Resumo de fisiologia renal

Prévia do material em texto

Resumo de fisiologia renal 
 
Estrutura e mecanismos gerais 
Os rins desempenham diversas funções, como a excreção de resíduos metabólicos, 
equilíbrio acidobásico, regulação da osmolaridade do ambiente interno, regulação do 
volume do ambiente interno, auxilia na regulação da pressão sanguínea, secreção de 
hormônios, como a vitamina D e a eritropoetina, e por fim, faz hidrólise de peptídeos. Estão 
posicionados dorsalmente dentro da cavidade abdominal, eles são irrigados pela artéria 
renal, e apresentam inervação simpática, que emite comandos separados a cada estrutura. 
Os rins possuem 3 regiões principais: córtex, que é a região mais externa; medula, que é 
região mais central; e a papila, que é a extremidade mais interna dos rins. 
As unidades funcionais dos rins são os néfrons, que realizam o processo de produção da 
urina. Os néfrons são compostos por: cápsula de Bowman, glomérulo, túbulo contorcido 
proximal, túbulo reto proximal, ramo descendente fino da alça de Henle, ramo descendente 
espesso da alça de Henle, ramo ascendente fino da alça de henle, ramo ascendente espesso 
da alça de Henle, mácula densa, túbulo contorcido distal, túbulo reto distal, túbulo 
conector, túbulo coletor e ducto coletor. O sangue que chega ao néfron para ser filtrado, 
chega pela arteríola aferente ao glomérulo, e posteriormente, depois de ser filtrado, sai 
pela arteríola eferente. 
Existem 2 tipos diferentes de néfrons, que são os néfrons justaglomerulares e os néfrons 
corticais superficiais. Os néfrons justaglomerulares tem seus glomérulos próximos a borda 
corticoglomerular, são maiores, e possuem alta intensidade de filtração, além disso, 
possuem alças de Henle que descem profundamente na região medular, sendo essenciais 
para a concentração da urina. Desta forma, os néfrons justaglomerulares tem como função 
fazer a manutenção do gradiente osmótico medular. Os néfrons corticais superficiais possui 
glomérulos localizados na porção mais externa da região cortical, e possuem alças de Henle 
relativamente curtas. 
Nos túbulos contorcidos distais há presença de um pequeno conjunto de células 
diferenciadas que fazem contato com as arteríolas aferente e eferente, denominado 
mácula densa. A mácula densa, com as células granulares justaglomerulares, e as células 
mesangiais extraglomerulares, compõem o aparelho justaglomerular, cuja a função é a 
realização de um mecanismo de feedback para controlar a formação de urina a partir da 
regulação da pressão arterial. 
Formação de urina 
A formação da urina é dividida em 3 processos, que é a filtração glomerular, reabsorção 
tubular e excreção tubular. 
Filtração glomerular é o movimento de líquidos através da parede dos capilares 
glomerulares. Ela é impulsionada pelas forças de Starling, composta pela pressão 
hidrostática nos capilares glomerulares, que é a força que favorece a filtração; pressão 
hidrostática no espaço de Bowman, é força que se opõem a filtração; a pressão oncótica 
nos capilares glomerulares, é outra força que também se opõe a filtração; e a pressão 
oncótica no espaço de Bowman é nula. A pressão efetiva de ultrafiltração, é a força 
impulsora, e a soma das 4 forças de Starling. Para os capilares glomerulares, a pressão 
efetiva de filtração sempre favorece a filtração. Assim, a intensidade da filtração é o 
produto do coeficiente de filtração (permeabilidade à água da parede do capilar do 
glomerular) pela pressão efetiva de filtração. 
Há diversos fatores que influenciam na filtração glomerular, como por exemplo, o leitos 
capilares do sistema porta renal, que apresentam os leitos de alta pressão e leitos de baixa 
pressão, sendo que o primeiro auxilia na filtração e o segundo na reabsorção. A taxa de 
filtração também pode ser alterada através da variação no equilíbrios das pressões por uma 
vasodilatação na arteríola aferente, que aumenta o fluxo aumentando a pressão no 
glomérulo, ou através de uma vasoconstrição na arteríola eferente que diminui o fluxo 
aumentando a pressão dentro do glomérulo. Este tipo de autorregulação ocorre a partir de 
2 mecanismos: resposta miogênica ao estiramento na arteríola aferente, onde o aumento 
da pressão sanguínea estimula a vasodilatação nessa arteríola, aumentando a filtração; e a 
resposta do aparelho justaglomerular, que atua pelo sistema renina-angiotensina, que 
causa vasoconstrição na arteríola eferente. O sistema renina-angiotensina é estimulado 
pela diminuição do fluxo sanguíneo, que diminui a quantidade de filtrado, e ao passar pelos 
túbulos contorcidos distais são detectado pelas células da mácula densa, que detecta a 
diminuição de íons, quando isso ocorre ela estimula a vasoconstrição na arteríola aferente 
e a liberação de renina, pelas células granulares justaglomerulares. A renina converte o 
angiotensinogênio a angiotensina I, que depois passa a angiotensina II, que estimula a 
vasoconstrição na arteríola eferente. 
É importante lembrar que nem todas as substancias do sangue são filtradas no glomérulo, a 
água, glicose, inulina e sódio, passam livremente pela membrana do capilar, porém, 
proteínas, albumina, hemoglobina e compostos com cargas negativas não atravessam a 
membrana. 
Depois de ocorrer a filtração glomerular, o fluido filtrado começa a ser transportados pelos 
túbulos do néfron, onde ocorre a reabsorção de algumas substâncias, iniciando-se a fase de 
reabsorção tubular. A força que move o fluido pelo túbulo é a diferença de pressão entre a 
cápsula de Bowman e a pelve renal. As substancias presentes no fluido podem ser 
reabsorvidas pela via transcelular, atravessando a membrana celular livremente ou sendo 
transportado ativamente por proteínas carreadoras, e pela via paracelular, que é a difusão 
de substâncias passando entre 2 células. 
O Na é uma importante substancia que deve ser reabsorvida nos túbulos do néfrons, uma 
vez que ele é essencial para o funcionamento de vários mecanismos do corpo, como por 
exemplo, no controle da pressão sanguínea. Desta forma, 65% do Na é reabsorvido nos 
túbulos proximais, 25% no segmento espesso do ramo ascendente da alça de Henle e 10% é 
reabsorvido nos túbulos distais. As bombas de Na e K, presentes na membrana luminal da 
células, criam um gradiente de concentração de Na, desta forma, para atravessar a 
membrana para dentro da célula, o Na necessita de proteínas carreadoras, como a proteína 
que faz simporte de Na com glicose ou Na com aminoácidos, de antiporte de Na e H+. Nas 
partes mais distais do túbulo proximal ocorre o mecanismo de transporte de Na conduzido 
por Cl, onde o Cl passa do líquido tubular para o sangue, via paracelular, por difusão, devido 
à alta concentração de Cl no líquido tubular, levando consigo o Na devido a interação 
eletrostática. No segmento espesso do ramo ascendente da alça de Henle ocorre o 
simporte de Na e K com 2 Cl. Já nos túbulos distais, há proteínas de antiporte de Na e Cl, 
além de canais condutores de Na. 
As proteínas também são importantes substâncias que devem ser reabsorvidas nos túbulos 
do néfron. Sua reabsorção ocorre por endocitose pelas células dos túbulos, dentro da célula 
a proteína é digerida e os aminoácidos são absorvidos para o sangue. 
Os peptídeos sofrem hidrólise nas vilosidades do túbulo proximal, e os aminoácidos são 
reabsorvidos pelo simporte com Na. 
A água é reabsorvida através do gradiente osmótico, uma vez que ela segue o Na 
passivamente para dentro da célula quando ele é reabsorvido para manter a osmolaridade. 
Devido ao fato de fazer antiporte com o Na, o H+ é secretado constantemente no lúmen 
túbular, porém, é necessário que ele também retorne a célula para participar novamente 
do antiporte com outra molécula de Na. Assim, quando o H+ sai da célula,no lúmen, ele 
sofre uma reação juntamente com uma molécula de bicarbonato, formando dióxido de 
carbono e água, que migram passivamente para dentro da célula. No interior da célula, 
ocorre outra reação com a água mais o dióxido de carbono, formando bicarbonato e H+ 
novamente, o bicarbonato será absorvido para o sangue enquanto o H+ sai novamente da 
célula por meio de outro antiporte com Na. 
O balanço gomerulotubular é o principal mecanismo regulador do túbulo proximal, que 
descreve o balanço entra a filtração glomerular e a reabsorção no túbulo proximal. Ou seja, 
se a taxa de filtração aumentar, aumenta a fração de filtração, que leva ao aumento na 
pressão oncótica do capilar peritubular e a maior reabsorção no túbulo proximal. 
Depois que a maior parte das substâncias são reabsorvidas no túbulo proximal, o fluido 
tubular segue para as alças de Henle onde ocorre o mecanismo de contracorrente, que é 
essencial para regular a concentração e a diluição da urina, que é dividido em 
multiplicador, que ocorre nas alças de henle estabelecendo o gradiente osmótico, e o 
intercambiador, que ocorre nos vasos retos e faz a manutenção do gradiente osmótico. O 
ramo descendente da alça de henle é permeável água e impermeável a solutos, desta 
forma, a água tende a ser reabsorvida deixando o meio tubular hiposmótico. O fluido 
tubular segue até o ramo ascendente da alça de henle, que é permeável a solutos e 
impermeável a água, assim, haverá reabsorção de solutos, como Na, porém não haverá 
reabsorção de água deixando o meio tubular hipersmótico. O Na que é reabsorvido, pode 
passar para o ramo descendente da alça de henle, criando um gradiente osmótico 
horizontal. Este processo é regulado pelo ADH, e devido a este mecanismo o fluido tubular 
entra nos túbulos com osmolaridade próxima ao do sangue 300 mosmol e sai com a 
osmolaridade menor 150 mosmol. 
Nos ductos coletores ocorre o processo de recirculação da ureia, que também contribui 
para o estabelecimento do gradiente osmótico. Nos ductos coletores corticais e da medula 
externa, ocorre a reabsorção de água, porém não há reabsorção de ureia, o que provoca 
aumento da concentração de ureia no líquido tubular. Nos ductos medulares internos, 
continua havendo reabsorção de água, porém também há reabsorção de ureia, por meio de 
um transportador de difusão facilitada. Devido ao fato de a contração de ureia está muito 
alta, um grande gradiente de concentração se estabelece para ureia, permitindo que ela se 
difunda a favor do seu gradiente de concentração para o líquido intersticial, sendo que uma 
parte será reabsorvida a outra parte será excreta. A parte que foi reabsorvida será 
secretada nos ductos coletores corticais, aumentando ainda mais a concentração para que 
posteriormente seja excretada uma quantidade maior de ureia. Este processo também é 
controlado pelo ADH. Todos estes mecanismos citados servem para regular a urina para 
que ela não seja muito concentrada, porém, se os níveis circulantes de ADH estiverem 
elevados, quando há privação de água, ou se houver uma síndrome da secreção 
inadequada do hormônio antidiurético, a urina será concentrada, indicando que algum 
problema no organismo. 
Regulação do volume do ambiente interno 
Os rins tem papel muito importante na regulação do volume do ambiente interno, uma vez 
que este é manipulado através da retenção de Na pelos rins, uma vez que, quando o Na é 
reabsorvido nos túbulos proximais ele leva consigo uma molécula de água, para manter a 
osmolaridade. Deste modo, quanto maior a quantidade de Na absorvido nos rins, maior 
será o volume do ambiente interno. A variação do volume do ambiente interno é 
monitorada pelos barorreceptores que detectam o aumento ou diminuição de volume, e 
envia estímulos ao SNA. Se houver diminuição do volume, o SNA envia uma resposta 
simpática eferente graduada, primeiramente ele atua estimulando a secreção de renina, se 
não houver o aumento necessário de volume, ocorrerá a segunda atuação que é 
estimulando o aumento da reabsorção de Na, e se este também não conseguir aumentar o 
volume, a última atuação do SNA simpático será estimulando a vasoconstrição renal. O 
principal sistema utilizado para aumentar a pressão sanguínea, quando ela está baixa, é o 
sistema renina-angiotensina-aldosterona. O sistema renina-angiotensina já foi citado, a 
diferença é que agora a angiotensina II estimulou a secreção de aldosterona, que estimula a 
reabsorção de Na nos ductos coletores, desta forma, mais Na será absorvido levando 
consigo mais água, auxiliando no aumento mais eficaz da pressão sanguínea. 
Regulação da osmolaridade do ambiente interno 
A osmolaridade do ambiente interno é manipulada através da osmorregulação, que 
controla o balanço hídrico, assim, pequenas variações na osmolaridade dos líquidos 
corporais produzem um conjunto de respostas hormonais, emitidas pelos centros 
hipotalâmicos, que regulam a secreção de ADH e a sede, a fim de retornar à osmolaridade 
aos seus valores normais. Deste modo, quando há uma grande ingestão de água, há uma 
diluição dos líquidos corporais, causando uma diminuição na osmolaridade plasmática. Isto 
inibe os osmorreceptores no hipotálamo, o que reduz a sede e inibe a secreção de ADH 
pela hipófise, desta forma, devido aos baixos níveis de ADH nos rins, há redução da 
permeabilidade de água e Na, diminuído a reabsorção destas substancias e aumentando 
seu volume excretado na urina. Porém, se o animal estiver desidratado acontecerá o 
oposto, havendo estimulo do hipotálamo para aumentar a reabsorção de água e indução a 
sede. 
Urinálise e depuração renal 
A urina é composta pelas mesmas substâncias presentes no sangue, porém com algumas 
modificações. Sua cor é amarelada devido a presença de uribilinogênio, que é produto da 
degradação da bilirrubina nos rins. Nas maioria dos animais domésticos a urina é aquosa, 
com exceção dos equinos que eliminam muco junto com a urina. 
Equilíbrio acidobásico 
A manutenção do pH do ambiente interno dentro de limites estreitos (7,35 - 7,45) é 
importante pois pequenas alterações no pH pode causar modificações na estrutura das 
proteínas. O pH é inversamente proporcional a [H+] no sangue, sendo que grandes 
alterações no pH causam distúrbios, denominados acidose, que é quando o pH está abaixo 
do normal, ou alcalose, que é quando o pH está acima do pH normal. Estes distúrbios 
podem ser divididos em metabólicos e respiratório, sendo que o primeiro ocorre devido a 
alterações na concentração de bicarbonato, e o segundo ocorre devido a alterações na 
pressão de CO2. Quando há uma alcalose metabólica, um dos mecanismo de regulação 
seria a hidratação de CO2, onde H+ livre na circulação se junta com o bicarbonato 
formando H2CO3, que irá se dissociar em CO2 e água para serem expirados pelos pulmões. 
Para evitar grandes desvios de pH, o organismo possui um sistema de tampões químicos, 
que é formado por um ácido fraco e sua base conjugada, ou um ácido conjugado com sua 
base fraca. Nos sistemas tampões químicos do bicarbonato, o bicarbonato é a forma básica 
enquanto o CO2 é a forma ácida, já no tampão químico do fosfato, o fosfato é a forma 
básica e o H2PO4 é a forma ácida. Para se calcular o pH de uma solução tamponada é 
utilizado a reação de Henderson- Halssebach, que calcula o pH da solução através do pK do 
tampão, a concentração da forma ácida e a concentração da forma básica do tampão. 
Desta forma, o tampão ideal deve ter o pK mais próximo possível do pH ideal da solução, 
porém, não é exatamente assim que funciona no organismo, uma vez que o bicarbonato é 
o principal tampão químico extracelular, apesar do fosfato possuir um pK mais próximo do 
pH sanguíneo. Entretanto, o bicarbonatopossui outras características que permite que ele 
seja o tampão mais eficiente, como o fato dele estar presente em altas concentrações no 
LEC, e sua forma ácida ser o CO2 que pode ser expirado pelos pulmões. O principal tampão 
intracelular é a hemoglobina que apresenta um pK de 6,7, mas quando a oxiemoglobina 
libera O2, e se transforma em desoxiemoglobina, com pK de 7,9 ela se torna um tampão 
ainda mais eficiente que a hemoglobina. Assim, o CO2 se difunde para hemácias se 
combina com a H2O, formando H2CO3 que se dissocia em H+ e bicarbonato. Os sistema 
respiratório tem grande importância na regulação acidobásico uma vez que ele é 
responsável pela eliminação do CO2 através da expiração, outro sistema que também 
possui uma importante atuação é o sistema renal, que é responsável pela reabsorção de 
bicarbonato e excreção de H+, no entanto ele é mais lento que o sistema respiratório. 
A acidose metabólica ocorre devido à baixa [CO2] no sangue, alta [H+] e baixa 
[bicarbonato], desta forma ela pode ser compensada por uma hiperventilação, ou corrigida 
pelo aumento da reabsorção de bicarbonato. 
A alcalose metabólica ocorre devido à alta [CO2] no sangue, baixa [H+] e alta [bicarbonato], 
desta forma ela pode ser compensada por uma hipoventilação, ou corrigida pelo aumento 
da excreção de bicarbonato. 
A acidose respiratória ocorre devido à alta [CO2] no sangue, alta [H+] e alta [bicarbonato], 
desta forma ela pode ser compensada pelo aumento da reabsorção de bicarbonato. 
A alcalose respiratória ocorre devido à baixa [CO2] no sangue, baixa [H+] e baixa 
[bicarbonato], desta forma ela pode ser compensada pela diminuição da reabsorção de 
bicarbonato.