Sistema Renal 3E 2017.1

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SISTEMA RENAL
Disciplina de Fisiologia
ICB/FENSG
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Órgãos envolvidos com a manutenção do meio interno
Adaptado de Color Atlas of Physiology, 1991. Ed. A. Despopoulos
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Manutenção do meio interno pelos rins
Equilíbrio entre a perda e a ingestão de água
Adaptado de Color Atlas of Physiology, 1991. Ed. A. Despopoulos
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 Manutenção do volume celular normal em todos os tecidos do organismo através da regulação do balanço de água e dos íons inorgânicos (Na+, Cl-, H+, HCO3-, Ca++, K+, Mg++, HPO4--, etc...) → regulação do equilíbrio hidroeletrolítico, regulação da P.A., regulação do pH do sangue.
 Produção, secreção, metabolismo e excreção de hormônios: Calcitriol [1,25 (OH)2-Vit. D3], Renina, Eritropoietina.
 Excreção de resíduos do metabolismo (uréia, ácido úrico, creatinina e de substâncias estranhas (drogas, pesticidas).
 Gliconeogênese durante o jejum prolongado.
Funções renais na manutenção da homeostase
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Anatomia externa dos rins
 órgãos pares retroperitoniais.
 situados fora da cavidade 
 peritoneal.
 peso médio unitário: 135 150g.
 hilo renal próximo à margem 
 côncava: → ureter, nervos e 
 vasos sangüíneos.
 envolvido por três membranas:
 - cápsula renal: fibrosa e lisa,
 - cápsula adiposa: proteção,
 - fáscia renal: fixação.
Anatomia interna dos rins
 córtex
 medula
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Cálices maiores
Medula
Cápsula renal
Pelve renal
Córtex
Néfrons
Cálices menores
Ureter
Pirâmides renais
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Artérias interlobares
Artérias
 segmentadas
Artérias
 interlobulares
Artéria 
renal
Veia 
renal
Veias interlobares
Veias arqueadas
Artérias arqueadas
Veias
 segmentadas
Veias interlobulares
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Cápsula renal
Túbulo
proximal
Túbulo
distal
Túbulos 
coletores
Porção 
descendente
da alça renal
Porção 
ascendente
da alça renal
Túbulos 
coletores
Porção 
descendente
da alça renal
Porção 
ascendente
da alça renal
Alça renal
Para a bexiga
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Capilares
glomerulares
Arteríola
eferente
Aparelho
justaglomerular
Arteríola
eferente
Capilares
peritubulares
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80 a 85% dos néfrons situam-se no córtex renal: alças de Henle curtas → néfrons corticais.
15 a 20% dos néfrons situam-se na medula: alças de Henle longas → néfrons medulares.
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O glomérulo
http://education.vetmed.vt.edu/
Arteríola aferente
Arteríola eferente
Glomérulo
Renal
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FORMAÇÃO DA URINA 
Filtração 
Contínua
Ocorre nos corpúsculos renais
125 ml por minuto
180 litros de filtrado glomerular por dia
Reabsorção
Movimento para fora dos túbulos renais em torno aos capilares sanguíneos
Ocorre nos túbulo contorcido proximal, alça renal, túbulo contorcido distal e túbulo coletor
178 litros de água são reabsorvidos por dia pelo túbulo proximal (97 a 98% da água filtrada).
Principais substâncias reabsorvidas: glicose, água,
 sódio, outros nutrientes e íons.
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Secreção
Processo onde as substâncias vão para a urina. 
Ocorre nos túbulos contorcido distal e coletor, provenientes do sangue dos capilares.
Principais substâncias secretadas: íons hidrogênio, potássio e alguns medicamentos (por transporte ativo). A amônia é secretada por difusão.
Importante na manutenção do equilíbrio ácido-básico.
FORMAÇÃO DA URINA 
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FILTRAÇÃO GLOMERULAR
 Membrana de filtração:
 - células endoteliais com aberturas de 70 a 100 
 nanômetros: permite a filtração do plasma, mas 
 impede a das células sanguíneas.
 - lâmina basal: impede a filtração das proteínas de 
 peso molecular elevado.
 - fenda de filtração: formada entre o capilar 
 glomerular e cada podócito que o envolve → 
 impede a filtração de proteínas de peso 
 molecular médio.
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Lúmen do capilar glomerular
Material 
Filtrado
Lúmen da cápsula
glomerular
Lâmina
 basal
Poros do endotélio capilar
Pedicélios
(projeções dos podócitos)
Poro de 
filtração
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http://education.vetmed.vt.edu/
Características da membrana de filtração: 
o glomérulo: lâmina basal e as fenestras
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Podócitos (cápsula de Bowman) e seus
prolongamentos, pedicélios e fendas
http://education.vetmed.vt.edu/
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Todo o plasma é filtrado
60 vezes por dia
180 litros de plasma são filtrados por dia
Excreção diária (média): 1,5 litros de urina
O quê acontece com os 
178,5 litros filtrados por dia?
Mecanismos renais de manipulação do plasma: Filtração Glomerular
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espaço capsular
Luz do capilar
PEF = PH(60) – PC(18) – POC(32) = 10 mmHg
Pressão hidrostática
60 mmHg
Os fatores determinantes da Filtração Glomerular:
fenestra
fenda
Pressão oncótica
32 mmHg
Pressão capsular
18 mmHg
Pressão efetiva de filtração: 10 mmHg
Membrana basal
Céls. endoteliais
Pedicélios
Pressão oncótica
(3 mmHg)
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Mecanismos renais de manipulação do plasma: Reabsorção tubular
178,5 litros /dia
Reabsorção
Reabsorção
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CARACTERÍSTICAS DA FUNÇÃO TUBULAR
 Alterações na filtração glomerular, na reabsorção e secreção tubulares promovem grandes variações na excreção urinária.
 A filtração glomerular que não é seletiva (exceto proteínas) mas, a reabsorção tubular é muito seletiva.
 Reabsorção: lúmen tubular → membranas epiteliais tubulares → líquido intersticial renal → membrana dos capilares peritubulares → sangue. 
 Secreção: células epiteliais tubulares → lúmen tubular renal.
 A reabsorção tubular envolve mecanismos passivos e ativos de transporte através de membranas.
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MECANISMOS DE TRANSPORTE DE SOLUTOS
PASSIVO: espontâneo, em direção a um gradiente de concentração ou eletroquímico, sem gasto significativo de energia:
 Difusão: solutos não-iônicos.
 Difusão facilitada: solutos iônicos.
 Canais: difusão de água (osmose).
 Uniporte: transporte de uma única molécula.
 Transporte acoplado: antiporte ou simporte.
 Tração pelo solvente: solutos dissolvidos em água.
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MECANISMOS DE TRANSPORTE DE SOLUTOS
ATIVO: contra gradiente eletroquímico com gasto de energia metabólica:
 Primário: diretamente acoplado à hidrólise de ATP → bomba de sódio-potássio-ATPase.
 Secundário: indiretamente acoplado à hidrólise do ATP → reabsorção da glicose pelo túbulo renal.
 Contratransporte: mecanismos que permite a secreção ativa de substâncias, com a utilização da energia liberada por um mecanismo primário → secreção ativa de H+ acoplada à reabsorção de Na+.
 Pinocitose: mecanismo envolvido com a reabsorção de proteínas de baixo peso molecular.
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TIPOS DE TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS CELULARES
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TÚBULO PROXIMAL: CARACTERÍSTICAS
 Alta capacidade reabsortiva.
 Epitélio com grande quantidade de mitocôndrias → metabolismo elevado sustenta os processos de transporte ativo.
 Extensa superfície de células com borda em escova no lado luminal e extenso labirinto de canais intercelulares e basais → rápida reabsorção.
 Secreção de resíduos de metabolismo: sais biliares, oxalato, urato, catecolaminas, fármacos, PAH.
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REABSORÇÃO NO TÚBULO PROXIMAL
a) Porção inicial do túbulo proximal:
 O sódio é filtrado livremente nos capilares glomerulares. É reabsorvido ao longo de todo o néfron e muito pouco excretado na urina (< 1% da carga filtrada).
 no TP há reabsorção de 67% do Na+ e da água filtrados (proporções iguais) → processo isosmótico.
 A reabsorção do Na+ ocorre junto com o íon bicarbonato, glicose, galactose, aminoácidos (mecanismo de co-transporte).
 O Na+ também pode ser reabsorvido pela troca com o H+ (mecanismo de contratransporte).
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Nos túbulos proximais, a reabsorção é isosmótica, devido à elevada permeabilidade a água. Neles há reabsorção de 65% do sódio, cloreto, bicarbonato e potássio e praticamente toda glicose e os aminoácidos filtrados. A água é reabsorvida na mesma proporção. Assim não há alteração da osmolaridade luminal.
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REABSORÇÃO DE SÓDIO NO
TÚBULO 
PROXIMAL
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REABSORÇÃO
DE GLICOSE
LIGADA AO 
SÓDIO NO
TÚBULO 
PROXIMAL
(SIMPORTE)
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REABSORÇÃO DO SÓDIO ACOPLADA
AO BOMBEAMENTO DE H+ (ANTIPORTE)
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REABSORÇÃO NO TÚBULO PROXIMAL
 As proteínas de baixo P.M. são reabsorvidas por pinocitose: englobamento pelas células com borda em escova → digestão nos lisossomos → aminoácidos seguem para o sangue por difusão facilitada. 
 A uréia é reabsorvida em todas as regiões do túbulo renal, mas o TCP é 20 vezes mais permeável a ela e reabsorve 50% da quantidade total por transporte passivo → reaproveitamento na síntese protéica.
 O ácido úrico é reabsorvido e secretado pelo TP. Se sua excreção renal diminui, a concentração plasmática se eleva → gota úrica.
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REABSORÇÃO NO TÚBULO PROXIMAL
b) Porção média do túbulo proximal:
 o Na+ é reabsorvido junto com o Cl- pelas vias paracelular (junções fechadas) e transcelular → difusão passiva. 
 A reabsorção do NaCl estabelece um gradiente osmótico transtubular → reabsorção da água por osmose.
 Nesse local a quantidade de glicose e de aminoácidos é pequena.
 SECREÇÃO NO TÚBULO PROXIMAL
 A creatinina tem origem no metabolismo proteico. Não é reabsorvida, apenas secretada ativamente. 
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REABSORÇÃO NA ALÇA RENAL
a) Porção descendente delgada:
 Não reabsorve quantidades significativas de solutos.
 Reabsorve aproximadamente 20% da água filtrada.
b) Porção ascendente delgada e espessa:
 Reabsorção de grande quantidade de Na+, Cl- e K+ por transporte ativo (bomba de Na/K).
 Reabsorção de Ca++, Mg++ e bicarbonato.
 Impermeável à água.
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SEGMENTO FINO DESCENDENTE:
Não há transporte ativo.
Há saída de água da luz tubular por osmose.
Há pequena entrada de solutos por difusão passiva.
SEGMENTO ESPESSO ASCENDENTE:
Há reabsorção ativa e passiva de íons.
O segmento é impermeável a água, por isso, o fluido luminal é hiposmótico.
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REABSORÇÃO NO TÚBULO DISTAL
a) porção inicial:
 Reabsorção de Na+, Cl- e Ca++ (simporte). 
 É impermeável à água.
b) porção final: 
 células principais: reabsorvem Na+ e secretam K+ através da bomba de sódio-potássio-ATPase.
 células intercaladas:
 - secretam H+ e reabsorvem íon bicarbonato → equilíbrio ácido-básico.
 - secretam H+ e reabsorvem K+ → controle pela aldosterona.
 permeabilidade à água é controlada pelo ADH.
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TÚBULO CONTORNEADO DISTAL:
Neste segmento também há reabsorção ativa de íons. Como não é permeável a água, o fluido luminal torna-se mais diluído ainda.
DUCTO COLETOR CORTICAL E MEDULAR:
A permeabilidade a água neste segmento depende da presença de hormônio antidiurético (HAD).
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Eventos envolvidos na secreção de aldosterona para a regulação da reabsorção de NaCl e secreção de K+
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Regulação hormonal da reabsorção renal de Água
no néfron distal (TCD final e DC)
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http://www.mmip.mcgill.ca/
sem ADH
com ADH
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Osmolaridade plasmática
+
Regulação da secreção do ADH
 reabsorção de água pelo ND
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Regulação da secreção do ADH
 reabsorção de água pelo ND
Osmolaridade plasmática
-
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Regulação hormonal da reabsorção renal de NaCl no néfron distal (TCD final e DC cortical)
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REABSORÇÃO NO TÚBULO COLETOR
Tem características semelhantes à porção final do túbulo distal:
 a permeabilidade à água é controlada pelo ADH.
 a reabsorção de Na+ é controlada pela aldosterona. 
 possui células principais: reabsorvem Na+ e secretam K+ → são sensíveis à aldosterona e ao ADH.
 permite a difusão de NH3 (amônia) que combina-se com H+ → NH4 (uréia).
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DUCTO COLETOR PAPILAR:
A permeabilidade a água e a uréia também é modulada por HAD.
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Este gráfico mostra a razão entre as concentrações de cada uma das substâncias analisadas no filtrado glomerular e no fluido tubular, nos diversos segmentos do néfron.
A concentração das diversas substâncias pode variar por reabsorção, por secreção e em decorrência da reabsorção de água.
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Micção
Urina formada pelos néfrons segue para a cálices renais menores, destes para os cálices renais maiores que se unem e formam a pelve renal. 
Da pelve renal a urina segue para a bexiga pelos ureteres.
Micção = esvaziamento da bexiga, ou seja, a urina é levada ao exterior do corpo através da uretra.
Reflexo da micção. 
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Reflexo da micção
A bexiga é um órgão impar.
Desempenha duas funções:
 a) armazena a urina
 b) esvazia todo o seu conteúdo sob controle voluntário.
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BEXIGA e URETERES
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O ciclo da micção
O armazenamento de urina e a micção ocorrem através de uma atividade coordenada envolvendo:
Bexiga (músculo liso)
Uretra (músculo liso e estriado)
Assoalho pélvico (músculo estriado)
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Esfíncter interno ou involuntário:
Fibras musculares lisas
Responde pela manutenção da pressão intra-uretral durante o repouso
Esfíncter externo ou voluntário:
Dois tipos de ação:
 a) tônica → pressão uretral
 b) resposta rápida a pressão intra-abdominal
 
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REFLEXO DA MICÇÃO
Estimulação de receptores de estiramento na parede da bexiga (em particular, na uretra posterior).
Condução à medula sacral através dos nervos pélvicos.
Estimulação reflexa da bexiga, através dos mesmos nervos, pelo sistema nervoso parassimpático, causando contração da bexiga.
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Inervação do trato urinário 
Receptores muscarínicos e nicotínicos
Receptores alfa adrenérgicos
Outros
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O ciclo normal da micção
Viktrup L, et al. Prim Care Update Ob/Gyns 2003;10:261-4
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CICLO DO REFLEXO DA MICÇÃO
1) Progressivo e rápido aumento de pressão intra-
 uretral (pressão basal).
2) Período de pressão constante (alguns segundos
 a mais de 1 minuto).
3) Retorno à pressão basal da bexiga.
	Quando ocorre um reflexo sem sucesso em esvaziar a bexiga, em geral o reflexo é inibido por alguns minutos a uma hora, até que ocorra novo reflexo.
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Pesquisando e aprendendo...
Um paciente tem diminuição do turgor da pele e taquicardia. Sua pressão arterial cai quando fica de pé. Sua concentração de Na = 130 mEq/L. Ele tem problema com controle de sódio, de água ou de ambos?
Uma paciente de 59 anos tem insuficiência cardíaca crônica e Na = 138 mEq/L. Deve-se fazer restrição de sódio, de água ou de ambos.
Um paciente tem edema maciço de membros inferiores e ascite. Sua concentração de sódio = 140 mEq/L. Ele tem problema com controle de sódio, de água ou de ambos? Precisa fazer alguma restrição dietética? Do que?
Imagine que foi descoberta uma substância que bloqueia a reabsorção renal, mas que não impede a filtração. Quais efeitos a curto prazo ela pode desencadear, se utilizada?
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KEY POINT:
This diagram shows the central and autonomic and somatic peripheral motor innervation of the lower urinary tract (LUT).
ADDITIONAL INFORMATION:
The alternating activity of the detrusor during voiding and the bladder neck, urethral sphincter and pelvic floor muscles during bladder filling is coordinated by the pontine micturition centre in the central nervous system which is under cerebral cortex control. 
During bladder filling the sympathetic fibres of the hypogastric nerve ensure relaxation of the bladder and closure of the bladder neck. The urethral rhabdosphincter remains closed due to somatic pudendal nerve activity. The somatic sacral nerve ensures that the pelvic floor muscles are also contracted and as such support the compression of the urethra and prevention of leakage.
During voiding, the activity of the hypogastric, pudendal and sacral nerves is inhibited whereas the parasympathetic pelvic nerve is stimulated. This results in relaxation of the bladder neck, urethral rhabdosphincter and pelvic floor muscle and contraction of the detrusor and therefore bladder emptying.
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KEY POINT:
This diagram shows how the micturition cycle correlates with activities of the detrusor, urethra, and pelvic floor.
ADDITIONAL INFORMATION: During the normal process of storage of urine in the bladder, the detrusor
muscle of the bladder is relaxed to support bladder filling whereas the bladder neck, urethral rhabdosphincter and pelvic floor muscles contract to prevent leakage of urine.
During the normal voiding process, a decrease in the intraurethral pressure and subsequent relaxation of the urethral rhabdosphincter precedes the contraction of the detrusor muscle of the bladder. At the same time, the pelvic floor muscles relax and the bladder neck forms a funnel. Stimulation of the detrusor muscle causes it to contract and the flow of urine begins. The contraction of the detrusor muscle is maintained throughout the voiding process. 
A bexiga tem a capacidade de distender progressivamente com um discreto aumento da pressão, propriedade essa conhecida como complacência. Não se sabe até que ponto a complacência representa um fenômeno miogênico ou neurogênico. A medida que a bexiga enche, ocorre um aumento da atividade do nervo pudendo que resulta em contração do assoalho pélvico (Reflexo Guardião), ambos controlados através de centro pontinos. Vias descendentes serotoninérgicas parecem inibir os motoneurônios vesicais, aumentar a contração do assoalho pélvico e diminuir o impulso aferente a nível sacral.
A micção está primariamente sobre controle parassimpático com modulações oriundas do tronco cerebral e centros corticais.
Em condições apropriadas as inibições suprapontinas são suprimidas e centro pontino é a tivado induzindo a micção. O relaxamento do assoalho pévico é mediado por interneurônios GABA-nérgicos nos segmentos sacrais, sob controle do núcleo de Barrington. Há evidências sugerindo que o relaxamento do músculo liso uretral é mediado pela liberação de óxido nítrico.
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