Trabalho de sistema renal. Rim no controle e na tonicidade do fluido intracelular1

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Universidade Federal Fluminense
Odontologia
Carolina Costa, Cintia Costa e Janaína Vicente 
O rim na regulação do volume e da tonicidade do fluido extracelular 1
Nova Friburgo, RJ
2017
INTRODUÇÃO
Os rins são dois órgãos em formato de feijão. Em quantidade de 2 (dois), eles estão localizados imediatamente abaixo da caixa torácica, um em cada lado da coluna vertebral. Todos os dias, os dois rins filtram cerca de 120 a 150 litros de sangue para produzir cerca de 1 a 2 litros de urina.
Os rins são órgãos reguladores mais que excretores. No entanto, é evidente que a função excretória dos rins é essencial para sua capacidade de regular a composição e o volume dos líquidos corporais. Os rins regulam a osmolaridade e os volumes dos líquidos corporais, o balanço eletrolítico e o balanço ácido-básico. Além disso, excretam produtos metabólicos e substancias externas, bem como produzem e secretam hormônios.
O rim desempenha um importante papel na regulação do volume e da tonicidade do fluido extracelular. A regulação é relacionada primariamente com modificações no balanço de sódio, enquanto que a regulação da tonicidade compreende essencialmente modificações no balanço de água. Outras funções desse órgão são:eliminar substâncias tóxicas oriundas do metabolismo, manter o equilíbrio de eletrólitos no corpo humano, regular o equilíbrio ácido-básico e produzir urina para exercer as suas funções excretórias.
 O sistema renina-angiotensina-aldosterona é um sistema hormonal responsável pela regulação do equilíbrio hídrico e eletrolítico, além da pressão sanguínea, em que a renina se relaciona a mecanismos de curto prazo e a aldosterona a mecanismos de longo prazo. O terceiro hormônio desse complexo, angiotensina, é formado a partir da conversão do angiotensinogênio em angiotensina I através da renina e, posteriormente, haverá a conversão do angiotensina I em angiotensina II por meio da enzima conversora de angiotensina (ECA).
Outros fatores atuantes nessa regulação renal são o hormônio antidiurético(ADH), peptídeo atrial natriurético, inervação simpática, bicarbonato de sódio, prostraglandinas e excreção renal de sódio, que serão discutidas mais a fundo no desenvolvimento do trabalho.
OBJETIVO
Elucidar sobre os mecanismos responsáveis pela homeostase do volume e tonicidade do fluido extracelular, bem como os hormônios e outros fatores envolvidos.
DESENVOLVIMENTO
 Sistema renina-angiostensina-aldosterona:
 Éum sistema hormonal que se utiliza da interação de diversos sistemas orgânicos (como o sistema nervoso central, o sistema respiratório e o sistema sanguíneo) e que tem como função a manutenção da estabilidade hemodinâmica. Seus principais componentes são: renina, agiotensinogênio, enzima convertora de angiotensina (ECA), angiotensinas. 
O sistema pode ser ativado quando há uma perda no volume sanguínea (hipovolemia) ou uma queda na pressão sanguínea detectadas pelo rim. Podem ser causadas por hemorragia ou desidratação, por exemplo. Quando isso ocorre, a hipoperfusão renal estimula o aparelho justaglomerular a secretar renina.
A renina é uma enzima que tem como função converter o angiotensinogênio (produzido pelo fígado) em angiotensina 1, por meio da clivagem de dois aminoácidos terminais. A angiotesina 1 é uma substância instável e, portanto, logo será convertida em angiotensina 2 através das enzimas converoras de angiotensina. Tal conversão ocorre nos pulmões.
A angiotensina 2 é uma substância com importantes funções com o objetivo de aumentar a volemia do sangue: 
- Estimula o centro da sede na área lateral do hipotálamo a fim de aumentar a volemia do sangue.
-Estimula a secreção de aldosterona pela medula adrenal que dimunui a excreção de sódio e água a nível renal.
Tal sistema começou a ser estudado no século XIX com o descobrimento da renina em 1898. O conhecimento desse sistema favoreceu a geração de diversos medicamentos anti-hipertensivos, sendo, portanto, de grande importância médica.
Hormônio aintidiurético (ADH):
O ADH é um peptídeo de oito aminoácidos secretado por osmorreceptores no hipotálamo e por barorreceptores periféricos, passando pela neurohipófise e chegando na circulação sanguínea. Possui a função de regular a permeabilidade a água do segmento final do túbulo distal e do ducto coletor,regulando atonicidade do fluido extracelular.
Determinadas substancias podem inibir a atuação de tal hormônio como por exemplo,antidiuréticos, cafeínas, água e álcool. Porém, os níveis plasmáticos de íons de hidrogênio ou potássio não são afetados com a diurese resultante de tais substâncias.
Possui dois efeitos principais: o efeito antidiurético e vasoconstritor. O primeiro ocorre por meio de receptores de efeito vasopressor (v2) e com concentrações relativamente baixas. Já o segundo, e mediado por meio de receptores participantes da reabsorção de água no túbulo coletor (v1) e com concentrações plasmáticas relativamente altas.
Esse hormônio é liberado principalmente quando há o aumento da osmolaridade plasmática ou severa hipovolemia e hipotensão.
Efeitos da ADH
1- Reduz o fluxo urinário e aumenta a osmolaridade da urina, reduzindo assim a osmolaridade sanguínea.
2-Aumenta a permeabilidade água do epitélio do ducto excretor em até vinte vezes.
Excreçãorenaldosódio: 
O controle da secreção do sódio pelos rins depende, primeiramente, da garantia de que a maior parte do sódio seja reabsorvida, função que é desempenhada pelos túbulos proximais. Em segundo lugar, depende de ajustar a reabsorção de sódio que chega nos ductos colétodos para que a concentração de íon excretada na urina seja a necessária para manter o balanço de sódio na corrente sanguínea.
Os mecanismos de reabsorção em massa podem ser considerados tampões que evitam grandes flutuações na quantia de sódio entregue ao ducto coletor que facilitam os ajustes finos da reabsorção local.
Em condições que não sejam de extremo excesso desse íon ou de extrema privação, mudanças na reabsorção de sódio nos túbulos renais têm pequeno efeito na excreção de sódio pela urina; sendo que normalmente a quantidade de sódio excretada corresponde à menos de 1% do filtrado
O Na+ excretado é a diferença entre o Na+ filtrado e o reabsorvido. O túbulo proximal é responsável pela maior reabsorção da quantidade de íon filtrada, seguido pela alça de Henle, pelo túbulo distal e pelo tubo coletor. 
Peptídeo atrial natriurético (PAN):
É um peptídeo diurético de atuações renais, endócrinas e cardiovasculares liberada na corrente sanguínea no momento em que o átrio é distendido. Em função de diversos fatores, acaba atuando no néfron e passa a promover a excreção de sal e água. O volume do fluido enfrenta osmoesotase e diminui os espaços extracelular.
Os mecanismos de ação são muitos: inibe os processos de vasoconstrição realizadas pela angiostensina 2 e noradrenalina, além de auxiliar também na diminuição da secreção de renina e aldosterona. Assim, pode-se perceber que essa substância tem uma atuação antagônica em relação ao sistema renina-angiotensina-aldosterona.
O relevo da omeostase é influenciada também pelo PAN, por meio de ações diretas que atuam em um receptor específico, localizado no córtex da medula renal ou mesmo nas zonas da região conhecida como glomerular adrenal, na aorta e nos espaços e vasos musculares do sistema nervoso central.
Finalmente, o PAN diminui a resposta de retro alimentação tubuloglomerular e, dessa forma, contribui para a excreção do íon sódio.
Inervação somática
Os nervos renais regulam o FSR, a IFG e a reabsorção de sal e água pelo néfron. A inervação dos rins é feita por fibras nervosas simpaticas que se originam no plexo celíaco com liberação das catecolaminas que tem como principais efeitos: vasoconstrição, aumento da reabsorção de sódio no TCP e aumento da secreção de renina. Não há inervação parassimpática. As fibras adrenérgicas que inervam os rins liberam norepinefrina e donérgicas, localizando-se adjacentesas células musculares lisas dos principais ramos da árteria renal e as arteríolas aferentes e eferentes. Além disso, os nervos simpáticos inervam as células granulares, produtoras de renina, das arteriolas aferentes. O aumento da atividade simpática estimula a secreção de renina. As fibras nervosas também inervam o túbulo proximal, a alça de Henle, o túbulo distal e o ducto coletor; a ativação desses nervos estimula a reabsorção de sódio, por esses segmentos do néfron.
O controle fisiológico da filtração glomerular e do fluxo sanguíneo renal 
Dentre as variáveis que influem de forma determinante na taxa de filtração glomerular, podem ser destacadas a pressão coloidosmótica dos capilares glomerulares, e a pressão hidrostática glomerular. Estas duas variáveis sofrem influência direta do sistema nervoso simpático, de hormônios, dos autacóides (substâncias vasoativas liberadas nos rins e que atuam localmente) e por um controle intrínseco renal, denominado controle por feedback.
Praticamente todos os vasos sanguíneos renais são ricamente vascularizados pelo sistema nervoso simpático. Uma ativação simpática faz com que se promova uma vasoconstrição das arteríolas renais, diminuindo-se, conseqüentemente, a taxa de filtração glomerular. Uma estimulação simpática moderada pouco altera a taxa de filtração glomerular, como pode ser observada nas alças reflexas barorreceptoras, que pouco alteram o fluxo sanguíneo renal, ou mesmo a taxa de filtração glomerular. Mesmo porque, os barorreceptores têm, como tendência, se adaptarem a variações persistentes na pressão arterial, de modo a justificar a sua pouca influência sobre o fluxo e a taxa de filtrado glomerular. 
Sendo assim, o sistema simpático atua promovendo a diminuição da taxa de filtração renal, quando diante de estímulos agudos ou distúrbios graves. Como estímulos agudos, podem ser destacados os mecanismos de luta ou fuga, a isquemia cerebral ou em um quadro hemorrágico grave. Desta forma, num indivíduo sadio, o tônus simpático é extremamente diminuído.
Prostaglandinas (PGs)
As prostaglandinas (assim como os leucotrienos) têm sua síntese desencadeada por estimulos nas membranas celulares, que podem ser de natureza fisiológica, farmacológica ou patológica. Por ação da fosfolipase A,o ácido araquidônico, constituinte normal dos fosfolipídios das membranas, é então convertido. Tais estímulos ativam receptores de membrana, acoplados a uma proteína regulatória ligada a um nucleotídeo guaninico (proteína “G”). A partir desta ligação, ativa-se a fosfolipase A específica. Faz parte deste complexo ainda, uma elevação da concentração de cálcio (Ca++) no meio intracelular. A fosfolipase A hidrolisa fosfolipídios da memmbrana, particularmente fosfatidilcolina e fosfatidiletanolamina, “liberando” assim o ácido araquidônico. Este ácido liberado é então substrato para duas vias enzimáticas, a das cicloxigenases (COX), que desencadeiam a síntese das prostaglandinas e dos tromboxanos, e a via das lipoxigenases, responsável pela síntese dos leucotrienos.
O local de atividade das COX é um canal hidrofóbico que se encontra numa estrutura entre α hélices associadas à membrana. Desta maneira, o ácido araquidônico não precisa abandonar a membrana para servir como substrato. A síntese das PGS inicia-se com as COX catalisando a adição de oxigênio molecular ao ácido araquidônico, formando-se um produto intermediário, o PGG ou prostaglandina G2. No outro lado da membrana, as COX cumprem sua função como peroxidases, reduzindo a PG2 a PGH2.
Como é conhecido, as prostaglandinas participam de diversas ações metabólicas, processos fisiológicos e patológicos, vasodilatação ou vasoconstrição; hiperalgesia; contração ou relaxamanto da musculatura brônquica e uterina; hipotensão; ovulação; 2 aumento do fluxo sanguíneo renal; proteção da mucosa gástrica e inibição da secreção ácida também no estômago; resposta imunológica (p. ex: inibição da agregação plaquetária); regulação de atividade quimiotáxica; progressão metastática; função endócrina, entre outras. Desta forma, as PGs poderão estar sendo produzidas a partir do ácido araquidônico em praticamente todos os tecidos do organismo, sempre que necessário.
As prostaglandinas são ainda produzidas no SNC, em vasos e neurônios, participando dos mecanismos de sono e despertar; mais recentemente, têm -se estudado sua participação no processo de doenças como a esclerose múltipla e o mal de Alzheimer. Agora sabemos então que estes lipídios não desempenham funções estruturais, mas sim fazem parte de diversos processos fisiológicos de comunicação intracelular, e atuam de maneira diferente nos diferentes tecidos. As prostaglandinas são estudadas e classificadas como hormônios, embora atuem próximo aos locais de síntese, sendo ali mesmo, rapidamente degradadas.
 No homem o precursor mais importante das prostaglandinas é o ácido araquidônico, o qual se forma do ácido linoleico. A prostaglandina no sistema renal tem como principal função manter a integridade dos rins.
As prostaglandinas não desempenham função muito importante na regulação do FSR, em pessoas saudáveis em repouso. Entretanto, durante condições patológicas, como hemorragia, os rins produzem prostaglandinas localmente, o que provoca aumento do FSR, sem alterar a IFG. As prostaglandinas aumentam o FSR por mitigarem os efeitos vasoconstritores dos nervos simpáticos e da angiotensina II. Esse efeito é importante, por impedir a ocorrência de vasoconstrição intensa e potencialmente lesiva, o que poderia levar À isquemia renal. A síntese de prostaglandinas é estimulada pela desidratação e pelo estresse. pela angiotensina II e pelos nervos simpáticos. Os anti-inflamatórios não esteroidais, como a aspirina e o ibuprofeno, inibem a síntese de prostaglandinas. Assim, a administração de tais fármacos durante a isquemia renal e o choque hemorrágico é contraindicada, pois, por bloquearem a produção de prostaglandinas, reduzem o FSG e aumentam a isquemia renal. As prostaglandinas desempenham importante função na manutenção da IFG e do FSR, À medida que a idade da pessoa aumenta. Da mesma forma, os AINEs podem reduzir, significativamente, a IFG e oFSR, em pessoas idosas. 
O rim tem em determinadas circunstancias um efeito protetor contra o desenvolvimento da hipertensão arterial realizada pelas prostanglandinas. As principais prostaglandinas da fisiologia renal são: PGF 2 ALFA, PGE 2, PGA 2 e prostaciclina. A administração exógena de PGE,PGA,PGG2 E PGD2 produz vasodilatação intrarrenal, aumento do fluxo renal e natriureses.
Bicarbonato
É uma base fraca que tem potente atuação no controle ácido-base, agindo no tamponamento renal para sua posterior excreção através da urina. Este liga-se ao H- com muito mais força do que o faz com o OH-, sendo o tampão extracelular mais potente. Seu sistema tampão é uma solução aquosa que possui um ácido fraco, H2CO3, e um sal bicarbonato, como o NaHCO3-
Os rins possuem importante atuação na regulação dos íons H+, impedindo a eliminação do bicarbonato na urina, uma vez que reabsorvem o mesmo. Eles controlam o equilíbrio ácido-base por haver a excreção ácida ou básica da urina: a primeira reduz a quantidade de ácido no líquido extracelular, e a segunda remove a base do mesmo.
A excreção de bicarbonato é calculada como débito urinário multiplicado pela
concentração urinária de HCO3-. Tal número mostra quão rapidamente os rins 
removem o HCO3- do sangue (que é o mesmo que acrescentar H+ ao sangue).
Quando há acidose, os rins não excretam HCO3-na urina, porém reabsorvem todo o HCO3- filtrado e produzem um novo HCO3-, que é devolvido ao líquido extracelular. Os íons H+ não são em sua maior parte excretados como íons livres, mas sim combinados com outros tampões urinários como ofosfato e a amônia. 
Através de três mecanismos básicos os rins controlam a concentração de íons H+ do líquido extracelular:
-secreção de íons H
- reabsorção dos ions HCO3- filtrados
-produção de novos ions HCO3 
-reabsorção dos íons HCO3- filtrados
-produção denovos íons HCO3-
Já na alcalose, a perda de HCO3-- ajuda a retornar o pH do plasma ao normal.
A quantidade de novo HCO3- acrescentada ao sangue, a qualquer momento, é igual àquantidade de H+ restante secretada no lúmen tubular com os tampões urinários nãobicarbonato. As fontes primárias de tampões urinários não bicarbonato são NH4+ e fosfato.
Portanto, a quantidade de HCO3- acrescentada ao sangue (e H- excretado por NH4+) é calculadamedindo-se a excreção de NH4+ (débito urinário multiplicado pela concentração urinária deNH4+).
Balanço de água:
O filtrado glomerular que alcança os túbulos do néfron flui através do túbulo proximal, alça de Henle, túbulo distal e canal coletor, até atingir a pelve renal. Durante o trajeto, mais de 99% da água filtrada no glomérulo é reabsorvida, e o líquido que penetra na pelve renal compõe a urina propriamente dita. O túbulo proximal é responsável pela reabsorção de cerca de 65% da quantidade de água filtrada nos capilares glomerulares, em que o restante é reabsorvido na alça de Henle e no túbulo distal. A glicose e os aminoácidos são quase inteiramente reabsorvidos com a água, enquanto outras substâncias, por não serem reabsorvidas nos túbulos, têm a sua concentração aumentada em cerca de 99 vezes no líquido tubular.
A reabsorção ocorre por osmose, no momento em que os solutos são transportados para fora do túbulo, ou seja, para dentro da célula tubular, tanto por transporte primário quanto secundário, em que a concentração dentro do túbulo tende a diminuir e a concentração dentro da célula tubular tende aaumentar. Assim, cria-se um diferencial do gradiente de concentração iônico, o que provoca a osmose da água no sentido de maior concentração, ou seja, para dentro da célulatubular. Tal processo torna-se possível porque a água é uma molécula pequena e muito solúvel através da membrana celular, passando livremente através da mesma.
Conclusão
Com a realização do presente trabalho foi possível perceber a alta complexidade da regulação do volume(através de mudanças no equilíbrio de íons sódio) e da tonicidade do fluido extracelular(através do mudanças no balanço de água).
O rim de maneira especial é capaz de manter esta homeostase apesar de variações ordinárias no consumo de água e sal que ocorrem em indivíduos saudáveis através da reabsorção renal. Foram observadas as diversas maneiras que cada rim utiliza para que sejam realizadas suas funções tais como o sistema renina-angiotensina-aldosterona (aumenta a volemia sanguínea em situações de hipovolemia), ADH (aumenta o volume urinário), e ação de tamponamento do bicarbonato de sódio.
O trabalho também nos ofereceu a consciência de que tudo em nosso organismo acontece de forma interligada, com a atuação de diversos órgãos, hormônios e sistemas orgânicos com o objetivo de manter o indivíduo vivo e em homeostase.
Bibliografia
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