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Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 0 0 www.sanarflix.com.br Resumo Reabsorção e Secreção Tubulares Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 1 1 www.sanarflix.com.br 1. Definição Processos que participam da formação da urina, que é resultado da filtração glomerular (FG) e da secreção e reabsorção tubulares. A reabsorção seleciona substâncias do filtrado glomerular para serem resgatas de volta para a circulação, enquanto a secreção realiza o processo inverso, liberando nos túbulos o que deverá ser excretado na urina. Esses processos participam do controle dos rins na composição dos líquidos corporais. 2. Morfologia Básica dos Rins ❖ Cada rim humano é revestido por uma cápsula fibrosa. E duas regiões: formadas por um córtex externo e uma medula interna, a qual possui os tubos coletores de urina. ❖ O córtex renal contém os néfrons, que a unidade funcional do rim. Cada néfron possui um glomérulo envolto pela cápsula de Bowman, onde ocorre a filtração glomerular, e os túbulos que formam a urina propriamente dita (imagem 1 e 2). ❖ Os túbulos dos néfrons são segmentados em regiões funcionalmente diferentes: túbulo proximal, alça de Henle, túbulo distal, túbulo distal final e os túbulos coletores cortical e medular. ❖ O túbulo proximal é o que primeiro recebe o filtrado glomerular. ❖ O ducto coletor termina na pelve renal, que forma um funil para a passagem da urina formada para o ureter e bexiga. Imagem 1 Imagem 2 Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 2 2 www.sanarflix.com.br 3. Mecanismos de Reabsorção Tubular ❖ A reabsorção tubular é bastante seletiva. Eletrólitos como sódio, cloreto e bicarbonato são muito reabsorvidos, ou seja, excretados em pequenas quantidades na urina, dependendo da necessidade do organismo. Entretanto, algumas substâncias nutricionais, como aminoácidos e glicose são totalmente reabsorvidas, não aparecendo na urina. ❖ São pouco reabsorvidos e muito excretados os produtos do metabolismo, como a ureia, creatinina e ácido úrico. Alguns fármacos e substâncias estranhas também são pouco reabsorvidos e, além disso, são secretados do sangue para os túbulos, tornando sua intensidade de excreção alta. ❖ Para a substância ser reabsorvida, primeiro ela precisa ser transportada através das membranas epiteliais dos túbulos para o interstício renal (filtração glomerular), e depois através da membrana dos capilares peritubulares para retornar ao sangue. ❖ Água e solutos podem ser transportados por via transcelular, atravessando as próprias membranas celulares, ou por via paracelular, através das junções celulares (imagem 3). ❖ Depois da absorção através das células epiteliais tubulares para o líquido intersticial, a água e solutos são transportados através dos capilares peritubulares Imagem 3 Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 3 3 www.sanarflix.com.br para o sangue, por ultrafiltração, processo passivo promovido pelo gradiente de pressões hidrostática e coloidosmótica. ❖ Então, a reabsorção pelos túbulos para o líquido intersticial inclui transporte ativo ou passivo, dependendo da substância que precisa ser reabsorvida. Transporte Ativo: No transporte ativo há gasto de energia. Quando a fonte de energia está ligada diretamente ao transporte, é chamado transporte ativo primário. Porém, quando a fonte de energia está indiretamente ligada ao transporte, chama-se transporte ativo secundário. • Transporte ativo primário ✓ Exemplo de transporte ativo primário é a reabsorção de sódio. As membranas basolaterais do epitélio tubular possuem bombas de Na+/K+- ATPase, que hidrolisam ATP e geram energia para transportar sódio para fora da célula e potássio para dentro (imagem 4). ✓ O bombeamento de sódio para fora favorece sua difusão passiva através do lúmen tubular para dentro da célula (retrovazamento). Isso devido à (1) existência de gradiente de concentração favorável, visto que a concentração extracelular de sódio se torna menor que a intracelular, e (2) do potencial intracelular negativo atrai íons Na+. ✓ Essa reabsorção ativa do sódio ocorre na maior parte do túbulo. No túbulo proximal existe ainda uma extensa borda em escova no lado luminal da membrana, que aumenta a superfície de contato, aumentando a reabsorção. Imagem 4 Imagem 4 Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 4 4 www.sanarflix.com.br • Transporte ativo secundário ✓ Exemplo desse tipo de transporte é o cotransporte de sódio e glicose. A difusão do sódio pelo gradiente eletroquímico, libera energia que é utilizada para mover simultaneamente a glicose. ✓ SGLT2 e SGLT1 são cotransportadores de sódio e glicose que ficam na borda em escova das células tubulares proximais e transportam a glicose para o meio intracelular contra seu gradiente de concentração, junto com o sódio (imagem 5). ✓ A maior parte da glicose é reabsorvida pelo SGLT2 na parte inicial do tubo coletor (segmento S1), e o restante é captado pelo SGLT1 na porção final desse tubo (segmento S3). ❖ Algumas partes do túbulo, reabsorvem moléculas grandes por pinocitose, que também requer energia. Nesse processo, a proteína adere à borda em escova e sofre invaginação da membrana luminal. No citosol, essa proteína é digerida em seus aminoácidos, os quais são reabsorvidos para o interstício pela membrana basolateral. ❖ A maioria das substâncias reabsorvidas ou secretada obedece a um limite na intensidade de transporte, chamada de transporte máximo. Esse limite corresponde à saturação do sistema, quando a quantidade de soluto liberado para o túbulo (carga tubular) excede a capacidade das proteínas transportadoras envolvidas no seu transporte. ❖ A glicose, por exemplo, é quase 100% reabsorvida no túbulo proximal. Quando a carga de glicose filtrada excede a capacidade de reabsorção dos túbulos, ela acaba sendo excretada na urina, o que ocorre em pacientes diabéticos. ❖ Algumas substâncias não têm transporte máximo, pois a intensidade de seu transporte é determinada pelo gradiente eletroquímico, permeabilidade da Imagem 5 Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 5 5 www.sanarflix.com.br membrana e o tempo que a substância permanece no túbulo. Além disso, hormônios como a aldosterona alteram esse transporte máximo. Transporte Passivo ✓ O principal exemplo de transporte passivo é o transporte da água, que reabsorvida principalmente por osmose. Algumas partes do túbulo renal, são bastante permeáveis à água, que atravessa principalmente as junções oclusivas. Outras partes são praticamente impermeáveis à água, sendo auxiliadas pela ação do hormônio ADH. ✓ Nas partes do néfron em que a água é transportada por via paracelular, as substâncias nela dissolvidas, principalmente os íons K+, Cl- e Mg2+, são transportados em conjunto, processo chamado de arrasto de solvente. ✓ Outro exemplo de transporte passivo é o transporte de cloreto. O transporte de sódio, gera potencial elétrico que atrai os íons negativos como cloreto, que são transportados, passivamente, em conjunto. O cloreto também pode ser transportado com o cotransporte de cloreto e sódio (transporte ativo secundário). ✓ A ureia é produzida como resíduo do metabolismo do nitrogênio, como ocorre na quebra de proteínas no fígado. Cerca de 50% da ureia filtrada é excretada. Mas a ela também é reabsorvida passivamente, devido ao gradiente de concentração estabelecido pela reabsorção da água e em algumas partes do néfron ela utiliza transportadores específicos. Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 6 6 www.sanarflix.com.br 4. Reabsorção e Secreção ao Longo do Néfron Túbulo Proximal ❖ Ascélulas epiteliais do túbulo proximal têm alto metabolismo e grande quantidade de mitocôndrias para sustentar a intensidade dos transportes ativos. ❖ Essas células também possuem borda em escova na membrana luminal, além de canais basais e intercelulares que, em conjunto, aumentam a superfície de transporte. ❖ A membrana da borda em escova possui muitas moléculas carreadoras, que transportam íons sódio e nutrientes orgânicos por cotransporte, como já mencionado. ❖ O sódio adicional é transportado para o interior da célula por mecanismo de contratransporte, que reabsorve o sódio ao mesmo tempo que secreta outras substâncias, especialmente íons hidrogênio. ❖ Na primeira metade do túbulo proximal, o sódio é reabsorvido por cotransporte junto com glicose, aminoácidos e outros solutos. Na segunda metade, entretanto, o sódio é reabsorvido principalmente com íons cloreto, graça ao gradiente eletroquímico – como no início do tubo há a preferência pela reabsorção de sódio, glicose e aminoácidos, a concentração de cloreto no restante do tubo se elava e gera gradiente que leva à difusão desse íon. ❖ O túbulo proximal também é local de secreção de ácidos e bases orgânicas, como sais biliares, oxalato, urato e catecolaminas, que normalmente são produtos finais de metabolismo, sendo minimamente reabsorvidos e altamente excretados. O mesmo ocorre com fármacos e drogas, que sofrem depuração rápida pelos rins. Imagem 6 Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 7 7 www.sanarflix.com.br Alça de Henle ❖ Consiste em três segmentos distintos: segmento descendente fino, segmento ascendente fino e segmento ascendente espesso. Os segmentos finos têm membrana epitelial fina, sem borda em escova e baixo nível metabólico. ❖ A porção descendente do segmento fino é muito permeável à água e moderadamente permeável para maioria dos solutos, incluindo ureia e sódio. A função desse segmento é principalmente permitir a difusão simples dessas substâncias. ❖ Os dois segmentos ascendentes são impermeáveis à água, característica importante para a concentração de urina. ❖ O segmento espesso possui células são capazes de reabsorver ativamente Na+, Cl- e K+, além de Ca2+ e outros íons. As bombas de Na+/K+-ATPase presentes nas células epiteliais desse segmento são importantes para a reabsorção desses solutos, pois cria gradiente de concentração favorável. ❖ No segmento espesso, a movimentação do sódio pela membrana luminal é mediada principalmente pelo cotransportador de 1- sódio, 2-cloreto e 1-potássio. Esse cotransportador, embora mova cátions e ânios em quantidades iguais para dentro e fora da célula, ocorre discreto retrovazamento de íons K+, gerando potencial positivo no lúmen tubular. Por sua vez, esse potencial faz com que íons cálcio e magnésio se difundam para o espaço intersticial. ❖ O componente ascendente fino tem baixa capacidade de reabsorção e componente descendente não absorve quase nenhum soluto. ❖ O segmento ascendente espesso é o local de ação de potentes diuréticos (“de alça”), furosemida, ácido etacrínico e bumetanida, que inibem a ação do cotransportador de sódio, 2-cloreto, potássio. Imagem 7 Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 8 8 www.sanarflix.com.br ❖ No segmento ascendente espesso também ocorre reabsorção significativa de cátions Mg+, Ca++, Na+ e K+, devido à carga parcialmente positiva do lúmen tubular em relação ao interstício. Além disso, ele é praticamente impermeável à água. Túbulo Distal ❖ Recebe o conteúdo proveniente do segmento ascendente espesso da alça de Henle. ❖ Sua primeira porção forma a macula densa, grupo de células epiteliais agrupadas que fazem parte do complexo justaglomerular e faz controle de feedback da filtração glomerular e fluxo sanguíneo no néfron. ❖ A segunda porção do túbulo distal é chamada de segmento de diluidor, ela é muito permeável à maioria dos solutos, porém praticamente impermeável à água e ureia, tornando o líquido tubular ainda mais diluído. ❖ Os diuréticos tiazídicos agem nessa porção do tubo. São muito utilizados no controle de hipertensão e insuficiência cardíaca, agem inibindo o cotransportador de sódio- cloreto. Esse cotransportador move cloreto de sódio do lúmen tubular para a célula, sendo bloqueado, o sódio fica no lúmen tubular e consequentemente “puxa” mais água por osmose, diminuindo o volume plasmático. • Túbulo Distal Final e Túbulo Coletor Cortical ✓ Essas duas porções do túbulo compartilham características similares. São formados por dois tipos de células: principais e intercaladas. ✓ As células principais reabsorvem sódio e água e secretam íons potássio para o lúmen. Já as células intercaladas reabsorvem íons potássio e secretam íons hidrogênio. ✓ A atividade das células principais depende da bomba de Na+/K+-ATPase, a qual mantém a concentração intracelular de sódio baixa, favorecendo sua difusão pelos canais especiais para dentro da célula. Já o potássio entra na célula pela bomba, e por conta do gradiente estabelecido, ele é difundido através da membrana luminal para o líquido tubular. ✓ As células principais são locais de ação dos diuréticos poupadores de potássio, como espironolactona, eplerenona, amilorida e triantereno. A espironolactona Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 9 9 www.sanarflix.com.br e a eplerenona competem com a aldosterona pelos sítios nas células principais, inibindo o efeito desse hormônio. ✓ A amilorida e o triantereno são bloqueadores do canal de sódio, inibindo diretamente a entrada desse íon pelas membranas luminais, portanto também diminuem a excreção urinária de potássio (diuréticos poupadores de potássio). ✓ A secreção de íon H+ pelas células intercaladas é mediada pelo transportador de hidrogênio-ATPase. Para cada íon H+ liberado, um íon de bicarbonato fica disponível para reabsorção através da membrana basolateral. ✓ A permeabilidade à água no túbulo distal final e coletor cortical é controlada pela concentração de aldosterona. Sem esse hormônio, esses túbulos são praticamente impermeáveis à água. ✓ O gráfico 1 mostra a concentração das substâncias ao longo do túbulo renal. Observa- se que substâncias como glicose têm sua concentração diminuída porque são muito reabsorvidos, enquanto substâncias como creatinina têm sua concentração aumentada porque serão excretados, ou seja, são pouco absorvidos. Ducto Coletor Medular ❖ É o local de processamento final da urina. Suas células epiteliais têm sua permeabilidade à água regulada pelo ADH, que aumenta a retenção de água à medida que seu nível aumenta. ❖ O ducto medular também é permeável à ureia e possui cotransportadores específicos dessa substância e, além disso, esse ducto é capaz de secretar íons H+ contra grande gradiente de concentração, desempenhando papel importante na regulação do equilíbrio acidobásico. Gráfico 1 Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 10 10 www.sanarflix.com.br 5. Regulação da Reabsorção Renal ❖ A regulação da reabsorção tubular se dá por três mecanismos básicos: balanço glomerulotubular, ação das forças hidrostáticas e coloidosmótica, e regulação hormonal. ❖ O balanço glomerulotubular no aumento da intensidade de reabsorção em resposta ao aumento do influxo tubular, ou seja, aumento da FG. Esse processo conta com mecanismos que independem da ação de hormônios. Isso forma uma linha de defesa contra as alterações da FG. ❖ Já as forças hidrostáticas e coloidosmótica ao longo dos capilares peritubulares são as mesmas forças que controlam a filtração glomerular. Elas incluem a pressão hidrostática dos capilares peritubulares (PHCP), que se opõem à reabsorção; pressão hidrostática no interstício renal (PHIR), que favorece a reabsorção; pressão coloidosmótica dos capilares peritubulares (PCCP), que tambémfavorece a reabsorção; e a pressão coloidosmótica do interstício renal (PCIR), que se opõe à reabsorção. • A reabsorção pelos capilares peritubulares pode ser calculada como: Reabsorção = Kf x Força efetiva de Reabsorção. A força efetiva de reabsorção representa a soma das forças hidrostática e coloidosmótica, que podem favorecer ou se opor à reabsorção, e Kf corresponde ao coeficiente de filtração, que é medida a partir da permeabilidade e da área de superfície dos capilares. • A intensidade de reabsorção normal é cerca de 124mL/min, com pressão de reabsorção resultante de 10 mmHg, com Kf normalmente cerca de 12,4 mL/min/mmHg. • A PHCP é influenciada pela pressão arterial e pelas resistências das arteríolas aferentes e eferentes. O aumento da PA costuma elevar a PHCP e diminuir a intensidade de reabsorção. Alguns mecanismos autorreguladores amortecem esse efeito, mantendo constantes o fluxo renal e as pressões hidrostática nos vasos renais. Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 11 11 www.sanarflix.com.br • Já o aumento da resistência das arteríolas reduz a PHCP, e tende a aumentar a intensidade de reabsorção. • A pressão coloidosmótica (PC) é determinada pela pressão coloidosmótica sistêmica e pela fração de filtração, e com o aumento dela, aumenta-se a reabsorção dos capilares peritubulares (RCP). • A fração de filtração consiste na proporção do FG/fluxo plasmático renal, então seu aumento pode ser resultado ou de FG aumentada ou fluxo renal diminuído, e irá aumentar a PC e a RCP. • A diminuição da RCP, causada tanto por aumento da PHCP quanta pela diminuição da PCCP, eleva a PHIR e diminui a PCIR, por conta da diluição das proteínas intersticiais. Isso reduz a reabsorção dos túbulos para o interstício, principalmente nos túbulos proximais (imagem 6). • Com a entrada de solutos no interstício renal, a água se move para esse compartimento. O conjunto de água + solutos pode ser arrastado para os capilares peritubulares ou se difundirem de volta para o lúmen tubular, pelas junções oclusivas. Essas junções oclusivas são passíveis de retrovazamento, permitindo movimento de sódio para ambos os lados. • Com a alta intensidade da RCP, ocorre movimento da água e solutos com pouco retrovazamento para o lúmen. Entretanto, quando há aumento da RCP normal, ocorre aumento da PHIR e a tendência é que grandes quantidades de soluto e água vazem de volta para o lúmen tubular, reduzindo a reabsorção efetiva. – O oposto é verdadeiro quando há aumento da RCP acima dos níveis normais. Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 12 12 www.sanarflix.com.br Em resumo: as forças que aumentam a RCP também aumentam a reabsorção dos túbulos renais e, por outro lado, alterações hemodinâmicas que inibem a RCP também inibem a reabsorção tubular de água e solutos • Aumentos na PA podem provocar aumento da excreção urinária de sódio e água, fenômenos chamados de natriurese pressórica e diurese pressórica, respectivamente. Por causa dos mecanismos autorreguladores, o aumento da PA entre os limites de 75 e 160 mmHg normalmente tem pouco efeito sobre o fluxo sanguíneo renal e sobre a FG. Mas quando a autorregulação da FG está comprometida, como na doença renal, aumentos na PA produzem efeitos mais drásticos na FG. • A pressão arterial renal aumentada gera aumento discreto na pressão hidrostática capilar peritubular, especialmente nos vasa recta da medula renal, e aumento conjunto da PHIR, que intensificam o retorno de sódio para o lúmen tubular, estimulando a maior retenção de água e aumento do débito urinário. • A natriurese e diurese pressórica também são afetas pela formação da angiotensina II, que aumenta a reabsorção de sódio pelos túbulos e estimula a secreção de aldosterona, aumentando ainda mais a reabsorção de sódio. • Por fim, o controle hormonal da reabsorção tubular se dá principalmente pela angiotensina II, aldosterona e ADH. • A aldosterona é secretada pela zona glomerulosa do córtex adrenal. Ele aumenta a reabsorção de sódio, como já mencionado, e também estimula a secreção de potássio. o O primeiro local de ação da aldosterona é o túbulo coletor cortical, onde estimula a bomba de Na+/K+-ATPase na face basolateral da membrana do túbulo coletor cortical. o Os principais estímulos para a aldosterona são a concentração extracelular de potássio aumentada e níveis de angiotensina II elevados, o que normalmente ocorre em situações de baixa de sódio e volume ou pressão Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 13 13 www.sanarflix.com.br sanguínea baixa. – Ou seja, a aldosterona contribui para a regularização do volume do líquido extracelular e pressão sanguínea. o A doença de Addison se caracteriza por ausência de aldosterona, por defeitos nas adrenais, enquanto a síndrome de Conn ocorre em pacientes com tumores nas adrenais, apresentado excesso do hormônio. Nesses dois casos, a regulação da concentração de potássio fica muito comprometida. • A angiotensina II aumenta a reabsorção de água e é um dos mais potentes retentores de sódio no organismo. o Como já mencionado, a angiotensina II é estimulada pela pressão sanguínea baixa ou volume extracelular diminuído, como ocorre em casos de hemorragia ou diarreia grave (fluxograma 1). o Esse hormônio auxilia no restabelecimento da homeostase aumentando a reabsorção de sódio nos túbulos renais, estimulando ou a (1) bomba de Na+/K+-ATPase ou a (2) troca de Na+-H+ na membrana luminal ou o (3) cotransporte de sódio e bicarbonato. o Além disso, a angiotensina também provoca contração as arteríolas eferentes, o que causa aumento da PHCP, aumentando a reabsorção tubular efetiva, e essa contração também gera redução do fluxo sanguíneo renal, elevando a fração de filtração e a PC dos capilares peritubulares, que aumenta a reabsorção de sódio e água. o O efeito vasoconstritor da angiotensina II é seletivo, ele ajuda na manutenção da excreção normal de outros resíduos, como ureia e creatinina, mesmo com a retenção de sódio. o A angiotensina II também estimula a secreção de aldosterona e consequentemente maior reabsorção de sódio. Fluxograma 1 Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 14 14 www.sanarflix.com.br • O ADH (hormônio antidiurético), também chamado de vasopressina, tem como função principal aumentar a permeabilidade à água. o O ADH se liga a receptores específicos nos túbulos e ductos coletores, onde aumenta a formação de AMP cíclico e ativa proteinoquinases. Essa ativação atrai as aquaporinas-2 (AQP-2) para a membrana luminal da célula, proteínas que formam canais para a água na membrana, permitindo sua rápida difusão. Existem outros tipos de aquaporinas, mas acredita-se que elas não são reguladas por ADH. o Quando o nível de ADH se reduz, as AQP-2 retornam para o citoplasma celular, reduzindo a permeabilidade à água. • Além desses hormônios, a reabsorção tubular ainda é influenciada por outros três fatores: ANP, hormônio da paratireoide e sistema nervoso simpático. o ANP (peptídeo natriurético atrial) é secretado por células dos átrios cardíacos quando distendidas pelo aumento do volume plasmático, o que ocorre na insuficiência cardíaca congestiva, por exemplo. Esse peptídio inibe diretamente a reabsorção de sódio e água, principalmente nos ductos coletores. o Além disso, o ANP inibe a secreção de renina e consequentemente de angiotensina II, o que aumenta o débito urinário na tentativa de restabelecer o volume sanguíneo. o O hormônio da paratireoide age principalmente no controle dos níveis de cálcio, aumentando a reabsorção desse íon, especialmente nos túbulos distais. o O hormônio da paratireoide também inibe a reabsorção de fosfato e estimula a retenção de magnésio. o O SNS, se ativado, pode diminuir a reabsorção de sódio e águapor causar vasoconstrição nas arteríolas renais, reduzindo a FG. Isso ocorre pela ativação de receptores α-adrenérgicos nas células epiteliais do túbulo renal. Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 15 15 www.sanarflix.com.br o A estimulação do SNS também aumenta a liberação de renina e consequentemente de angiotensina II, intensificando o efeito de reabsorção tubular de sódio. 6. Depuração Renal ❖ A depuração renal é o volume de plasma que é depurado da substância pelos rins por unidade de tempo. Consiste numa forma útil de quantificar a função excretora dos rins. ❖ A intensidade de depuração por ser calculada por: ❖ A filtração glomerular (FG) pode ser medida pela depuração da inulina (injetada) ou da creatinina (resíduo do metabolismo muscular), seguindo o princípio de que se uma substância é filtrada livremente e não reabsorvida ou secretada pelos túbulos, sua intensidade de excreção será igual à intensidade de filtração. FG = Cs = Us x V/|Os. Referências bibliográficas 1. GUYTON & HALL. Tratado de Fisiologia Médica. 12ªed. 2. JUNQUEIRA & CARNEIRO. Histologia Básica. 12ªed. Onde Cs corresponde à intensidade de depuração, Us é a concentração urinária da substância, Ps é a concentração plasmática da substância e V é a intensidade do fluxo urinário. Resumo de Reabsorção e Secreção Tubulares 16 16 www.sanarflix.com.br
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