ESTUDO DIRIGIDO

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ESTUDO DIRIGIDO – FISIOLOGIA APLICADA À FARMÁCIA
TEMA: SISTEMA RENAL
QUESTÕES
1- Quais são os componentes do sistema renal?
Os componentes do sistema renal são:
· Dois rins;
· Dois ureteres;
· Bexiga urinária
· Uretra.
2- Quais são as funções do sistema renal?
· Excreção de produtos indesejáveis do metabolismo e de substâncias químicas estranhas;
· Regulação do equilíbrio de água e dos eletrólitos;
· Regulação da osmolalidade dos líquidos corporais e da concentração de eletrólitos;
· Regulação da pressão arterial; 
· Regulação do equilíbrio ácido-base;
· Regulação da produção de hemácias; 
· Secreção, metabolismo e excreção de hormônios; 
· Gliconeogênese.
3- Quais são as estruturas que compõem o néfron?
O néfron é denominado como unidade funcional. É formado por um conjunto de estruturas renais. De modo que esse conjunto é denominado como corpúsculo renal.
O corpúsculo renal (ou corpúsculo de Malpighi) é formado pelo glomérulo e pela cápsula de Bowman. Os túbulos renais são formados pelo túbulo contorcido proximal, a alça de Henle, o túbulo contorcido distal e o túbulo coletor.
4- Quais são os 3 processos envolvidos com a formação de urina que acontecem nos
nefros? Explique cada um destes processos.
O processo envolvido na a formação de urina que acontece nos nefros, ocorrem em três etapas que são: 
(1) filtração glomerular; 
(2) reabsorção de substâncias dos túbulos renais para o sangue;
(3) secreção de substâncias do sangue para os túbulos renais.
A formação da urina inicia-se quando grande quantidade de líquido praticamente sem proteínas é filtrada (1) dos capilares glomerulares para o interior da cápsula de Bowman. A grande parte das substâncias no plasma, em exceção as proteínas, é livremente filtrada, de forma que a concentração dessas substâncias no filtrado glomerular da cápsula de Bowman é a mesma do plasma. Assim a medida que o líquido filtrado sai da cápsula de Bowman e flui pelos túbulos, é modificado pela reabsorção (2) de água e solutos específicos, de volta para os capilares peritubulares ou por meio da secreção (3) de outras substâncias dos capilares peritubulares para os túbulos.
· Filtração: A primeira parte da formação da urina ocorre por meio do processo de filtração, que se dá no interior do corpúsculo renal. Em virtude da alta pressão do sangue no interior dos capilares do glomérulo, algumas substancia sofrem um extravasamento para o interior da cápsula renal. Desta forma o filtrado resultante, que possui características semelhantes ao filtrado sanguíneo, contudo com uma menor quantidade de proteínas, segue em direção aos túbulos renais. 
· Reabsorção: Nesta etapa, o filtrado resultante da etapa da filtração apresenta substâncias de grande importância para o organismo que possivelmente são reabsorvidas para o sangue. A reabsorção ocorre no túbulo néfrico, principalmente nos túbulos proximais, de modo que seja importante para evitar a perda excessiva de substâncias, como água, sódio, glicose e aminoácidos. Esse processo é responsável por determinar como será a composição final da urina.
· Secreção: Algumas substâncias que se encontram presentes no sangue e que são indesejáveis ao organismo são absorvidas pelas células do túbulo contorcido distal. O ácido úrico e amônia fazem parte dessas substâncias que são retiradas dos capilares e lançadas ao líquido que formará a urina.
5- Onde acontece o processo de filtração? Quais são as pressões envolvidas neste processo?
O processo de filtração acontece na cápsula glomerular.
 A pressão efetiva do processo de filtração representa a soma das forças hidrostáticas e coloidosmóticas, de modo que favorecem ou se opõem à filtração por meio dos capilares glomerulares. Essas forças são:
 (1) a pressão hidrostática, nos capilares glomerulares (pressão hidrostática glomerular, PG) que promove a filtração; 
(2) a pressão hidrostática na cápsula de Bowman (PB), por fora dos capilares que se opõe à filtração; 
(3) a pressão coloidosmótica das proteínas plasmáticas (pG) que se opõe à filtração; 
 (4) a pressão coloidosmótica das proteínas na cápsula de Bowman (pB) que promove a filtração. (assim sob condições normais, a concentração de proteínas, no filtrado glomerular é tão baixa que a pressão coloidosmótica do líquido, na cápsula de Bowman, é considerada nula.).
Portanto a pressão é determinada por:
Pressão efetiva de filtração = PG − PB – (pG + Pb).
6- O que é Taxa de Filtração Glomerular? Esta taxa está diretamente relacionada com qual variável?
 A taxa de filtração glomerular (TFG) é o volume de filtrado produzido por ambos os rins por minuto. Depende da pressão de filtração glomerular e da permeabilidade das membranas corpusculares e da área de filtração.
A taxa de filtração glomerular é determinada pelo:
(1) balanço das forças hidrostáticas e coloidosmóticas, atuando através da membrana capilar; 
(2) o coeficiente de filtração capilar (Kf), o produto da permeabilidade e da área de superfície de filtração dos capilares. 
Esses capilares glomerulares possuem elevada intensidade de filtração,bem maior do que a maioria dos outros capilares, devido à alta pressão hidrostática glomerular e ao alto Kf. Em um ser humano adulto médio, a filtração glomerular (FG) é de em média 125 mL/min, ou 180 L/dia. A fração do fluxo plasmático renal filtrado (a fração de filtração) é, em média, de 0,2, significando que cerca de 20% do plasma, que fluem pelos rins, são filtrados pelos capilares glomerulares. 
Desta forma a fração de filtração glomerular é calculada de acordo com o a fórmula a seguir:
Fração de filtração = FG/Fluxo plasmático renal.
7- Em quais locais do néfron acontecem os processos de reabsorção? Quais são os tipos de vias de reabsorção?
Os processos de reabsorção acontecem nos túbulos proximais (65%), nas alças de Henle (20%), túbulos distais e nos ductos coletores (menos de 10%). As vias de reabsorção incluem: as vias paracelulares (através dos espaços juncionais entre as junções celulares) e transcelulares (através das membranas celulares).
8- Quais substâncias são reabsorvidas e secretadas no túbulo proximal?
No túbulo proximal, quando em condições normais são reabsorvidos cerca de 80% de água existente no filtrado. Por transporte ativo, 100% da glicose e cerca de 95% de aminoácidos enquanto que a reabsorção de sódio é de em média 85% por transporte ativo através do envolvimento da bomba de sódio e potássio.
Contudo a reabsorção tubular da glicose apresenta taxa máxima (Tm) de 180m/dL, em média, desta forma isso significa que quando a concentração sérica ultrapassar este limite parte da glicose não será mais reabsorvida porque os carregadores estarão lotados.
Também são reabsorvidos, nos túbulos proximais, por transporte ativo, outras substâncias como: Ácido úrico, bicarbonato, cálcio, fosfato, magnésio e sulfato, enquanto a reabsorção de água, ácidos fracos não ionizados e úreia ocorrem por transporte passivo, a favor do gradiente osmótico.
Já a reabsorção de cloreto, por sua vez ocorre passivamente por gradiente elétrico. E as proteínas que se encontram no filtrado são, mesmo que em quantidade reduzida, são reabsorvidas quase totalmente por pinocitose.
A secreção tubular proximal de substâncias que se encontram nos capilares peritubulares para a luz dos túbulos se constitui em importante meio de eliminação de material não filtrado pelos glomérulos e manutenção do equilíbrio ácido base. E por meio dessa secreção que os íons de hidrogênio em excesso são eliminados e o pH do normal do sangue é mantido. Algumas outras substâncias que não são filtradas pelos glomérulos porque se encontram ligadas a proteínas plasmáticas se dissociam das mesmas nos capilares peritubulares e são transportadas para o filtrado pelas células tubulares proximais, principalmente. 
9- Quais os canais/bombas/transportadores localizados na membrana apical e na
membrana basolateral envolvidos na reabsorção do sódio (Na + ) e bicarbonato (HCO 3 - ) e secreção de hidrogênio (H + ) no túbulo proximal?
A princípio a reabsorção de Sódio ( Na+ ), no túbulo proximal ocorreda seguinte forma: O Na+ entra através de canais abertos da membrana luminal na célula e movimenta-se a favor do seu gradiente eletroquímico.
O Na+ é bombeando para fora do lado da membrana basolateral por transporte ativo primário pela enzima Na+ - K+ - ATPase, de modo a ser reabsorvido quando alcança o fluido intersticial.
Asism essa reabsorção ativa de sódio pela sódio-potássio ATPase ocorre na maioria dos segmentos do túbulo. No túbulo proximal existe também a extensa borda em escova no lado luminal da membrana, que multiplica a área da superfície por cerca de 20 vezes.
Existem também proteínas transportadoras de sódio que se ligam aos íons sódio na superfície luminal da membrana e os liberam dentro da célula, provendo difusão facilitada de sódio através da membrana para dentro da célula. Essas proteínas transportadoras de sódio também são importantes para o transporte ativo secundário de outras substâncias. Como é possível observar a seguir:
Nas escovas das células epiteliais renais, tanto do lado interno quando do lado externo existe a enzima anidrase carbônica.
O sódio então é reabsorvido unto com a glicose ou aminoácidos, o restante do sódio é transportado do lúmen tabular para as células por mecanismos de contratransportes:
O mecanismo de contratransporte: reabsorve sódio, enquanto secreta outras substâncias para o lúmen tubular geralmente íons Hidrogênio (H+) ou sea, o influxo de sódio e secreção de hidrogênio, esta secreção propicia a formação de água e CO2 no lúmen, de modo a termos a seguinte equação:
H+ + HCO3- H2 CO 3 H2O + CO 2Anidrase 
Carbônica 
 Cabônica 
O CO2 é permeável a membrana celular, ocorrendo então o seu influxo para dentro da célula, dentro da célula o CO2 se combina com H2O.
H2O + CO2 H2CO3H+ + HCO3-Anidrase 
Carbônica 
 Cabônica 
O íons H+ sai da célula através de contratransporte, com o influxo de sódio.
10- Quais os canais/bombas/transportadores localizados na membrana apical e na membrana basolateral envolvidos na reabsorção do sódio (Na +) e glicose no túbulo proximal?
A reabsorção de Sódio e glicose acontece da seguinte forma:
O Na+ é a reabsorvido por intermédio de uma proteína, que ao mesmo tempo também transporta a glicose para dentro da célula. Quando tanto o sódio como a glicose se ligam ao mesmo tempo a essa proteína, a mesma muda a sua conformação, permitindo a entrada de ambos “acoplados” para dentro da célula epitelial do túbulo proximal por co-transporte, para então serem absorvidos ao longo do epitélio, esse processo acontece por meio da bomba de sódio-potássio- ATPase. Assim a proteína SGLUT 2 transporta 1 Na para cada glicose e a SGLUT 1 transporta 2 Na para cada glicose. Ou seja, ela é mandada para fora do túbulo juntamente com o sódio. Ela também pode ser transportada por difusão facilitada pelas proteínas GLUT 1 e GLUT 2.
O SGLUT 2 e GLUT2 localizam-se na porção inicial do tubo e a SGLUT1 e SLGUT2 na parte final.
É importante ressaltar que membrana basolateral há o GLUT Na+ independente, contudo o problema deste transportador é a saturação, de modo que quando a glicemia está acima de 180mg/ml, a glicose deixa de ser reabsorvida e passa a se apresentar cada vez mais na urina. 
11- Quais substâncias são reabsorvidas e secretadas no Alça de Henle: no segmento descendente fino e no segmento ascendente espesso?
Os segmentos da Alça de Henle possuem 3 ramos, que são ramo fino descendente, ramo fino ascendente e ramo espesso ascendente. Participa da retenção de água.
Parte delgada: Maior porção é geral descendente. Possui epitélios simples pavimentoso; ´E muito permeável, permitindo a passagem livre de água, Na+ e Cl-.
Parte espessa: Maior porção é ascendente. Epitélio simples cúbico: é impermeável. O cloreto de sódio é ativamente transportado para fora do túbulo.
Na parte ascendente espessa da alça de henle o potássio é reabsorvido por transporte ativo secundário e por uma via paracelular passiva.
O cálcio é reabsorvido no túbulo proximal, na alça ascendente espessa de henle, e no túbulo distal. Por transporte ativo secundário pelo rocador sódio/cálcio e transporte ativo primário pela Ca-ATPase.
A alça de Henle promove a secreção da uréia no seu ramo ascendente.
No ramo descendente da alça de Henle, promove reabsorção de água, assim como também a secreção de uréia.
Contudo, tanto a parte ascendente como descente promovem a criação de gradiente osmótico medular.
12- Quais os canais/bombas/transportadores localizados na membrana apical e na
membrana basolateral envolvidos na reabsorção do sódio (Na + ), cloreto (Cl - ) e potássio(K + ) no segmento espesso da alça de Henle?
O segmento espesso da alça de Henle, compõe-se de células epiteliais espessas que apresentam alta atividade metabólica e são capazes de reabsorção ativa de sódio, cloreto e potássio.
Aproximadamente cerca de 25% das cargas filtradas de sódio, cloreto e potássio são reabsorvidos na alça de Henle, a maior parte no componente ascendente espesso. Quantidades consideráveis de outros íons, como cálcio, bicarbonato e magnésio, também são reabsorvidas na alça de Henle ascendente espessa.
Componente importante da reabsorção de soluto, no componente ascendente espesso, é a bomba sódio-potássio ATPase nas membranas basolaterais da célula epitelial. Da mesma maneira que no túbulo proximal, a reabsorção de outros solutos no segmento espesso da alça de Henle ascendente está intimamente ligada à capacidade de reabsorção da bomba sódio-potássio ATPase, que mantém baixa concentração intracelular de sódio. Essa baixa concentração intracelular de sódio, por sua vez, produz gradiente favorável para a movimentação de sódio do líquido tubular para a célula. Na alça ascendente espessa, a movimentação de sódio, através da membrana luminal, é mediada essencialmente por cotransportador de 1- sódio, 2-cloreto, 1-potássio.
 Essa proteína cotransportadora da membrana luminal usa a energia potencial, liberada pela difusão de sódio para a célula, para que consiga conduzir a reabsorção de potássio para a célula contra o gradiente de concentração.
13- Quais substâncias são reabsorvidas e secretadas no túbulo distal e ducto coletor?
No túbulo distal, é reabsorvido avidamente a maioria dos íons, no qual incluem sódio, potássio e cloreto, contudo é, praticamente impermeável à água e à ureia. Por esse motivo, é chamado segmento de diluidor, porque também dilui o líquido tubular. Possui um co-transportador que é o sódio-cloreto, onde atuam alguns diurético.
A segunda metade do túbulo distal é o túbulo cortical, que possui células principais reabsorvem sódio e água do lúmen e secretam íons potássio para o lúmen; a reabsorção de sódio e secreção de potássio exige a bomba de sódio-potássio. Ação dos poupadores de potássio, inibem os efeitos edimuladores da aldosterona sobre a reabsorção de Na+ e secreção de K+, assim, diminuindo a excreção de K+. E as células intercalares reabsorvem K+ e HCO3- e secretam H+. 
Já no ducto coletor que consiste no local final do processamento da urina, tem um papel importante na determinação da quantidade final de saída na urina de água e eletrólitos, essa permeabilidade é controlada pelo nível de ADH. O ducto coletor medular é permeável a uréia. É também capaz de secretar H contra o gradiente de concentração, como também ocorre no tubulo coletor cortical, por esse motivo desempenha um papel importante na regulação do equilibrio ácido-base. 
14- Quais os canais/bombas/transportadores localizados na membrana apical e na membrana basolateral envolvidos na reabsorção do sódio e bicarbonato (HCO 3 - ) e secreção de hidrogênio (H + ) e potássio (K + ) no túbulo distal e ducto coletor?
As células intercaladas exercem um papel importante no processo de regulação acido-básica e constituem em média 30 a 40% das células presentes nos túbulos e ductos coletores. Desta forma, existem dois tipos de células intercaladas, A e B. 
As células intercaladas tipo A secretam íons hidrogênio medianteum transportador de Hidrogênio-potássio-ATPase. Nesta célula ocorre geração de íons hidrogênio pela ação da anidrase carbônica sobre a água e dióxido de carbono, para formar ácido carbônico que, então, se dissocia em íons hidrogênio e íons bicarbonato. Os íons hidrogênio são secretados para o lúmen tubular e, para cada íon hidrogênio secretado, um íon bicarbonato fica disponível para a reabsorção através da membrana basolateral. As células intercaladas tipo A são de forma especial importantes na eliminação de íons hidrogênio, enquanto reabsorvem bicarbonato na acidose.
 As células intercaladas tipo B apresentam funções opostas às do tipo A e secretam bicarbonato para o lúmen tubular, enquanto reabsorvem íons hidrogênio na alcalose. Elas apresentam transportadores de hidrogênio e de bicarbonato em lados opostos da membrana celular. Os íons hidrogênio são transportados ativamente para fora da célula no lado basolateral da membrana celular por hidrogênio-ATPases e o bicarbonato é secretado no lúmen, eliminando, assim, o excesso de bicarbonato plasmático na alcalose. 
15- Quais hormônio modulam a reabsorção de água e sódio no túbulo distal e ducto coletor?
A permeabilidade a água no segmento final do túbulo distal e do ducto coletor é regulada pelo hormônio antidiurético (ADH). No qual sua principal ação é regular a tonicidade do fluido extracelular, aumentando a permeabilidade a agua e epitélios ducto coletor.
Este possui dois principais efeitos:
· Efeito antidiurético: ocorre via receptores V2 e com concentrações plasmáticas relativamente baixas.
· Efeito Vasoconstritor: é mediado por receptores V1 e ocorre em concentrações plasmáticas superiores.
A sua liberação é controlada por osmorreceptores presentes no hipotálamo, e por barorreceptores periféricos. Assim quando se tem um aumento de osmolaridade plasmática acima de 280 mOsm/Kg provoca um aumento nos níveis plasmáticos da ADH. Desta forma a sede é estimulada a osmolaridades superiores como segunda linha de defesa contra hiperosmolaridade.
Quando temos uma formação de urina diluída com pouco ADH. O liquido tubular do ramo ascendente da alça de Henle fica muito diluído. Nos túbulos distais e coletores, o líquido tubular ainda é mais diluído pela reabsorção de cloreto de sódio e a reabsorção de água, assim a reabsorção continuada de solutos levam a produção de um grande volume de urina diluída.
Desta forma, na ausência de ADH, a porção coletora do túbulo distal e coletor não são permeáveis a água e a recuperação assim da água no ducto coletor é mínima.
Contudo, algumas substâncias como álcool, cafeína, e água, podem atuar como inibidores da secreção do hormônio antidiurético.
Porém, além do ADH, outro hormônio que também participa do equilíbrio hidro-iônico do organismo é a aldosterona que é produzida nas glândulas supra-renais. Esta é responsável por aumentar a reabsorção ativa de sódio nos túbulos renais, possibilitando uma maior retenção de água no organismo. Essa reabsorção de água ocorre pelas células principais e é dependente de ADH secretado pela neuro-hipófise.
Portanto, a concentração de ADH e aldosterona são capaz de modular a reabsorção de água e sódio no túbulo distal e ducto coletor.
· Referências:
HALL, John Edward; GUYTON, Arthur C. Guyton & Hall tratado de fisiologia médica. 13. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2017.