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Processamento Tubular Função Tubular Os glomérulos filtram 180 litros de líquidos livres de proteínas, e menos de 1 % da água filtrada e NaCl, quantidades variáveis de outros solutos são excretadas na urina (125 ml/min). Pelos processos de reabsorção e secreção, os túbulos renais modulam o volume e a composição da urina. Filtração (quanto da substância foi filtrado) = Intensidade da filtração glomerular x concentração plasmática. Ex: 180l /dia x 1g/l glicose (concentração plasmática glicose) = 180g/dia (sendo toda reabsorvida). Reabsorção A intensidade normal de reabsorção tubular é de 124 ml/min. Reabsorção = Kf x Força reabsortiva efetiva O Kf é produto da permeabilidade (inclui o coeficiente de difusão, coeficiente de partição e a espessura da membrana, P = KD/ Δx) pela área de superfície de filtração dos capilares. A força reabsortiva efetiva depende: 1) Pressão hidrostática nos capilares peritubulares 2) Pressão hidrostática interstício renal 3) Pressão coloidosmótica plasmática 4) Pressão coloidosmótica interstício renal. Vias de Reabsorção Uma substância sendo reabsorvida a partir do líquido presente no lúmen do túbulo pode tomar duas vias: 1) Mover-se entre as células (paracelular) 2) Mover-se através das células (transcelular). Nos túbulos renais as junções intercelulares envolvem e unem as células vizinhas umas as outras (igual a anéis plásticos das embalagens de refrigerante, que mantém 6 latas juntas). A membrana apical faz contato com o líquido tubular e a membrana basolateral faz contato com o líquido intersticial. Estas junções impedem a mistura de proteínas da membrana apical e basolateral, porém não separam completamente o líquido intersticial do líquido do túbulo. Em algumas partes do túbulo renal a via paracelular pode ser responsável por até 50% da reabsorção de certos íons e da água que osmoticamente os acompanha. As células dos túbulos renais apresentam permeabilidade variada a água. Transporte pela Membrana Os solutos podem ser transportados através das membranas celulares por mecanismos passivos, mecanismos de transporte ativo ou endocitose. 1 Reabsorção Tubular Proximal O túbulo contornado proximal (TCP) reabsorve aproximadamente 65% da água filtrada, Na+, Cl-, K+ e de outros solutos. Reabsorve glicose, aminoácidos, HCO3-, fosfato, lactato e citrato. O elemento chave na reabsorção do túbulo proximal é a Bomba de Na+- K+- ATPase na membrana basolateral. Na metade proximal do TCP o Na+ é reabsorvido por co-transporte (transcelular); na segunda metade do TCP com íons Cl- (via paracelular - junções intercelulares). Existem proteínas de membrana simportadoras e antiportadoras. Reabsorção de Sódio Ocorre por diferentes mecanismos no segmento inicial (primeira metade) e no segmento final (segunda metade). Primeira metade: reabsorvido junto com HCO3- e certo número de moléculas orgânicas (glicose, aminoácidos, Pi, lactato). Segunda metade: reabsorvido principalmente junto com o Cl-. A entrada de Na+ no TCP porção inicial deixa o lúmen mais negativo. Altas concentrações de Cl- estão presentes no TCP em sua porção final, devido à reabsorção preferencial do HCO3-. Portanto a maior concentração de Cl- é reabsorvida na metade distal. A reabsorção Cl- ocorre por via paracelular devido à entrada do Sódio devido ao gradiente elétrico. Ocorre co-transporte Na+- Cl - e contratransporte Na+- H+. Reabsorção de água: a força propulsora é o gradiente osmótico transtubular estabelecido pela reabsorção de soluto (NaCl, Na+- Glicose e outros). O TCP é altamente permeável á água, que irá fluir por osmose através das junções fechadas e das células tubulares renais proximais. O acúmulo de líquidos e solutos nos espaço intercelular aumenta a pressão hidrostática nesse compartimento, e isto força o movimento dos mesmos para o interior dos capilares. O líquido reabsorvido é ligeiramente hiperosmótico em relação ao plasma. Conseqüência importante do fluxo osmótico de água, alguns solutos especialmente o Ca++ e o K+ são carreados no líquido reabsorvido pelo processo de tração pelo solvente. Mudanças na reabsorção do Na+ influenciam a reabsorção de água e solutos pelo TCP. As proteínas (hormônios peptídeos, pequenas proteínas e até albumina) são reabsorvidas por pinocitose (transporte ativo), mecanismo saturável. Cerca de 7g de albumina é filtrada por dia, o que representa 0,01 % do que passa por dia pelos rins (50000g/dia). No entanto o TCP reabsorve avidamente a albumina, a urina quase não apresenta sinais desta proteína (150mg/dia aproximadamente 2%). As proteínas são parcialmente degradadas por enzimas na superfície das células do TCP, por endocitose entram na célula, onde são digeridas a aminoácidos e retornam ao sangue pela membrana basolateral. Proteína filtrada = FG x [ PTN] no ultrafiltrado. Proteína filtrada = 180l/dia x 40 mg/l = 7,2 g/dia. Ocorre ainda no túbulo contornado proximal a: ¾ Secreção de cátions e ânions orgânicos ¾ Secreção de uréia e creatinina ¾ Secreção de ácidos e bases orgânicas pelo túbulo proximal. 2 O transporte máximo (limite para transporte do soluto) depende da saturação dos sistemas de transporte específicos (limitação dos transportadores). Alça de Henle Formada: ramo descendente delgado, ascendente delgado (néfrons justamedulares) e ascendente espesso (RAH). Reabsorve 25% do NaCl e do K+ filtrados. Reabsorve 15% da água filtrada (ramo fino descendente, o ramo espesso é impermeável à água). O ramo descendente delgado é caracterizado por sua alta permeabilidade aos solutos e água, ramo ascendente delgado é impermeável à água. O Cálcio e o Bicarbonato também são reabsorvidos (ramo espesso ascendente). O elemento chave na reabsorção de soluto pelo ramo espesso ascendente é a Bomba de Na+- K+- ATPase na membrana basolateral. Ramo Ascendente Espesso Presença do Transportador 1 Na+ - 2 Cl- e 1 K+ - co-transporte (eletrogênico). Reabsorção paracelular Mg++, Ca++, Na+ e K+. Contratransporte Na+ - H+. É impermeável á água (líquido tubular fica diluído - segmento diluidor). Diuréticos de alça provocam excreção de até 25% do Na+ filtrado. Túbulo Distal e Ducto Coletor A segunda metade do túbulo contornado distal (TCD) e ducto coletor (DC) cortical exibem características funcionais semelhantes. São constituídos por 2 tipos de células: as células principais e as células intercaladas. As células principais: reabsorvem Na+ (canais de Na+) e água do lúmen e secretam íons K+ (representa apenas 3% Na+ filtrado, ajustes finais na reabsorção) - sob ação da ALDOSTERONA. Células intercaladas: reabsorvem íons K+ e secretam íons H+ (papel chave no equilíbrio ácido básico). Juntos reabsorvem 7% do NaCl filtrado e secretam quantidades variadas de K+ e H+. Reabsorvem 8 a 17% de água, depende de ADH no plasma (tornam-se permeáveis a água, sem ADH são impermeáveis à água). A diluição do liquido tubular começa no ramo espesso ascendente e continua no túbulo distal. Co-transportador de Na+- Cl- (eletricamente neutro), inibido pelos diuréticos tiazídicos. As células intercaladas: secretam avidamente H+ (H+- ATPase) e secretam também HCO3- (antiportador Cl- - HCO3- na membrana apical no ducto coletor) e K+. Células intercaladas: H+- K+- ATPase (transporte ativo primário). ADH torna as células TCD e DC permeáveis à água. Os diuréticos poupadores de K+ inibem a reabsorção Na+ (inibem os canais de Na+) nas células principais (amiloride). As células principais têm canais de K+ tanto na membrana luminal com na membrana basolateral, sendo a permeabilidade maior na membrana luminal. 3 A aldosterona aumenta os canais de K+ na membrana luminal. A intensidade da secreção de K+ é determinadapelo valor do gradiente eletroquímico do K+ através da membrana luminal. Espironolactona - inibe a ação da Aldosterona. Ducto Coletor Medular Reabsorve menos de 10% da água e do Sódio filtrado, mas constitui o local final do processamento da urina. Também recebe controle pelo ADH (permeabilidade à água). Permeável à uréia (parte da uréia é reabsorvida ajudando a elevar a osmolaridade nesta região, permitindo formação de urina concentrada). Secreta íons H+ (equilíbrio ácido-básico). Hormônios que Regulam a Reabsorção Água e Sódio ALDOSTERONA: TCD e DC; aumenta a reabsorção de NaCl, H2O e a secreção de K+. ANGIOTENSINA II: TCP, RAH, TCD; aumenta a reabsorção de NaCl, H2O e a secreção H+. ADH: TCD e DC; aumenta a reabsorção de água. PEPTÍDEO NATRIURÉTICO ATRIAL: TCD, e DC; diminui a reabsorção de NaCl. PTH: TCP, RAH e TCD; diminui a reabsorção de fosfato e aumenta a reabsorção de Ca++. 4 Processamento Tubular Função Tubular Os glomérulos filtram 180 litros de líquidos livres de proteínas, e menos de 1 % da água filtrada e NaCl, quantidades variáveis de outros solutos são excretadas na urina (125 ml/min). Pelos processos de reabsorção e secreção, os túbulos renais modulam o volume e a composição da urina. Filtração (quanto da substância foi filtrado) = Intensidade da filtração glomerular x concentração plasmática. Ex: 180l /dia x 1g/l glicose (concentração plasmática glicose) = 180g/dia (sendo toda reabsorvida). Reabsorção A intensidade normal de reabsorção tubular é de 124 ml/min. Reabsorção = Kf x Força reabsortiva efetiva O Kf é produto da permeabilidade (inclui o coeficiente de difusão, coeficiente de partição e a espessura da membrana, P = KD/ Δx) pela área de superfície de filtração dos capilares. A força reabsortiva efetiva depende: 1) Pressão hidrostática nos capilares peritubulares 2) Pressão hidrostática interstício renal 3) Pressão coloidosmótica plasmática 4) Pressão coloidosmótica interstício renal. Vias de Reabsorção Uma substância sendo reabsorvida a partir do líquido presente no lúmen do túbulo pode tomar duas vias: 1) Mover-se entre as células (paracelular) 2) Mover-se através das células (transcelular). Nos túbulos renais as junções intercelulares envolvem e unem as células vizinhas umas as outras (igual a anéis plásticos das embalagens de refrigerante, que mantém 6 latas juntas). A membrana apical faz contato com o líquido tubular e a membrana basolateral faz contato com o líquido intersticial. Estas junções impedem a mistura de proteínas da membrana apical e basolateral, porém não separam completamente o líquido intersticial do líquido do túbulo. Em algumas partes do túbulo renal a via paracelular pode ser responsável por até 50% da reabsorção de certos íons e da água que osmoticamente os acompanha. As células dos túbulos renais apresentam permeabilidade variada a água. Transporte pela Membrana Os solutos podem ser transportados através das membranas celulares por mecanismos passivos, mecanismos de transporte ativo ou endocitose. Reabsorção Tubular Proximal O túbulo contornado proximal (TCP) reabsorve aproximadamente 65% da água filtrada, Na+, Cl-, K+ e de outros solutos. Reabsorve glicose, aminoácidos, HCO3-, fosfato, lactato e citrato. O elemento chave na reabsorção do túbulo proximal é a Bomba de Na+- K+- ATPase na membrana basolateral. Na metade proximal do TCP o Na+ é reabsorvido por co-transporte (transcelular); na segunda metade do TCP com íons Cl- (via paracelular - junções intercelulares). Existem proteínas de membrana simportadoras e antiportadoras. Reabsorção de Sódio Ocorre por diferentes mecanismos no segmento inicial (primeira metade) e no segmento final (segunda metade). Primeira metade: reabsorvido junto com HCO3- e certo número de moléculas orgânicas (glicose, aminoácidos, Pi, lactato). Segunda metade: reabsorvido principalmente junto com o Cl-. A entrada de Na+ no TCP porção inicial deixa o lúmen mais negativo. Altas concentrações de Cl- estão presentes no TCP em sua porção final, devido à reabsorção preferencial do HCO3-. Portanto a maior concentração de Cl- é reabsorvida na metade distal. A reabsorção Cl- ocorre por via paracelular devido à entrada do Sódio devido ao gradiente elétrico. Ocorre co-transporte Na+- Cl - e contratransporte Na+- H+. Reabsorção de água: a força propulsora é o gradiente osmótico transtubular estabelecido pela reabsorção de soluto (NaCl, Na+- Glicose e outros). O TCP é altamente permeável á água, que irá fluir por osmose através das junções fechadas e das células tubulares renais proximais. O acúmulo de líquidos e solutos nos espaço intercelular aumenta a pressão hidrostática nesse compartimento, e isto força o movimento dos mesmos para o interior dos capilares. O líquido reabsorvido é ligeiramente hiperosmótico em relação ao plasma. Conseqüência importante do fluxo osmótico de água, alguns solutos especialmente o Ca++ e o K+ são carreados no líquido reabsorvido pelo processo de tração pelo solvente. Mudanças na reabsorção do Na+ influenciam a reabsorção de água e solutos pelo TCP. As proteínas (hormônios peptídeos, pequenas proteínas e até albumina) são reabsorvidas por pinocitose (transporte ativo), mecanismo saturável. Cerca de 7g de albumina é filtrada por dia, o que representa 0,01 % do que passa por dia pelos rins (50000g/dia). No entanto o TCP reabsorve avidamente a albumina, a urina quase não apresenta sinais desta proteína (150mg/dia aproximadamente 2%). As proteínas são parcialmente degradadas por enzimas na superfície das células do TCP, por endocitose entram na célula, onde são digeridas a aminoácidos e retornam ao sangue pela membrana basolateral. Proteína filtrada = FG x [ PTN] no ultrafiltrado. Proteína filtrada = 180l/dia x 40 mg/l = 7,2 g/dia. Ocorre ainda no túbulo contornado proximal a: Secreção de cátions e ânions orgânicos Secreção de uréia e creatinina Secreção de ácidos e bases orgânicas pelo túbulo proximal. O transporte máximo (limite para transporte do soluto) depende da saturação dos sistemas de transporte específicos (limitação dos transportadores). Alça de Henle Formada: ramo descendente delgado, ascendente delgado (néfrons justamedulares) e ascendente espesso (RAH). Reabsorve 25% do NaCl e do K+ filtrados. Reabsorve 15% da água filtrada (ramo fino descendente, o ramo espesso é impermeável à água). O ramo descendente delgado é caracterizado por sua alta permeabilidade aos solutos e água, ramo ascendente delgado é impermeável à água. O Cálcio e o Bicarbonato também são reabsorvidos (ramo espesso ascendente). O elemento chave na reabsorção de soluto pelo ramo espesso ascendente é a Bomba de Na+- K+- ATPase na membrana basolateral. Ramo Ascendente Espesso Presença do Transportador 1 Na+ - 2 Cl- e 1 K+ - co-transporte (eletrogênico). Reabsorção paracelular Mg++, Ca++, Na+ e K+. Contratransporte Na+ - H+. É impermeável á água (líquido tubular fica diluído - segmento diluidor). Diuréticos de alça provocam excreção de até 25% do Na+ filtrado. Túbulo Distal e Ducto Coletor A segunda metade do túbulo contornado distal (TCD) e ducto coletor (DC) cortical exibem características funcionais semelhantes. São constituídos por 2 tipos de células: as células principais e as células intercaladas. As células principais: reabsorvem Na+ (canais de Na+) e água do lúmen e secretam íons K+ (representa apenas 3% Na+ filtrado, ajustes finais na reabsorção) - sob ação da ALDOSTERONA. Células intercaladas: reabsorvem íons K+ e secretam íons H+ (papel chave no equilíbrio ácido básico). Juntos reabsorvem 7% do NaCl filtrado e secretam quantidades variadas de K+ e H+. Reabsorvem 8 a 17% de água, depende de ADH no plasma (tornam-se permeáveis a água, sem ADH são impermeáveis à água). A diluição do liquido tubular começa no ramo espesso ascendente e continua no túbulo distal. Co-transportador de Na+- Cl-(eletricamente neutro), inibido pelos diuréticos tiazídicos. As células intercaladas: secretam avidamente H+ (H+- ATPase) e secretam também HCO3- (antiportador Cl- - HCO3- na membrana apical no ducto coletor) e K+. Células intercaladas: H+- K+- ATPase (transporte ativo primário). ADH torna as células TCD e DC permeáveis à água. Os diuréticos poupadores de K+ inibem a reabsorção Na+ (inibem os canais de Na+) nas células principais (amiloride). As células principais têm canais de K+ tanto na membrana luminal com na membrana basolateral, sendo a permeabilidade maior na membrana luminal. A aldosterona aumenta os canais de K+ na membrana luminal. A intensidade da secreção de K+ é determinada pelo valor do gradiente eletroquímico do K+ através da membrana luminal. Espironolactona - inibe a ação da Aldosterona. Ducto Coletor Medular Reabsorve menos de 10% da água e do Sódio filtrado, mas constitui o local final do processamento da urina. Também recebe controle pelo ADH (permeabilidade à água). Permeável à uréia (parte da uréia é reabsorvida ajudando a elevar a osmolaridade nesta região, permitindo formação de urina concentrada). Secreta íons H+ (equilíbrio ácido-básico). Hormônios que Regulam a Reabsorção Água e Sódio ALDOSTERONA: TCD e DC; aumenta a reabsorção de NaCl, H2O e a secreção de K+. ANGIOTENSINA II: TCP, RAH, TCD; aumenta a reabsorção de NaCl, H2O e a secreção H+. ADH: TCD e DC; aumenta a reabsorção de água. PEPTÍDEO NATRIURÉTICO ATRIAL: TCD, e DC; diminui a reabsorção de NaCl. PTH: TCP, RAH e TCD; diminui a reabsorção de fosfato e aumenta a reabsorção de Ca++.
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