais de 99% do líquido que entra nos túbulos 
é reabsorvido para o sangue à medida que o filtrado percorre os néfrons. A maioria dessa reabsorção 
ocorre no túbulo proximal, com uma quantidade menor de reabsorção nos segmentos distais do néfron. 
A reabsorção no néfron distal é finamente regulada, possibilitando aos rins reabsorverem seletivamente 
íons e água conforme as necessidades do organismo para a manutenção da homeostasia. 
- A reabsorção de água e solutos do lúmen tubular para o líquido extracelular depende de transporte 
ativo. O filtrado que flui da cápsula de Bowman para o túbulo proximal tem a mesma concentração de 
solutos do líquido extracelular. Portanto, para transportar soluto para fora do lúmen, as células tubulares 
precisam usar transporte ativo para criar gradientes de concentração ou eletroquímicos. A água segue 
osmoticamente os solutos, à medida que eles são reabsorvidos. 
● Transporte ativo do sódio: Uma vez no interior da célula tubular, o Na+ é ativamente transportado 
para seu exterior através da membrana basolateral em uma troca com o K+ pela Na+ -K+ -ATPase. 
Um canal de vazamento de K+ impede o acúmulo de K+ no interior da célula. O resultado é a 
reabsorção de Na+ através do epitélio tubular. 
● Transporte ativo secundário: Simporte com sódio - transporte ativo secundário acoplado ao 
sódio é responsável pela reabsorção de muitas substâncias, incluindo a glicose, aminoácidos, íons 
e vários metabólitos orgânicos. 
● Reabsorção passiva: Ureia - pode se deslocar através das junções celulares epiteliais por 
difusão, se houver um gradiente de concentração da ureia. Inicialmente, as concentrações de ureia 
no filtrado e no líquido extracelular são iguais. Entretanto, o transporte ativo de Na+ e de outros 
solutos para fora do lúmen tubular proximal gera um gradiente de concentração 
● Endocitose: proteínas plasmáticas - A maioria delas entra nas células do túbulo proximal por 
endocitose mediada por receptores na membrana apical. Uma vez no interior das células, as 
proteínas são digeridas nos lisossomos. Os aminoácidos resultantes são transportados através da 
membrana basolateral e absorvidos no sangue. 
 
- A maioria dos transportes no néfron usa proteínas de membrana e exibe as três características do 
transporte mediado Saturação, Especificidade e Competição. 
- Saturação: refere-se à taxa de transporte máximo, que ocorre quando todos os transportadores 
disponíveis estão ocupados (saturados com) pelo substrato. A reabsorção da glicose no néfron é um 
excelente exemplo das consequências da saturação. Em concentrações normais de glicose no plasma, 
toda a glicose que entra no néfron é reabsorvida antes de alcançar o final do túbulo proximal. Todavia, 
quando a concentração de glicose no sangue se torna excessiva (Diabetes) a glicose é filtrada mais 
rapidamente do que os transportadores podem a reabsorver. Esses transportadores se tornam saturados 
e são incapazes de reabsorver toda a glicose que flui ao longo do túbulo. Como resultado, parte da 
glicose não é reabsorvida e é excretada na urina. 
- A pressão hidrostática que existe ao longo de toda a extensão dos capilares peritubulares é menor do 
que a pressão coloidosmótica, de modo que a pressão resultante favorece a reabsorção. A pressão 
coloidosmótica, que favorece o movimento do líquido para dentro dos capilares, é de 30 mmHg. Como 
resultado, o gradiente de pressão nos capilares peritubulares é de 20 mmHg, favorecendo a absorção do 
líquido para dentro dos capilares. 
- São vias de reabsorção: 
● Na reabsorção paracelular, a água e os solutos no líquido tubular retornam para a corrente 
sanguínea movendo-se entre as células tubulares; 
● Na reabsorção transcelular, os solutos e a água do líquido tubular retornam para a corrente 
sanguínea passando por uma célula do túbulo. 
 
 
SECREÇÃO 
Secreção é a transferência de moléculas do líquido extracelular para o lúmen do néfron. A secreção, 
assim como a reabsorção, depende principalmente de sistemas de transporte de membrana. 
- A secreção de K+ e H+ pelo néfron distal é importante na regulação da homeostasia desses íons. Muitos 
compostos orgânicos são secretados, esses incluem tanto metabólitos produzidos no corpo quanto 
substâncias provenientes do meio externo, conhecidas como xenobióticos. 
- A secreção torna o néfron capaz de aumentar a excreção de uma substância. Se uma substância 
filtrada não é reabsorvida, ela é excretada com muita eficácia. Se, no entanto, a substância filtrada para 
dentro do túbulo não é reabsorvida, e ainda é secretada para dentro do túbulo a partir dos capilares 
peritubulares, a excreção é ainda mais eficaz. 
- A secreção é um processo ativo, uma vez que requer transporte de substratos contra seus gradientes de 
concentração. 
- Os transportadores responsáveis pela secreção de solutos orgânicos apresentam pouca especifidade, 
ou seja, não são específicos de uma única substância, podem ir desde sais biliares até benzoato, como 
no transportador de ânions orgânicos (OAT). A secreção de ânions orgânicos pelo OAT é um exemplo 
de transporte ativo terciário, em que o uso da energia do ATP é removido em duas etapas do OAT. 
- A penicilina é transportada pelo OAT. Inicialmente, eram utilizados substâncias que faziam competição 
com a penicilina nos transportadores OAT para garantir que a penicilina permanecesse mais tempo no 
nosso organismo, era utilizado probenecida. Assim, quando apresentado a ambos os fármacos, o 
transportador se ligaria preferencialmente ao competidor e o secretaria, deixando a penicilina no sangue. 
 
 
EXCREÇÃO 
A produção de urina é o resultado de todos os processos que ocorrem no rim. Quando o líquido chega ao 
final do néfron, ele apresenta pouca semelhança com o líquido filtrado para a cápsula de Bowman. 
Glicose, aminoácidos e metabólitos úteis desaparecem, tendo sido reabsorvidos para dentro do sangue, e 
os resíduos orgânicos estão mais concentrados. A concentração de íons e água na urina é extremamente 
variável, dependendo do estado do corpo. 
 
- A taxa de excreção de uma substância depende: 
(1) da taxa de filtração da substância e 
(2) de se a substância é reabsorvida, secretada ou ambas, enquanto ela passa ao longo do túbulo renal. 
- Os médicos usam a informação sobre a TFG da pessoa como um indicador da função global do rim. 
Como o rim não é tão simples de se ter contato e os néfrons são microscópicos eles criaram a técninca 
da DEPURAÇÃO. A depuração de um soluto é a taxa na qual esse soluto desaparece do corpo por 
excreção ou metabolização. 
 
- A insulina por exemplo, a medida que passa pelos túbulos renais, ela não é nem reabsorvida nem 
secretada. Em outras palavras, 100% da inulina filtrada para o túbulo acaba sendo excretada. À medida 
que a inulina e o plasma fitrados passam ao longo do néfron, todo o plasma é reabsorvido, mas toda a 
inulina permanece no túbulo. O plasma reabsorvido não contém inulina, de forma que dizemos que ele foi 
completamente depurado da insulina. 
 
- Se uma substância é eliminada na urina em menor quantidade do que aquela que foi filtrada, ocorreu 
reabsorção líquida (excretado filtrado reabsorvido). 
- Se uma substância é eliminada na urina em uma quantidade maior do que a que foi filtrada, deve ter 
havido secreção líquida da substância para dentro do lúmen (excretado filtrado secretado). 
- Se a mesma quantidade da substância é filtrada e excretada, então a substância é manejadacomo a 
inulina, ou seja, nem reabsorvida nem secretada.