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Resumo de Fisiologia - Guyton Greyce Azevedo – 2017.2 Formação da Urina: 1. Filtração glomerular (Filtra impurezas do organismo.) 2. Reabsorção tubular (Reabsorção de substâncias dos túbulos renais para o sangue) 3. Excreção tubular (Secreção de substâncias do sangue para os túbulos renais. Filtração glomerular Formação da urina ocorre quando grande quantidade de líquido praticamente sem proteínas é filtrado dos capilares glomerulares para o interior da cápsula de Bowman. A maior parte de substâncias do plasma exceto as proteínas é livremente filtrada de modo que a concentração filtrada na cápsula de Bowman seja a mesma do plasma. Na medida em que o líquido filtrado sai da capsula de bowman e flui pelos túbulos sua composição é modificada pela reabsorção de agua e solutos específicos de volta para os capilares peritubulares ou então pela secreção de outras substâncias dos capilares peritubulares para os túbulos. No processo de formação da urina a reabsorção tubular é mais importante do que a excreção, em termos quantitativos. A secreção tem papel fundamental qualitativo para determinar as quantidades de alguns íons como Potássio e Hidrogênio. A maioria das substâncias que devem ser depuradas no sangue principalmente como ureia, creatinina e ácido úrico são pouco reabsorvidos, e portanto, excretados em grande quantidade na urina. Algumas substâncias estranhas e fármacos também são pouco reabsorvidos, mas, além disso, são secretados do sangue para os túbulos, fazendo com quem suas intensidades de excreção sejam altas. Eletrólitos como Na+, Cl-, HCO3- (Sódio, Cloreto e Bicarbonato) são bastante reabsorvidos e por isso, pequena quantidade aparecerá na urina. Glicose e aminoácidos também são completamente reabsorvidos dos túbulos para o sangue, não aparecendo na urina, em condições normais. Para a maioria das substancias a intensidade de filtração e reabsorção são intensamente altas em relação as de excreção. Qualquer que seja o processo, ele deve ser regulado pelas intensidades corpóreas do indivíduo. Ex.: Quando ocorre excesso de sódio no corpo a intensidade com que o sódio é filtrado aumenta, e uma pequena fração é reabsorvida, resultando em excreção urinária aumentada de sódio, para que se mantenha o equilíbrio corporal do sódio. Processo de formação da urina Volume plasmático corporal = 3L Taxa de filtração glomerular (TFG) = 180L/dia Quantidade de urina = 1,5L por dia Vantagens da alta FG: 1. Néfrons e sistema renal evoluíram de tal forma que adquiriram capacidade vantajosa de fazer alta filtração glomerular, o que permite aos rins fazerem rápida eliminação de produtos indesejados, que dependem principalmente da filtração glomerular para sua excreção. 2. Os túbulos dos néfrons se desenvolveram de tal forma a garantir que a maioria dos produtos indesejáveis seja pouco reabsorvida e assim dependa da elevada FG para sua remoção efetiva do corpo 3. Permitir que todos os líquidos corporais sejam filtrados e processados pelos rins muitas vezes ao longo do dia. 4. Todo o plasma pode ser filtrado e processado 60x ao dia. 5. Alta FG permite aos rins controlar de maneira rápida e precisa o volume e composição dos líquidos corporais além de eliminar de maneira mais efetiva impurezas/ drogas/ substâncias impuras do organismo. Composição do FG: Tudo começa com a filtração de grande quantidade de líquidos por meio dos capilares glomerulares para cápsula de Bowman. Como a maioria dos capilares glomerulares são impermeáveis as proteínas, o líquido filtrado (filtrado glomerular) é fundamentalmente desprovido de proteínas e elementos celulares sanguíneos, como as hemácias Composição do líquido filtrado são semelhantes as concentrações do plasma: água e eletrólitos, cálcio e ácidos graxos* (substâncias de baixo peso molecular, que não são filtrados por estarem parcialmente ligados as proteínas plasmáticas.), desprovidos de proteínas e células. Dinâmica da filtração Determinada pelo balanço entre as forças hidrostáticas e coloidosmoticas (ou oncóticas) atuando através da membrana capilar. Membrana capilar glomerular: Possui 3 camadas principais: 1. Endotélio capilar 2. Membrana basal 3. Camada de células epiteliais (que possuem podócitos sobre superfície externa da Membrana basal capilar. Camadas unidas formam uma barreira de filtração que apesar de 3 camadas, filtra diversas vezes mais água e soluto que membrana capilar normal. Mesmo com essa capacidade de filtração, a membrana capilar glomerular normalmente não filtra proteínas plasmáticas (células endoteliais são ricamente dotadas de cargas elétricas negativas que impedem a passagem das proteínas plasmáticas por repulsão eletrostática.) A alta intensidade de filtração pela MCG ocorre, em parte, devido a uma característica especial desse endotélio capilar ser perfurado por milhares de pequenos orifícios chamados de fenestrações. Membrana basal Reveste o endotélio É formada por colágeno e fibras pequenas de proteoglicanos com grandes espaços que serão responsáveis pela grande quantidade de água em solutos que podem ser filtrados. Evita de modo eficiente que proteínas plasmáticas sejam filtradas (em partes devido á grande quantidade de carga elétrica negativa associadas aos proteoglicanos.) Podócitos Última camada da MCG Células epiteliais que recobrem a superfície do glomérulo Descontínuos Tem longas modificações da membrana plasmática, semelhante a pés, que revestem a superfície externa dos capilares. Separados por lacunas chamadas de fendas de filtração (onde filtrado glomerular irá se deslocar) Contêm cargas elétricas negativas Criam ainda mais dificuldade para filtração das proteínas plasmáticas Todas as camadas da parede capilar glomerular formam barreiras para filtração das proteínas do plasma (seletividade), sendo essas barreiras de natureza elétrica e mecânica. Quanto maior é o soluto e quanto mais carga elétrica negativa ele tiver, menor será sua capacidade de ser filtrado Membrana capilar glomerular é mais espessa e porosa do que as maiorias dos outros capilares, portanto, filtra líquidos com maior facilidade Apesar da alta intensidade da filtração, a barreira de filtração glomerular é muito seletiva na escolha de quais moléculas serão filtradas, tendo como base o seu tamanho, e sua carga elétrica. Quanto maior é o tamanho do peso molecular da substância, maior será o seu tamanho. Albumina tem filtração restrita por causa de sua carga negativa e da repulsão eletrostática estabelecida. Há certas doenças renais em que as cargas negativas na membrana basal são perdidas até mesmo antes de ocorrer alterações histológicas perceptíveis. = Nefropatia por lesão mínima, como por exemplo: Sindrome nefrótica . Algumas das proteínas com baixo peso molecular são filtrada e começam a aparecer na urina. Ex.: Albuminúria (Presença da albumina na urina). Determinantes da filtração glomerular A FG é determinada por: Forças hidrostáticas + coloidosmóticas (ou oncóticos), chamadas de pressão efetiva de filtração, responsável pela ocorrência da FG do plasma. Pressão efetiva de filtração é resultante das forças que irão favorecer ou se opor à FG atráves dos capsulares glomerulares. Forças que favorecem ou se opõem: (Imagem 6, acima) 1. Pressão hidrostática glomerular (Nos capilares glomerulares. Promove filtração) 2. Pressão hidrostática na cápsula de Bowman (Fora dos capilares que se opõem a filtração) 3. Pressão oncóticacapilar (Das proteínas plasmáticas que se opõem a filtração) 4. Pressão oncótica na cápsula de Bowman. (Proteínas na cápsula de Bowman. Promovem filtração) Na prática, e sob condições normais, a concentração de proteínas no filtrado glomerular é tão baixa que a pressão oncótica desse líquido na cápsula de Bowman é considerada nula. Forças favoráveis à filtração, medidas em mmHg, temos: (Forças responsáveis por empurrar o plasma do capilar glomerular para dentro da cápsula de Bowman, formando o filtrado.) Pressão hidrostática glomerular Pressão oncótica na cápsula de Bowman Forças que se opõem à filtração: (Forças responsáveis por tentarem empurrar o filtrado da cápsula para os capilares glomerulares) Pressão hidrostática na cápsula de Bowman Pressão oncótica capilar Pressão efetiva Diferença entre forças que se opõem e são favoráveis à filtração. Pode ser modificada em vários indivíduos e em várias situações fisiológicas, como patologias. Nefropatia diabética e insuficiência renal em hipertensos não controlados. Também podem aumentar forças de favorecimento à filtração. 1. Pressão hidrostática na cápsula de Bowman. Contrária à filtração ↑ Pressão hidrostática ↓ FG ↓ Pressão hidrostática ↑ FG Obstrução do trato urinário: Pressão na cápsula de Bowman pode aumentar bastante e causar grave redução na FG 2. Pressão oncótica capilar glomerular Contrária à filtração Causada pelo poder hidrofílico e de atração de água pelas proteínas plasmáticas. Fatores que influenciam pressão oncótica nos capilares glomerulares: 1. Pressão oncótica no plasma arterial 2. Fração de filtração (Pode ser aumentada tanto pelo aumento da FG quanto pela redução do fluxo plasmático renal.) ↑ Pressão oncótica no plasma arterial -> ↑ P. O. nos CG -> ↓ FG ↑ Fração de filtração -> ↑ Pressão oncótica no plasma arterial -> ↓ FG ↓ Fluxo plasmático renal (mesmo sem haver alteração inicial na FG) -> ↑ Fração de filtração -> ↑ Pressão oncótica no plasma arterial -> ↓ FG 3. Pressão hidrostática glomerular Favorável à filtração Força mais intensa no somatório de pressões que determinam a FG. ↑ Pressão hidrostática ↑ FG ↓ Pressão hidrostática ↓ FG Determinada por 3 fatores: 1. Pressão arterial ↑ Pressão arterial ↑ Pressão hidrostática glomerular ↑ FG ↓ Pressão arterial ↓ Pressão hidrostática glomerular Efeito minimizado por mecanismos autorregulatórios, que mantêm a pressão glomerular relativamente constante durante flutuações na pressão arterial. 2. Pressão arteriolar aferente Vasoconstrição: ↓ Pressão hidrostática glomerular ↓Fluxo sanguíneo capilar ↓FG Vasodilatação: ↑ Pressão hidrostática glomerular ↑ Fluxo sanguíneo capilar ↑ FG 3. Pressão arteriolar eferente / Constrição Aumenta a resistência ao fluxo de saída dos capilares. Aumenta a pressão hidrostática glomerular Vasoconstrição:↓ Fluxo sanguíneo renal ↑ Fração de filtração ↑ Pressão oncótica glomerular. Fração de filtração e pressão oncótica glomerular aumentam na medida que a resistência arteriolar eferente aumentar. Fluxo sanguíneo renal Supre rins com nutrientes e remove substâncias inúteis do metabolismo Elevado fluxo para os rins as vezes é superior ao que realmente é necessário para eles. Objetivo do fluxo superior é fornecer plasma suficiente para que se tenha altas intensidades de FG, que são necessárias para regulação precisa das concentrações de solutos e dos volumes dos líquidos corporais. Mecanismos que irão regular o fluxo sanguíneo renal estão relacionados com o controle da FG e do controle da função excretora dos rins. Boa parte de O2 consumido pelos rins está intimamente relacionado à alta taxa de reabsorção ativa de Na+ pelos túbulos renais Caso o fluxo sanguíneo renal e a FG sejam reduzidos, menos Na+ será filtrado e menor será a reabsorção de Na+, por causa do pouco O2 consumido pelos néfrons. Consumo de oxigênio renal varia proporcionalmente à reabsorção de sódio nos túbulos renais, além de estar relacionando a FG e a intensidade do sódio filtrado. Determinantes do fluxo sanguíneo renal: Pressão hidrostática nos vasos renais. Resistência vascular renal Artérias interlobulares Arteríolas aferentes e eferentes SNA simpático (Modula resistências acima) Hormônios e controle local (Modula resistências acima) Controle fisiológico da FG e do fluxo sanguíneo renal: (Alguns dos fatores responsáveis por regular a FG, a pressão hidrostática glomerular e a pressão oncótica capilar.) SNA simpático Inervação simpática das arteríolas; Baixa influência sobre o fluxo sanguíneo renal Substâncias vasoativas renais locais Hormônios Epinefrina e norepinefrina / Endotelina / Angiotensina II -> Vasoconstrição e ↓ FG Angiotensina II: Constrição nas arteríolas eferentes, na maioria das vezes, pois são mais sensíveis à ação da angio. Sistema renina-angiotensina-aldosterona (Possuem extrema importância na regulação da Pressão Arterial.) (Angiotensina II é fundamental) ↑ Pressão hidrostática glomerular ↓ Fluxo sanguíneo renal Reabsorção de Na+ e H2O (Causado pela constrição arteriolar eferente, promovida pela angiotensina II, o que contribui para o fluxo reduzido pelos capilares peritubulares.) Substâncias teciduais locais: (Vasodilatação local) Óxido nítrico (No) (Diminui resistência vascular renal e aumenta FG) (Importante, pois permite que os rins excretem quantidades normais de Sódio e Água), Bradicinina e Prostaglandinas (PGE1 e PGI2) -> Vasodilatação Autorregulação da FG e do fluxo sanguíneo renal Mecanismos de feedback Manutenção do fluxo e da FG constantes; 1. Feedback tubuloglomerular (Realizado pelo aparelho justaglomerular, formado por células da mácula densa situadas na parte inicial do túbulo distal e de células justaglomerulares, situadas nas paredes das arteríolas aferentes e eferentes.) (Macula densa = Grupo de células especializadas nos túbulos distais, com intimo contato com as arteríolas aferentes e eferentes e sensíveis à colheita de sódio.) :: ↓NaCl ↓Resistência ao fluxo sanguíneo arteriolar aferente ↑Pressão hidrostática glomerular – normalização da FG, e aumentar liberação de renina 2. Secreção de renina (Aumenta a formação de angiotensina I, que será convertida em angiotensina II, que é responsável por contrair as arteríolas eferentes, o que aumenta a pressão hidrostática glomerular):::: Sistema renina-angiotensina-aldosterona Aumenta a pressão arterial Aumenta a pressão hidrostática glomerular Normaliza a FG 3. Aparelho justaglomerular Mácula densa + células justaglomerulares Sensíveis à NaCl Aparelho justaglomerular demonstrando o possível papel do feedback no controle da função do néfron. Mecanismo de feedback da mácula densa para Autorregulação da pressão hidrostática glomerular e da taxa de filtração glomerular (FG) durante a diminuição da pressão arterial renal.