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Mariana Scheffer Sucolotti ATM 23 CAPÍTULO 27 – Formação da Urina pelos Rins: II. Reabsorção e Secreção Tubular 1. REABSORÇÃO E SECREÇÃO PELOS TÚBULOS RENAIS Excreção = Filtração glomerular – Reabsorção tubular + Secreção tubular Maioria das substâncias: a reabsorção é mais importante; Substâncias como K+ e H+ a secreção é mais importante. A reabsorção tubular é quantitativamente grande e muito seletiva. Filtração e Reabsorção > Excreção Pequenas alterações na filtração e reabsorção causam grandes alterações na excreção Filtração: não seletiva, exceto para proteínas. Reabsorção: muito seletiva Os rins regulam a excreção de solutos, independentemente um do outro, através do controle da reabsorção. 2. A REABSORÇÃO TUBULAR INCLUI MECANISMOS PASSIVOS E ATIVOS Para que a substância seja reabsorvida: 1º) Passa pelas membranas epiteliais tubulares em direção ao interstício: água e solutos por transporte para e transcelular. 2º) Passa pela membrana dos capilares peritubulares: ultrafiltração. Os solutos passam pelas células, através delas e por entre elas (transporte trans e paracelular); Junções oclusivas entre as células epiteliais; 2.1 Transporte ativo através da membrana tubular Importância: movimento de solutos contra o gradiente de concentração; Na/K ATPase, H ATPase, Ca ATPase. Na/K ATPase: localizada nas membranas basolaterais, mantém o potencial intracelular em -70 Mv, mantém o gradiente eletroquímico. Reabsorção de Sódio = 3 etapas 1) Difusão pela membrana luminal: Borda em escova; Na se difunde do lúmen para a célula (LIC = 12, LEC = 140); Potencial intracelular atrai os cátions; Proteínas transportadoras de sódio: difusão facilitada; T ativo secundário com glicose e aminoácidos. 2) Transporte ativo: bomba Na/K ATPase na membrana basolateral; 3) Ultrafiltração: transporte passivo que transporta sódio para os capilares peritubulares, depende da pressão hidrostática e da pressão coloidosmótica. 2.2 Reabsorção ativa secundário na membrana luminal Mariana Scheffer Sucolotti ATM 23 Não necessita de ATP diretamente; Glicose e aminoácidos no túbulo proximal: transportados junto com o Na para interior da célula, contra seu gradiente de concentração; Proteína transportadora específica; Cotransportadores de Na e glicose: SGLT 1 (segmento inicial do túbulo, reabsorve 90% da glicose) e SGLT2 (segmento final do túbulo proximal, reabsorve 10% da glicose) Difusão facilitada para o interstício: transportadores GLUT 2 e GLUT 1 na membrana basolateral. Reabsorção de Glicose 1) Transporte ativo secundário: Cotransporte Sódio/Glicose pelos transportadores SGLT1 e SGLT 2 na borda em escova do lúmen proximal. 2) Difusão facilitada: transportadores GLUT2 e GLUT1 na membrana basolateral transportam a glicose a favor do gradiente. 3) Ultrafiltração: captação passiva 2.3 Secreção ativa secundária Contratransporte com Na+ Secreção de H+: acoplado à reabsorção de Na+ na membrana luminal do túbulo proximal Trocador Sódio/Hidrogênio: localizado na borda em escova, entra Na+, sai H+ da célula. 2.4 Pinocitose Reabsorção de proteínas, ocorre na borda em escova, proteína é digerida a seus aminoácidos no interior da célula, os quais se difundem para o interstício. 2.5 Reabsorção Ativa – Limite Máximo Saturação dos sistemas específicos; Quando a carga tubular excede a capacidade das proteínas transportadoras; Ex: excesso de glicose, glicosúria. Tmáx glicose = 375 mg/min Carga Filtrada = 125 mg/min Limiar para glicose: Concentração plasmática>200 mg/100Ml Carga filtrada = 250 mg/mi Glicosúria O limiar ocorre antes do transporte máximo ser alcançado; O transporte máximo só ocorre quando todos os néfrons chegam à capacidade máxima (diferente em cada um). Diabetes descompensado; Substâncias com reabsorção ativa que tem transporte máximo: glicose, fosfato, sulfato, aminoácidos, urato, lactato. Limite máximo de secreção ativa: creatinina (16 mg/min), ácido paramino-hipúrico. Mariana Scheffer Sucolotti ATM 23 Substâncias reabsorvidas passivamente não tem T máximo; Fatores do Transporte Gradiente-tempo: Gradiente eletroquímico para difusão; Permeabilidade; Tempo de permanência do líquido nos túbulos; (depende da intensidade do fluxo). Algumas substâncias com reabsorção ativa também não tem transporte máximo. Ex: transporte ativo de Sódio no túbulo proximal é limitado por outros fatores. Bomba de Na/K ATPase: tem capacidade máxima muito maior que a reabsorção, pois ocorre retrovazamento de Na+ pelas junções oclusivas (depende da permeabilidade das junções e das forças físicas intersticiais). Quanto maior a concentração de Na+ nos túbulos proximais, maior será a reabsorção. Quanto mais lenta for a intensidade do fluxo tubular, mais Na+ pode ser reabsorvido. O transporte ativo de Na obedece mais aos princípios do gradiente-tempo. Porções distais do néfron: junções oclusivas mais aderentes, menor retrovazamento de Na+; T máximo de Na: pode ser aumentado pela aldosterona. 2.6 Reabsorção Passiva de Água – Acoplada ao Na+ Só ocorre se a membrana for permeável á água. O transporte de soluto para fora do túbulo cria uma diferença de concentração: osmose na mesma direção; Nos túbulos proximais: transporte de água para e transcelular. Alta permeabilidade à água; Arrasto de solvente – Solvent drag (água carrega solutos); Nos túbulos distais: Junções ocludentes menos permeáveis, superfície tubular menor (não tem borda em escova); ADH aumenta a permeabilidade. Permeabilidade à água: Túbulos proximais: tão alta quanto a de solutos; Ramo ascendente: praticamente impermeável (apesar do gradiente osmótico); Túbulos distais, coletores e ductos: depende de ADH; 2.7 Reabsorção de Cl, uréia e outros – Difusão passiva T de Na+ gera potencial elétrico e gradiente de concentração; Transporte de sódio para dentro da célula deixa o lúmen tubular negativo, Cl- faz difusão paracelular passiva; Reabsorção adicional: reabsorção de água concentra o cloreto. No ducto coletor medular interno: Reabsorção passiva de uréia por transportadores de uréia. 50% da ureia filtrada é reabsorvida. Creatinina: moléculas grandes, quase não é reabsorvida. Mariana Scheffer Sucolotti ATM 23 3. REABSORÇÃO E SECREÇÃO AO LONGO DE PORÇÕES DIFERENTES DO NÉFRON 3.1 Reabsorção Tubular Proximal Reabsorção: Na+, H20, Cl-, HCO3-, glicose, aminoácidos Secreção: H+, ácidos e bases orgânicos. Flitrado isotônico. 65% da carga filtrada de sódio e água, porcentagem um pouco menor de cloreto. Alta capacidade de reabsorção ativa e passiva; Primeira metade do túbulo proximal: água, Na+ e glicose; Segunda metade: aumenta a reabsorção de cloreto; A reabsorção de glicose e sódio aumenta a concentração de cloreto; As concentrações de soluto ao longo do túbulo proximal permanecem praticamente constantes: Reabsorção de água e sódio é praticamente igual; Reabsorção de glicose é um pouco mais rápida que da água. 3.2 Secreção Ácido/Base Tubular Proximal Sais biliares, oxalato, catecolaminas e sais biliares: Rápida excreção: alta filtração, alta secreção, quase nenhuma reabsorção; Fármacos e toxinas: potencialmente danosos, são secretados diretamente através das células tubulares = rápida depuração do sangue. Penicilina e salicilatos: a rápida depuração dificulta a manutenção das concentrações terapêuticas. PAH - ácido paramino-hipúrico:depuração muito rápida, sua medida pode ser utilizada para estimar o fluxo plasmático renal. 3.3 Alça de Henle – Transporte de H2O Segmentos finos: membrana epitelial fina, poucas mitocôndrias, atividade metabólica mínima; Porção Descendente: Alta permeabilidade a H2O Moderadamente permeável a solutos (pouca reabsorção) Função: permitir a difusão simples de substâncias; Porção ascendente (fina e espessa): Impermeável a H2O; Importância: diluição da urina. Porção fina: menor reabsorção. Segmento Espesso: alta atividade metabólica Reabsorção: Na+, Cl-, K+, Ca++, HCO3-, Mg++ Secreção de H+ Filtrado hipotônico Reabsorção ativa de 25% da carga filtrada de Na+, Cl- e K+; Bomba Na/K ATPase importante: Baixa concentração de Na+ intracelular mantém o gradiente para reabsorção de Na+. Mariana Scheffer Sucolotti ATM 23 Movimento de Na+ pela membrana luminal é mediado especialmente pelo transportador 1- sódio, 2-cloreto, 1- potássio: Utiliza energia potencial de difusão do Na+ para a célula para conduzir K+ para a célula contra o gradiente. Move igualmente cargas + e -, mas ocorre retrovazamento de K+ para o lúmen tubular, mantendo uma carga de +8. Local de ação dos diuréticos de alça: furosamida, ácido etacrínico, bumetanida; Inibem a ação do cotransportador 1-sódio, 2-cloreto, 3-potássio. Cotransporte de H+ no lado luminal: secreção Reabsorção paracelular de cátions: Mg++, Ca++, Na+ e K+ devido ao lúmen positivo causado pelo retrovazamento de K+ 3.4 Túbulo Distal Inicial Permeabilidade à água dependente de ADH; Mácula densa: porção inicial, faz parte do complexo justaglomerular de feedback da FG e do fluxo sanguíneo renal. Segmento diluidor: Alta reabsorção de íons (K+, Na+, Cl-); Impermeável à uréia e água; Cotransportador de sódio/cloreto move 5% do NaCl filtrado para dentro da célula; na membrana basolateral: Na+: bomba Na/K/ATPase Cl-: difusão pelos canais de cloreto Ação dos diuréticos tiazídicos: inibem o cotransportador de sódio/cloreto; 3.5 Túbulo Distal Final e Túbulo Coletor Cortical Membranas impermeáveis á uréia: quase toda a uréia que passa é excretada; Células principais e células intercaladas; Permeabilidade à água controlada por ADH (vasopressina): diluição da urina. Células principais: reabsorção de Na+, secreção de K+ Etapas da secreção de K+: 1) Bomba Na/K/ATPase: entrada de potássio na célula mantém a concentração intracelular elevada; 2) Difusão para o lúmen; Diuréticos poupadores de potássio: espirinoclactona, espleronona, inibem a ação da aldosterona nas células principais. Células intercaladas: reabsorção de K+, secreção de H+; Secreção de H+ contra o gradiente: H+/ATPase Fundamentais no balanço ácido-base: Anidrase carbônica converte água e CO2 em ácido carbônico, que depois é ionizado a HCO3- (fica disponível dentro da célula para reabsorção) e H+ (secretado); 3.6 Ducto Coletor Medular Mariana Scheffer Sucolotti ATM 23 Reabsorção de Na+ e água: menos de 10% da carga filtrada; Determinação da quantidade final do débito urinário de água e solutos; 1) Permeabilidade regulada por ADH; 2) Transportadores de ureia: reabsorção parcial de ureia por difusão para controle da osmolaridade; 3) Secreta H+ contra o gradiente: controle ácido/base. A proporção entre as concentrações de inulina no líquido tubular pode ser usada para medir a reabsorção de água nos túbulos renais. 4. REGULAÇÃO DA REABSORÇÃO TUBULAR Controle nervoso, hormonal e local. A regulação de alguns solutos pode ser regulada independentemente de outros, especialmente por mecanismos hormonais. 4.1 Balanço Glomerulotubular Capacidade intrínseca dos túbulos de aumentarem a intensidade de reabsorção em resposta à carga tubular aumentada; Mecanismo independente de ação hormonal; ↑ carga tubular = ↑ intensidade de reabsorção A porcentagem de filtração glomerular reabsorvida no túbulo proximal permanece relativamente constante (65%) Também ocorre na alça de Henle; provavelmente por ação de forças físicas no túbulo e no interstício circunjacente. IMPORTÂNCIA: evitar a sobrecarga dos segmentos tubulares distais quando a FG aumentar. Serve como segunda linha de defesa para amortecer efeitos das variações espontâneas da FG sobre o débito urinário. Mecanismos autorreguladores + balanço glomerulotubular evitam grandes variações do fluxo de líquido nos túbulos distais quando ocorre aumento da P.A. 4.2 Forças físicas do líquido Capilar Peritubular e Intersticial Renal Alterações da reabsorção capilar peritubular podem influenciar as pressões hidrostáticas e coleidosmóticas do interstício renal (e a reabsorção de água e soluto nos túbulos). 99% da água e solutos são reabsorvidos nos túbulos Intensidade normal de reabsorção nos capilares peritubulares: 124 mL/min Reabsorção = Kf x força efetiva de reabsorção Favorecem à reabsorção Se opõem à reabsorção Pressão hidrostática intersticial Pressão hidrostática peritubular Pressão coloidosmótica peritubular Pressão coloidosmótica intersticial Pressão de reabsorção resultante: 10 mmHg Soma das forças hidrostáticas e coleidosmóticas Mariana Scheffer Sucolotti ATM 23 a) Regulação das forças físicas nos capilares peritubulares Pressão hidrostática nos capilares peritubulares é influenciada pela pressão arterial e pela resistência arteriolar: ↑ P.A = ↑ P hidrostática peritubular = Reabsorção peritubular *Efeito amortecido por mecanismos autorreguladores* ↑ Resistência arteriolar = ↓ P hidrostática peritubular = ↑ Reabsorção peritubular *A constrição arteriolar aumenta a P hidrostática glomerular e diminui a P hidrostática peritubular * Pressão coloidosmótica peritubular é determinada pela pressão coloidosmótica sistêmica e pela fração de filtração glomerular: ↑P coloidosmótica sist. = ↑P coloidosmótica peritubular = ↑Reabsorção Peritubular ↑Fração de filtração = ↑P coloidosmótica peritubular = ↑ Reabsorção Peritubular *Ocorre tanto com o aumento da filtração glomerular quanto pela diminuição de fluxo (Ex: angiotensina II aumenta a reabs.peritubular pela diminuição do fluxo plasmático renal)* b) Pressões Hidrostáticas e Coloidosmóticas Intersticiais Renais ↓da força de reabsorção peritubular ↓a captação de líquido e solutos do interstício ↑P hidrostática intersticial ↓Reabsorção efetiva de líquido nos túbulos renais (principalmente proximais) ↘Retrovazamento para o lúmen. Forças que aumentam a pressão hidrostática intersticial, diminuem a reabsorção efetiva. Forças que diminuem a pressão hidrostática intersticial, aumentam a reabsorção efetiva. 4.3 Efeitos da Pressão Arterial Sobre o Débito Urinário (Natriurese e diurese de pressão) Fatores da diurese e natriurese pressórica: 1) ↑P.A entre 75 e 160 mmHg: pouco efeito sobre FG e fluxo sanguíneo renal; 2) ↑ P.A = ↓% de carga filtrada de Na e água reabsorvida ↑P hidrostática peritubular (especialmente nos vasa recta) ↑P hidrostática intersticial Mariana Scheffer Sucolotti ATM 23 ↓Reabsorção efetiva (retrovazamento) ↑Débito urinário ↓ 3) ↓Angiotensina II = ↓ Reabsorção de Na+ = ↑Excreção de Na+ 4.4 Controle hormonal da Reabsorção Tubular Permite a excreção/reabsorção de solutos independentemente uns dos outros. a) Aldosterona: ↑Reabsorção de Na+, estimula secreção de K+ Secretada pelo córtex adrenal; Atua nas células principais do túbulo coletor cortical; Estimula a bomba Na/K/ATPase; ↑ a permeabilidade da membrana luminal ao Na+; Estímulos para a aldosterona: Alta concentração de K+ extracelular; Angiotensina II aumentada Doença de Addison: sem produção de aldosterona; Perda acentuada de Na+ e acúmulo de K+ Síndrome de Conn: excesso de aldosterona; Retenção de Na+, redução da concentração de K+ b) Angiotensina II: ↑Reabsorção de Na+ e H2O Hormônio de retenção de sódio mais potente do organismo; Aumenta a reabsorção de sódio, e a vasoconstrição eferente mantém a excreção normal de resíduos. Estimula a secreção de aldosterona; Vasoconstrição das arteríolas eferentes: efeito na dinâmica dos capilares peritubulares: aumento da reabsorção de Na e água; Diminui o fluxo sanguíneo renal, aumenta a fração de filtração, aumenta a pressão coloidosmótica peritubular, aumenta reabsorção de Na e água. Estimula diretamente a reabsorção de Na nos túbulos proximais, nas alças de Henle, nos túbulos distais e nos túbulos coletores; Estimula a bomba de Na/K/ATPase Estimula o trocador sódio/hidrogênio (lúmen proximal) Estimula o cotransporte sódio/bicarbonato (basolateral) c) Vasopressina (ADH) Túbulo distal, túbulo coletor e ducto coletor; Diluição e concentração da urina; Ocorrem em depleção de Na, hipovolemia ou hipotensão. Mariana Scheffer Sucolotti ATM 23 Receptores V2 ativam AMPc, cascata de sinalização ativa proteinocinase: AQP2 no lado luminal se agrupam formando canais para água; OBS: AQP 3 e 4 no lado basolateral não sofrem influência do ADH; d) Peptídio Natriurético Atrial (ANP): ↓Reabsorção de Na+ e H2O Inibe a reabsorção principalmente nos ductos coletores; Inibe a renina, e consequentemente a angiotensina II; Menor reabsorção de sódio aumenta a excreção urinária para retornar o volume sanguíneo ao normal; ANP aumenta: na insuficiência cardíaca (bombeamento ventricular deprimido); e) Hormônio da Paratireoide: ↑Reabsorção de Na++ Túbulos distais e alças de Henle; Também inibe a reabsorção de fosfato (t.proximal); Estimula a reabsorção de magnésio (alça de Henle); 4.5 Estimulação Simpática: Aumenta a reabsorção de Na+ Constrição arteriolar diminui FG, diminuindo a excreção de Na+: aumenta reabsorção de Na+ no túbulo proximal, no ramo ascendente da alça de Henle; Extímulo de receptores alfa-adrenérgicos; Estímulo da renina, angiotensina I: soma ao aumento de reabsorção de Na global. 5. USO DE MÉTODOS DE DEPURAÇÃO PARA QUANTIFICAR A FUNÇÃO RENAL A depuração renal de uma substância é o volume de plasma totalmente depurado da substância pelos rins por unidade de tempo(conceito abstrato).
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