fisiologia - sistema urinário (2)

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FISIOLOGIA SISTEMA URINÁRIO
Scheila Maria (meus resumos)
FUNÇÕES DOS RINS: Regulação do volume do LEC e pressão sanguínea; Regulação da osmolaridade; Manutenção do equilíbrio iônico; Regulação hemostática do pH; Excreção de resíduos: Creatinina do metabolismo dos músculos, ureia e ácido úrico, hormônios; Produção de hormônios: 
Eritropoetina: hormônio/citocina que regula a produção de eritrócitos. 
Renina: regula a produção de hormônios envolvidos no balanço de sódio e homeostase da pressão sanguínea. 
Enzimas ajudam na conversão de vitamina D3 em um hormônio que regula balanço de Ca++
ANATOMIA DO SISTEMA URINÁRIO: 
O néfron é a unidade funcional do rim, 80% estão na região do córtex renal e 20% na região medular (justamedulares). 
A função do sistema porta renal é primeiro filtrar liquido para fora do sangue e para dentro do lúmen do néfron nos capilares glomerulares e depois reabsorver líquido do túbulo de volta para o sangue nos capilares peritubulares. 
Elementos Vasculares: arteríola aferente, glomérulo, arteríola eferente, capilares peritubilares, vênulas e veia renal. 
Elementos tubulares: Cápsula de Bowman (+ glomérulo = corpúsculo renal), túbulo proximal, alça de Henle (ramos descendente e ascendente), túbulo distal, ducto coletor, pelve renal.
OBS: A parte final do ramo ascendente da alça de Henle, passa entre as arteríolas aferente e eferente. Essa região se chama aparelho justaglomerular. 
VISÃO GERAL DA FUNÇÃO RENAL.
Processos básicos do néfron: filtração, reabsorção e secreção.
Filtração = movimento de líquido do sangue para o lúmen do néfron, acontece apenas no corpúsculo renal. 
Reabsorção = transporte de substâncias presentes no filtrado do lúmen do túbulo de volta para o sangue pelos capilares peritubulares. A água segue por osmose. 
Secreção = remove moléculas específicas do sangue e adiciona ao filtrado do lúmen do túbulo. É mais seletivo que a filtração e utiliza proteínas de membrana. 
O néfron modifica o volume e a osmolaridade do líquido.
O filtrado que deixa o túbulo proximal tem a mesma osmolaridade do que entrou. Portanto a função primária do túbulo proximal é a reabsorçã, de líquido isosmótico. 
Alça de Henle: principal local de produção da urina diluída. É reabsorvido mais soluto que água e o filtrado torna-se hipoosmótico. 
Túbulo contorcido distal e ducto coletor: balanço fino de sal e água sob controle hormonal. 
Quantidade filtrada - quantidade reabsorvida + quantidade secretada = quantidade excretada de soluto
FILTRAÇÃO: 
Em condições normais as células sanguíneas e a maioria das proteínas plasmáticas permanecem no capilar, de modo que o filtrado contem apenas água e solutos dissolvidos. 
O plasma filtrado para a cápsula de Bowman corresponde a 1/5 do volume total. Os outros 4/5, junto com as proteínas plasmáticas e células sanguíneas seguem pela arteríola eferente para os capilares peritubulares. 
A porcentagem do volume total de plasma que é filtrada para dentro do túbulo é chamada fração de filtração. 
O corpúsculo renal tem três barreiras de filtração: endotélio do capilar, lâmina basal e epitélio da cápsula de Bowman. 
1ª barreira: O endotélio capilar é fenestrado com poros grandes que permitem que a maioria dos componentes do plasma sejam filtradas, porém pequenos o suficiente para impedir a passagem de células sanguíneas. As proteínas são repelidas por outras encontradas na superfície dos poros. 
OBS: as células mesangiais ficam entre e ao redor dos capilares glomerulares que possuem feixes de actina responsáveis por contrair alterando o fluxo. Também secretam citocinas. 
2ª barreira: lâmina basal separa o endotélio capilar do epitélio da cápsula e são glicoproteicas carregadas negativamente. Atua como peneira grossa excluindo a maioria das proteínas que flui através dela. 
3ª barreira: epitélio da cápsula de Bowman. A parte que recobre os capilares consiste em céls especializadas = podócitos que recobrem os capilares através de pés deixando fendas de filtração.	
OBS: as fendas de filtração são fechadas por uma membrana semiporosa que contém várias proteínas únicas como nefrina e podocina. Caso essas proteínas estejam ausentes, proteínas passam através da barreira glomerular para a urina. 
A pressão nos capilares é influenciada por três processos: 
Pressão hidrostática (Ph): a pressão sanguínea nos capilares força o liquido através do endotélio permeável. 
Pressão coloidosmótica (π): a pressão coloidosmotica dentro dos capilares é maior que na cápsula de Bowman devido as proteínas. Esse gradiente favorece o retorno de líquido para os capilares. 
Pressão hidrostática do líquido capsular (Pcaps): Se opõe a filtração e ocorre devido a presença de líquido na cápsula. O líquido filtrado desloca o líquido presente no lúmen da cápsula. 
A força motriz resultante das pressões é de 10mmHg na direção da filtração
TGF = taxa de filtração glomerular (volume/unidade de tempo). A TGF é influenciada pela pressão de filtração e pelo coeficiente de filtração. 
A pressão de filtração é determinada pelo fluxo sanguíneo renal e PA.
O coeficiente de filtração envolve dois fatores: superfície de troca disponível nos capilares e permeabilidade entre capilar e cápsula.
A TGF é controlada primariamente pelo fluxo sanguíneo nas arteríolas renais. Se a resistência global das arteríolas aumenta o fluxo é desviado para outros órgãos e os efeitos sobre a TGF variam devido ao local de constrição. Se a arteríola aferente se contrai, a pressão no glomérulo cai e a TGF também. Porém se o mesmo ocorre na arteríola eferente a pressão no glomérulo aumenta e a TGF também. A maior parte da regulação ocorre pela arteríola aferente. 
Auto regulação da TGF
Funções: manutenção quase constante frente as flutuações normais da pressão sanguínea. (quando a pressão arterial média está entre 80 e 180 mmHg. Antes dessa taxa, a TGF aumenta com o aumento da pressão). Além disso protege as barreiras de filtração contra a alta PA que pode danificá-las. 
Se dá através de dois mecanismos: regulação miogênica ou tubuloglomerular:
RESPOSTA MIOGÊNICA: habilidade intrínseca do m. liso vascular responder a mudanças de pressão. Quando o músculo estira devido ao aumento da PA se abrem canais iônicos despolarizando o músculo. A despolarização abre canais de Ca ++ controlados por voltagem e o músculo contrai aumentando a resistência, diminuindo o fluxo e diminuindo a TGF. Quando a pressão diminui o nível tônico de contração arteriolar diminui e o vaso dilata. Porém como normalmente já fica em estado relaxado, a vasodilatação não exerce grandes efeitos sobre a TGF.
OBS: Quando a pressão diminui, a TGF diminui de forma adaptativa pois menos plasma é filtrado e o potencial para perda de líquido diminui conservando a volemia. 
RESPOSTA TUBULOGLOMERULAR: via de controle local no qual o fluxo de líquido no túbulo influencia a TGF. A parte final do ramo ascendente da alça de Henle passa entre as arteríolas = aparelho justaglomerular. A parte da parede arteriolar e do túbulo que estão em contato sofrem modificações. No túbulo forma a mácula densa e na arteríola células especializadas musculares lisas chamadas células granulares que secretam RENINA (envolvida no balanço sal e água). 
SITUAÇÃO: Quando o NaCl que passa pela mácula densa aumenta devido a TGF aumentada, as células dessa região enviam sinais parácrinos para a arteríola aferente que se contrai aumentando a resistência e diminuindo a TGF.
Hormônios e neurônios autonômicos também influenciam a TGF
Alteram a TGF de duas maneiras: mudando a resistência nas arteríolas ou mudando o coeficiente de filtração 
Controle neural: mediado por neurônios simpáticos que inervam as arteríolas aferente e eferente. Essa inervação via receptores alfa causam vasoconstrição. Estímulo moderado causa pequena mudança na TFG, já em caso de hipovolemia ocorre redução do fluxo renal e da TFG. 
Na atuação hormonal há a angiotensina II como vasoconstritor e prostaglandinas como vasodilatadores. Podem afetar o coeficiente de filtraçãopor atuar nos podócitos ou nas céls mesangiais. 
Obs: podócitos mudam o tamanho das fendas de filtração e a contração das céls mesangiais altera a área de superfície do capilar disponível para filtração. 
REABSORÇÃO: 
A maior parte da reabsorção ocorre nos túbulos proximais. No néfron distal, a reabsorção regulada permite devolver íons e líquido ao plasma quando necessário para manter a homeostase. 
O plasma é filtrado para depois ocorrer reabsorção por dois motivos: a alta taxa de filtração retira substâncias exógenas do plasma muito rapidamente; E, se a porção de filtrado que chega ao néfron distal não é necessária passa para a urina, porém se for necessária a homeostase é reabsorvida. 
O filtrado possui a mesma composição do LEC e, portanto a reabsorção de água e solutos precisa ocorrer por transporte ativo, para criar gradientes de concentração ou eletroquímicos. A água, por sua vez, segue osmoticamente.
MECANISMO
Na+ é reabsorvido por transporte ativo
Gradiente eletroquímico impulsiona a reabsorção de ânions
A água move-se por osmose seguindo a reabsorção do soluto
A concentração de outros solutos aumenta a medida que o volume de líquido no lúmen diminui. Solutos permeáveis são reabsorvidos por divisão. 
A reabsorção envolve transporte transepitelial – quando as substâncias cruzam as membranas apical e basolateral das céls epiteliais tubulares; ou transporte via paracelular – substâncias passam através das junções entre duas céls adjacentes.
O caminho seguido depende da permeabilidade das junções epiteliais e do gradiente eletroquímico. Os solutos que atravessam as membranas a favor do gradiente utilizam canais de vazamento ou proteínas carreadoras. Já os que atravessam contra seu gradiente utilizam transporte ativo primário ou secundário. Segue alguns exemplos: 
TRANSPORTE ATIVO DE SÓDIO: É a principal força que impulsiona a maior parte da reabsorção. O filtrado, de composição igual a plasmática possui mais Na+ do que o interior da celular. Os íons passam então para as células tubulares a favor do seu gradiente (através de transportadores simporte ou antiporte como o Na+H+ ou canais de vazamento). Uma vez dentro da célula passa ativamente para fora por transporte ativo pela Na+K+ATPase e o resultado final é a reabsorção através do epitélio tubular. 
TRANDPORTE ATV. SECUNÁRIO (SIMPORTE COM SÓDIO): O transporte atv secundário ligado ao sódio é responsável pelo transporte de AA, íons metabólitos e glicose. Proteína simporte apical que utiliza energia da movimentação do Na+ e transportador de difusão basolateral. EX:
Lúmen: baixa glicose, alto Na+/ Citoplasma das céls tubulares: alta glicose, baixo Na+
Contratransportador Na+glicose na membrana apical leva a glicose para o citoplasma contra seu gradiente com a energia do movimento do Na+ a favor de seu gradiente
Uma vez dentro da célula Na+ é reabsorvido para o LEC através da bomba Na+K+ATPase	
Já a glicose é reabsorvida para o LEC atraves de transportador de difusão facilitada GLUT
REABSORSÃO PASSIVA – UREIA: A ureia não possui transportador ativo. Inicialmente sua concentração no filtrado é igual a do plasma porém com a passagem de Na+ e outros solutos Há passagem também água por osmose, o que torna o filtrado concentrado em ureia. A ureia então passa via transportadores de difusão facilitada, do lumens para o LEC.
TRANSCITOSE – PROTEÍNAS PLASMÁTICA: Proteínas normalmente não são filtradas para o glomérulo porém pequenos hormônios proteicos e algumas enzimas conseguem passar. São então reabsorvidas no túbulo proximal porém são grandes para passarem por canais ou proteínas transportadoras. São então movidas para as céls tubulares por endocitose e depois digeridas e liberadas como AA ou devolvidas ao LEC intactas por transcitose. 
O transporte renal pode atingir saturação. 
O transporte no néfron utiliza proteínas de membrana e exibe três características do transporte mediado: saturação, especificidade e competição. 
Saturação refere-se a taxa de transporte máximo que ocorre quando todos os transportadores disponíveis estão ocupados pelo substrato. Quando substrato se encontra abaixo do ponto de saturação a taxa de transporte aumenta com o aumento de sua concentração. Porém quando atinge o ponto de saturação ou está acima dele a taxa de transporte opera em valor máximo. 
SITUAÇÃO: consequências da saturação – exemplo da diabete melito: Em concentrações normais de glicose no sangue todas as moléculas conseguem ser capturadas por transportadores antes de alcançar o final do túbulo proximal. Porém em concentrações maiores como no caso da diabetes melito ocorre filtração mais rápida que a absorção de forma que os carregadores ficam saturados e glicose sai na urina. 
OBS: O gráfico da taxa de filtração da glicose varia com a concentração desta no plasma, como a filtração não tem saturação o gráfico continua infinitamente em linha reta. A concentração no LEC é a mesma que no filtrado. Já a reabsorção aumenta até um nível máximo de saturação. 
LIMIAR RENAL: concentração plasmática na qual a glicose começa a aparecer na urina.
Quantidade excretada = Quantidade filtrada – quantidade reabsorvida + quantidade secretada. (sob condições normais toda a glicose filtrada é reabsorvida) 
OBS: A excreção da glicose na urina = glicosúria e indica quantidade elevada de glicose no sangue. SE ocorre glicosúria e a glicemia estiver normal o problema pode ser uma alteração genética na qual o néfron não produz transportadores suficientes. 
As pressões nos capilares peritubulares favorecem a reabsorção: Os solutos e o líquidos são reabsorvidos do lúmen do túbulo para o LEC. Do LEC precisam passar para os capilares e a força motriz é a baixa pressão hidrostática que 	existe nos capilares peritubulares (ñ confundir com os capilares glomerulares onde a pressão é bem maior). Nos glomerulares a pressão é 55mmHg, nos peritubulares 10mmHg e a pressão coloidosmótica que favorece o movimento de líquido para os capilares é de 30 mmHg. 
SECREÇÃO: 
transferência de moléculas do LEC para o lúmen do néfron. Depende de sistemas de transporte como a reabsorção. 
A secreção torna a excreção de uma substância muito mais eficaz. 
É um processo ativo pois se move contra gradientes de concentração.
A maioria dos compostos orgânicos atravessa o epitélio tubular para o lúmen por transporte atv. secundário. 
PENICILINA: É rapidamente secreteada pelos túbulos renais. Por isso quando começou a ser produzida era administrada com o probenecide, um competidor do seu transportador no néfron. A penicilina era então mantida no sangue. 
EXCREÇÃO: 
Quando o líquido chega ao final do néfron guarda pouca semelhança com o filtrado que iniciou na cápsula de Bowman. Metabólitos úteis, glicose e AA desaparecem e resíduos orgânicos estão mais concentrados. 
Apenas a taxa de excreção de uma substância não nos dá muitas informações pois essa taxa depende da taxa de filtração, secreção e reabsorção. 
A taxa de depuração se refere a quantidade de plasma que é limpo dessa substância em determinado intervalo de tempo.
Se a taxa de reabsorção de uma substância é 0% toda ela é excretada então se 100mL de plasma são filtrados por minuto, a cada minutos 100mL de plasma são reabsorvidos livres da tal substância. A depuração seria, portanto de 100mL/min. (ou seja, igual a TFG). 
Sabendo-se a TFG de uma pessoa (normalmente através da depuração de creatinina) podemos saber como o rim maneja determinado soluto através da equação: 
O valor da depuração também pode ser utilizado para determinar como o néfron maneja um soluto filtrado. A depuração da creatinina ou inulina é calculada e depois comparada com a do soluto. Se a do soluto for menor, indica que houve reabsorção. Se for maior, houve secreção, ou seja, mais plasma foi depurado do soluto do que a quantidade de plasma filtrada então esse soluto adicional foi removido por secreção. 
A comparação dos valores diz apenas os resultantes mas não especifica se houve reabsorção ou secreção. O K+ por exemplo é quasetodo reabsorvido no túbulo proximal, depois uma pequena parte é secretada e nos resultados final parece que apenas ocorreu reabsorção. 
MICÇÃO:
Ao deixar os ductos coletores o filtrado não pode mais ser modificado e passa a ser chamado de urina.
Flui para a pelve renal e desce pelo ureter em direção a bexiga com ajuda de contrações rítmicas do músculo liso. 
BEXIGA: órgão oco cujas paredes tem camadas desenvolvidas de músculo liso e armazena urina até um limite de 500mL. O colo da bexiga é contínuo com a uretra e fechado pois dois esfíncteres. A uretra é o tubo pelo qual a urina passa para alcançar o meio externo. 
Esfíncter interno: continuação da parede da bexiga, constituído de músculo liso e seu tônus normal o mantém contraído
Esfíncter externo: músculo esquelético controlado por neurônios motores somáticos. A estimulação tônica mantém sua contração, exceto durante a micção. 
BEXIGA EM REPOUSO
Estado relaxado (enchimento da bexiga) 
Esfincter interno (m. liso) contraído passivamente
Neurônio motor disparando mantém esfíncter externo (m. esquelético) contraído. 
 MICÇÃO 
Receptores de estiramento disparam .
Neurônios parassimpáticos disparam contraíndo o músculo liso
Neurônios motores param de disparar relaxando o esfíncter externo	
O esfincter interno puxado passivamente abre. 
A micção é um reflexo espinal simples que está sujeito aos controles consciente e inconsciente do centro encefálico superior. 
A medida que a bexiga enche e suas paredes expandem os receptores de estiramento enviam sinais via neurônios sensoriais para a medula, onde a informação é integrada e transferida a dois conjuntos de neurônios: os parassimpáticos que inervam o m. liso da bexiga (contraem aumentando a pressão no conteúdo) e motores somáticos que inervam o esfíncter (são inibidos relaxando o esfíncter). 
A pressão exercida pela urina força o esfíncter interno a abrir
O reflexo de miccção simples ocorre primariamente em crianças, já o reflexo aprendido envolve fibras sensoriais adicionais que sinalizam o grau de enchimento. Centros no tronco encefálico e córtex cerebral recebem essa informação e superam o reflexo de micção básico inibindo as fibras parassimpáticas e reforçando a contração do esfíncter externo. Quando chega a hora de urinar esses mesmos centros removem a inibição e facilitam a micção inibindo agora a contração do esfíncter externo.