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Regulação do volume e da osmolaridade do fluido extracelular Existe o LIC e o LEC; o que tá fora da célula tá no intravascular e no interstício. Começar sempre pelo LEC pois é por ele que as substâncias entram e saem, logo ele é o primeiro a se alterar. —> Quando temos ingestão de liquido isotônico ou iso-osmótico o que vai acontecer com os seguintes parâmetros? Vamos analisar osmolaridade e volume. 1) Osmolaridade do LEC: temos que lembrar que temos os líquidos e tem partículas dissolvidas. Se o liquido que tô ingerindo é isosmótico eu tô afirmando que esse líquido tem a mesma quantidade de partículas que o liquido que tá recebendo ele; então não vai haver alteração na osmolaridade. Isso pois eu tô misturando 2 líquidos com o mesmo número de partículas. Ex.: 1 solução 1 molar e mistura com outra solução 1 molar, não muda a concentração, só o volume que aumentou. 2) Volume do LEC: aumenta porque tô ingerindo água 3) O que ocorre? Não há redistribuição de líquidos entre os compartimentos - não passa do LEC pro LIC. Isso pois a concentração do LEC não foi alterada, e o que faz ter passagem de um compartimento pro outro é justamente a diferença de concentração entre LEC e LIC, que não ocorre nesse caso. 4) Osmolaridade do LIC: não se altera 5) Volume do LIC: não se altera Então esse gráfico aqui mostra pra gente o estado normal, ou seja, antes da gente ingerir a solução. Tem la os 42 litros de água corporal total divididos em LEC e LIC, LIC maior do LEC, em torno de 28 litros; e o restante no LEC. Quando a gente ingere o liquido vamos alterar o LEC, aumentando seu volume sem alterar a osmolaridade dos compartimentos. —> O que ocorre após a ingestão de água? A água vai diluir as partículas dos líquidos corporais. Água é absorvida pelo TGI e vai chegar no LEC, no compartimento vascular, então vai começar a diluir o liquido do LEC. A água vai passar do LEC pro LIC pela diferença de concentração. 1) Osmolaridade do LEC: diminui 2) Volume do LEC: aumenta 3) O que ocorre? Redistribui água - passa do LEC pro LIC 4) Osmolaridade do LIC: diminui (porque eu tô diluindo as partículas do LIC) 5) Volume do LIC: aumenta Aula 4 - P2 Fisiologia IV - Gabriella Grabikoski Gráfico mostrando o estado normal, os dois líquidos normais. Quando a gente ingere a água vai começar a alterar pelo LEC. Aqui no caso tá mostrando após o equilíbrio, ou seja, após a distribuição do liquido entre todos os compartimentos. Então inicialmente vai aumentar o volume do LEC e vai diluir o LEC, com isso a osmolaridade diminui. Uma vez que isso acontece, diferença de concentração entre LEC e LIC, temos a passagem de água. E como a água vai estar em maior quantidade no LEC ela vai passar em direção ao LIC. Isso acontecendo vai aumentar o volume do LIC e reduzir também a osmolaridade do LIC. Por que isso é importante??? Pois a todo momento temos essas perturbações: ingerimos líquidos, perdemos líquidos pelo suor etc… algumas patologias faz a gente perder liquido, então podemos estar alterando isso o tempo todo. Porém, a homeostase precisa ser mantida através da ativação de mecanismos de regulação desses volumes. No primeiro caso vai ser preciso regular volume, porque o mesmo foi alterado; no segundo caso eu altero volume e osmolaridade, então vou ter que regular os dois. Podem ter casos que vai alterar só volume ou só osmolaridade, ou os dois ao mesmo tempo. Os mecanismos que vão ser ativados em cada caso vai depender da alteração que ocorreu inicialmente. Então o nosso organismo vai ser capaz de detectar se alteramos volume, osmolaridade, ou os dois juntos, ativar mecanismos pra regular isso e voltar ao estado normal. Se ingerimos água e afetamos osmolaridade e volume vai ser necessário regular os dois; se eu aumentei só o aporte de água eu vou eliminar mais água do que soluto. Com o isotônico temos ingestão de partículas e líquidos, então a gente vai ter que eliminar os dois a mais (além da quantidade basal de eliminação). Água -> afeta osmolaridade -> aumentar a excreção de agua na urina Isotônico -> afeta volume -> aumentar a excreção de Na+ e água na urina Concluímos com isso que a excreção depende do nosso aporte (do que ingerimos) e das nossas perdas. Resultante se perdeu mais ou menos vai ser percebido pelo corpo para que possa ser ajustado. Essas partículas que falamos o tempo todo são diferentes no meio intracelular e extracelular. O intracelular tem em torno de 300 miliOsmol e o extracelular também, porém as partículas em cada lado são diferentes. Então aqui nessa figura tá mostrando pra gente na parte de cima o extracelular e na parte de baixo o intracelular. Então pode-se observar que no extra tem muito mais sódio do que no intra; no intra tem muito mais potássio do que no extra, ou seja, existem variações dos componentes entre o meio intra e extracelular, porém se somarmos todos a quantidade de partículas é a mesma em cada um. Substâncias osmolares do LEC e LIC: Precisamos relembrar: a principal partícula extracelular é o sódio e seus ânions acompanhantes que é o cloreto e bicarbonato. Se tiver alteração na concentração do sódio, isso vai impactar o extracelular. Se tem adição de substância isosmótica eu coloquei varias partículas ali porém não alterou a concentração de sódio; agora se eu ingerir água eu vou diluir todas as partículas, inclusive o sódio, e isso vai alterar a osmolaridade. É preciso então sempre lembrar que o sódio é o principal determinante do volume do LEC pois se ele se altera provavelmente vai alterar também volume e osmolaridade, dependendo da situação. “Alteração da concentração de sódio afeta a osmolaridade do LEC: O sódio ta em uma concentração de aproximadamente 140mEq/L (soluto/solvente), ou seja, é uma relação entre uma massa de soluto por um volume de solvente. Se eu coloco uma substância como por exemplo o isotônico e não altero o numero de partículas, isso aqui se mantém, então basicamente eu só alterei o volume. Agora, se eu altero a relação da massa de sódio pelo volume de liquido eu tenho alteração da osmolaridade. EX.: Se eu tenho a água do LEC mantida mas aumentei ou reduzi a quantidade de sódio a osmolaridade é afetada. Outro caso.: sódio mantido e água que se altera (ingestão de água). A água vai diluir o sódio, então diminui a osmolaridade. Regulação da osmolaridade do LEC: Vamos entender como a osmolaridade é regulada e quais os mecanismos ativados pra regular quando ela se altera. Temos alterações de osmolaridade quando alteramos balanço entre concentração sódio e água. Só que na prática observamos que quando tem alterações de volume, vamos eliminar sal e água juntos. Nesse caso que só tem alteração de osmolaridade, o organismo vai conseguir regular isso pela excreção da água. O organismo não consegue regular assim: “ah, vou excretar um pouquinho menos de sódio e soluto…”; grosseiramente ele não consegue fazer isso, ele consegue regular a excreção da água ou regular excreção de soluto e água ao mesmo tempo. Então quando ele regular soluto e água ao mesmo tempo ele vai regular volume. Agora veremos que toda a regulação da osmolaridade se baseia no balanço da água. Depende então do aporte e das perdas. Temos ganho de água pela ingestão de comida/bebidas; o próprio metabolismo pode adicionar água. As perdas podem ser pela pele (liberação insensível) e também pela urina e pelas fezes. O que conseguimos regular mais finamente em relação as perdas é a urina; se aumentarmos ingestão de água vamos regular saída dela pela urina. Então ou a gente aumenta ou diminui a liberação da água. Manutenção da osmolaridade do LEC: Lembrando que é um equilíbrio dinâmico. Agora esta equilibrado (300 miliOsmol), mas isso pode ser perturbado o tempo todo. Se ocorrer uma diminuição da osmolaridade vão ter estruturas que vão perceber essa alteração e vão ter mecanismos que vão ser ativados pra que a gente leve ao retorno da homeostase. Esses mecanismosque vão ser ativados podem ser nervoso e hormonais, que vão levar a um aumento da excreção de água. Então se tem diminuição da osmolaridade, eu vou perceber, ativar mecanismos e vou aumentar e excreção de água. O contrário também é verdadeiro, se eu aumentar a osmolaridade eu vou perceber e vou reduzir a excreção de água. QUEM VAI PERCEBER ESSAS ALTERAÇÕES?—> PERCEPÇÃO DA ALTERAÇÃO DA OSMOLARIDADE DO LEC Sensores de osmolaridade ou osmoreceptores: São receptores que detectam variações de osmolaridade. Eles estão nessa região do hipotálamo que é chamada de OVLT (órgão vascular da lâmina terminal) ou OSF (órgão subfornical do hipotálamo). No caso, essas células verdes nessas duas regiões são consideradas os osmoreceptores porque elas conseguem identificar as variações de osmolaridade. LEC vai banhar essa região e elas vão detectar, como? Além dessas 2 regiões centrais mais importantes onde estão os neurônios osmoreceptores; alguns livros também comentam que há osmoreceptores periféricos, no sistema porta hepático. Ainda não se sabe muito bem a importância fisiológica disso, só estou comentando para sabermos que existe, vamos focar nas regiões centrais. O hipotálamo intimamente conectado com a hipófise. Hipotálamo tem núcleos de neurônios cujos prolongamentos e terminações vai estar dentro da hipófise posterior e a partir dali tem secreção de hormônios. Então existe uma relação íntima entre os osmorecetptores e os neurônios que vão secretar hormônios. Então vai ter a liberação do hormônio e vai atuar no rim. E como que isso acontece? Ativação dos osmoreceptores aumentam secreção de ADH e sede: Então temos as regiões centras: OVLT e OSF, neurônios que conseguem detectar as variações. Quando tem alteração de osmolaridade passa liquido de um lugar pro outro, então esses receptores percebem essa passagem pela membrana das células. A partir disso eles ativam uma sinalização que vai ativar os neurônios produtores do ADH que estão ali no hipotálamo (corpo celular) e terminações (hipófise posterior). Então os osmoreceptores vão perceber essas terminações e ativar neurônios produtores de ADH. Quando tem aumento da osmolaridade quer dizer que aumentou número de partículas no LEC, com isso passa água do LIC pro LEC. Então a concentração de partículas no LIC aumenta porque ele perdeu água. So que nessa perda de água, a membrana dos osmoreceptores varia e elas ativam então uma via de sinalização que em seguida vai levar a ativação desses neurônios. **Quanto maior a osmolaridade do LEC, maior a percepção dos osmoreceptores que vão levar a uma maior liberação de ADH. O ADH retém água e corrige esse aumento de osmolaridade que aconteceu. Tem liberação basal ali que pode ser regulada pra cima e pra baixo. Se tem a redução da osmolaridade a água vai passar pra dentro da célula e no caso vai ativar menos os canais e vai ativar menos os neurônios produtores de ADH e menos ADH vai ser liberado. Então os osmoreceptores estão conectados com os neurônios produtores de ADH do hipotálamo que são os neurônios dos núcleos paraventriculares supraopticos e eles vão liberar o ADH a partir da neuro-hipófise. Além da regulação da liberação de um hormônio que atua no rim pra regular a excreção de água; ainda tem a regulação da sede no hipotálamo. Então quando aumenta muito a osmolaridade evitamos a perda da água e estimulamos a entrada da água pela sede. Se eu como um mc Donald’s eu estou ingerindo sal e vou aumentar a osmolaridade, com isso é necessário evitar a perda de água pra manter mais água no organismo e normalizar isso aqui, que é o ADH que faz. Então uma coisa é um mecanismo renal que vai evitar a perda de água. Ao mesmo tempo os osmoreceptores ativam o centro da sede que é também no hipotálamo. Nesse centro da sede a gente aumenta a vontade de beber água. Com isso, vai ter o aumento do aporte de água pra também corrigir isso aqui. Então acaba que a alteração de um parâmetro fisiológico que a osmolaridade vai levar a mecanismos renais e comportamentais que aumentam a ingestão de água. Gráfico: são mecanismos muito finos, alterações pequenas já produzem respostas. Se alterar 1% da osmolaridade pra cima ou pra baixo você observa alteração na concentração sérica de ADH. Então aumento da osmolaridade -> aumentar liberação do ADH pra reter água. Nosso normal fica em torno de 200/290, livros sempre arredondam pra 300; no caso se aumentarmos a osmolaridade maior vai ser o nível de ADH ou vasopressina, o contrário também ocorre: se diminuirmos a osmolaridade vamos diminuir a concentração de ADH no sangue. Alterações de 1% já levam a alterações na concentração de ADH e alterações de 3% levam alterações no comportamento de sentir sede e ir buscar a água. Então é um mecanismo muito fino/delicado e eficiente. Resumo: se tem aumento da osmolaridade -> secreta mais ADH e ativa mais a sede, então regula pelo mecanismo renal e também pelo comportamento de buscar água. Foto azul grande: Quando o ADH é liberado vai atuar no rim levando a regulação do balanço da água; isso vai diminuir a quantidade de água na urina e ela vai sair concentrada. Se eu tenho redução da osmolaridadade eu vou reduzir a liberação do ADH e reduzir a busca pela água. Com menos ADH eu vou ter menor reabsorção de água e a urina vai sair diluída. Síntese/secreção de ADH pelos núcleos hipotalâmicos/neurohipófise: Novamente os neurônios produtores de ADH, então supraóptico e paraventricular. Então são neurônios organizados em núcleos com o corpo celular no hipotálamo mas os axônios descem e se localizam na neuro hipófise de forma que os neuroreceptores estão nessa região; eles vão perceber a variação da osmolaridade e ativar esses neurônios pelo corpo celular que vai levar a liberação do ADH via neurohipófise. Outros reguladores da secreção de ADH (gráfico): Qual o principal estímulo pra regulação dos níveis séricos de ADH? Osmolaridade! Então quanto maior a osmolaridade mais o ADH é secretado. Porém não é só isso que regula o ADH. Além da osmolaridade, uma importante variação de volume e/ou pressão arterial pode regular liberação do ADH. Se eu aumentar osmolaridade -> aumenta ADH; e essa regulação é bem delicada, 1% já regula. No caso da regulação da pressão é menos “eficiente”; é necessário alterações de 5% a 10% pra alterar alguma coisa em relação a secreção do ADH. Se reduzir mais de 10% do volume começa a ter aumento da secreção de ADH; a mesma coisa a pressão, só que precisa de alterações maiores pra conseguir regular dessa forma. Analisar situação: fez exercício e perdeu certa quantidade de volume. Vou regula-lo pelos mecanismos “clássicos” de regulação. Se alterei pressão e volume vai ter SNS, SRAA… só que se eu tiver perdido uma grande quantidade como em uma hemorragia, somente a ativação desses mecanismos reguladores de volume não vai dar conta, então o ADH entra ai pra ajudar a normalizar o volume e pressão. Isso é importante pois se perder muito sangue a pressão diminui e o suprimento de sangue pros tecidos também vai diminuir; então não adianta a osmolaridade dos tecidos estar ok se eles não estiverem recebendo sangue adequadamente. Então o organismo ativa ADH nesses casos também e o organismo vai tolerar isso pra conseguirmos regular volume e pressão e conseguir suprir minimamente tecidos com a quantidade de sangue satisfatória. Então o ADH vai ser alterado pelo volume/pressão quando houver situações criticas, como por exemplo uma perda muito grande de volume. Falamos até agora que a osmolaridade é o principal; que tem os osmoreceptores que percebem. Então na região do OVLT e OSF tem os osmoreceptores que detectam a variação de osmolaridade, e eles vão desencadear a liberação de ADH. Só que agora a gente percebeu que a pressão pode afetar essa liberação, então como que vai acontecer o mecanismo pra regular isso aqui? Redução da pressão: • Ativação de baroceptores: Se tem alteração de pressãoquem vai detectar isso vai ser os baroceptores. Se cai muito a pressão os baroceptores percebem e manda mensagem pra regiões centrais do hipotálamo onde tem a região que produz o ADH (supraóptico e paraventricular) além dos locais que ele já ia mandar a mensagem normalmente. Então essa mensagem chega nessas regiões e ajudam na liberação de ADH. • Aumento de angio II: isso acontece quando reduz a PA. Quando a angio II tá muito aumentada ela também chega nessa região induzindo a liberação de ADH e também a sede. Então esses núcleos supraóptico e paraventricular tem receptores para angio II. *Qualquer aumento de angio II vai estimular liberação de ADH e sede? Normalmente o SRAA e o aumento de angio II estão relacionados com a regulação de volume. Então normalmente um aumento leve de angio II não vai desencadear liberação de ADH e estímulo de sede, só ocorre quando tem queda importante de PA ou diminuição importante de volume que você vai ativar de forma mais potente do SRAA, os níveis de angio II vão aumentar significativamente e níveis muito elevados vão desencadear a liberação de ADH. ADH; reduz a perda de água. Normalmente temos na osmolaridade basal, níveis baixos de ADH. - Ausência de ADH (foto néfron): normalmente na osmolaridade basal tem níveis baixos de ADH. Região final do néfron é impermeável ou pouco permeável a agua. Se tem pouco ADH e pouca permeabilidade vai passar o liquido pelos túbulos e a urina vai sair diluída. - Presença de ADH: Quando tem aumento da osmolaridade -> ativação osmoreceptores -> aumento liberação do ADH -> aumento da permeabilidade do ducto coletor a água e com isso passa mais água do túbulo pro capilar peritubular, sendo reabsorvida -> urina mais concentrada -> normalização da osmolaridade. Isso não funciona eternamente, é regulado pela osmolaridade. Então se tem aumento do ADH e normaliza alguma coisa, depois a quantidade de ADH voltam para os níveis normais/basais. Mecanismo de ação do ADH nos ductos coletores: ação rápida e lenta! Quanto maior a osmolaridade, maior liberação de ADH, mais ADH vai chegar no rim. O receptor de ADH está na membrana basolateral, o hormônio se liga a esse receptor de membrana, ativa via de sinalização rápida que é via receptor acoplado a proteína G do tipo alfa S, então vai ativar adenilatociclase que vai converter mais ATP em AMPc, vai ativar PKA que vai fosforilar vários alvos dentro da célula. Dentre esses alvos temos a fosforilação de estruturas da vesícula que contém as aquaporinas do tipo 2. Quanto maior o nível de ADH, maior ativação dessa via, maior a fosforilação e mais as vesículas tendem a ir para a membrana e ocorre a inserção das aquaporinas do tipo 2 na membrana luminal. Lembrando que se eu tenho nível basal de ADH eu tenho pouquíssimas aquaporinas aqui; mas eu tenho independente do nível de ADH, aquaporinas na membrana basolateral de forma constitutiva, que são as aquaporinas 3 e 4. Ou seja, essa membrana é permeável a água, mas a água não consegue passar por aqui se ela não passar por aqui. Então quanto maior o nível de ADH, mais aquaporinas vão pra membrana e mais eu consigo reabsorver água de dentro do túbulo para dentro da célula e depois pro interstício e depois capilar peritubular, de volta pro LEC. Isso é uma via rápida que tá sendo ativada e que tem um efeito rápido, de colocar aquaporinas na membrana e reabsorver água de forma rápida. Além dessa ação rápida ainda temos uma ação lenta que é… algumas vias de sinalização rápida conseguem chegar a ter efeitos mais duradouros. Se o hormônio tá ali ele faz o efeito rápido de colocar, mas se ele mantém por um bom período de tempo ele vai começar A via de ativação lenta é a continuação da via de ativação rápida. Existe um fator chamado CREB que pode ser fosforilado e ir pro núcleo. Normalmente essas vias rápidas tem efeitos rapidos, mas se o sinalizador permanece ali um tempo a gente começa a ativar fatores que vão no DNA aumentar a transcrição. Então, o efeito do ADH é aumentar a permeabilidade da membrana. Então rapidamente ele consegue aumentar a permeabilidade aumentando o numero de aquaporinas na membrana, porém aquelas que já estão ali prontas. A longo prazo, se o hormônio permanece ali um tempo você começa a promover a transcrição cênica pra promover mais aquaporinas 2 e consequentemente mais vão pra membrana. Então o efeito rápido é colocar aquaporinas 2 na membrana que já estavam prontas nas vesículas; e o efeito lento é produzir ainda mais aquaporinas que também vão pra membrana. Conclusão: se tem nível basal de ADH e tem pouquíssimas aquaporinas 2 na membrana luminal. Se eu aumento o nível de ADH, vou inserir rapidamente na membrana. E quanto o nível de ADH permanece alto um tempo ele começa a estimular mais aquaporinas a serem produzidas. E com isso eu aumento cada vez mais a minha capacidade de reabsorver a água. Então é diretamente proporcional a quantidade do ADH e o tempo que o ADH fica ali exposto. Quando temos o efeito rápido ele é revertido rapidamente também, essas aquaporinas que foram inseridas, uma vez que a osmolaridade se normalizou, elas podem voltar como vesícula pra dentro da célula, fazendo essas reciclagem. Se eu tenho um efeito mais constante do ADH eu aumento também a quantidade de aquaporinas que depois vão ficar estocadas também. Aquaporinas São canais que permitem passagem da água. Então se tem diferença de concentração de um lugar pro outro elas passam, é um transporte passivo mediado por canais com poros que permitem passagem de água. Figura que mostra expressão de aquaporinas ao longo do túbulo. Aqui em preto é o desenho do túbulo; e as marcações coloridas são as expressões de aquaporina e a membrana onde elas estão. TCP e alça de Henle fina descendente nós temos aquaporina 1 na membrana basolateral; aqui na região final do TCP temos aquaporina 7; chegando na região da alça de Henle fina ascendente/espessa não tem nenhuma aquaporina; por isso essas regiões são ditas como impermeáveis a água. Nas regiões finais de TCD e DC encontramos aquaporinas 3 e 4 na membrana basolateral, elas estão la constituvamente independente do nível do ADH. Tem a aquaporina 2 que é citoplasmatica, que ficam dentro de vesículas que através da ação do ADH se inserem na membrana luminal e as regiões finais de TCD e principalmente DC vão apresentar esses 3 tipos, sendo algumas constitutivas e a 2 proporcional ao nível do ADH. Então normalmente, se eu tenho um nível basal eu tenho um nível baixo de permeabilidade. Então, essa questão da reabsorção da água, que o ADH faz como vimos são canais/poros, que a água vai passar por diferença de concentração. Então, pra água poder ser reabsorvida a gente tem que ter uma diferença de concentração presente no meio pra ela poder passar de dentro do túbulo para fora pro interstício que vai acabar indo pro capilar peritubular. O que vai compor essa diferença de concentração que vai ser importante pra habilidade do ADH de promover essa concentração da urina??? Hipertonicidade medular: NaCl e uréia Nas regiões mais internas da medula há maior concentração de sódio, cloreto e ureia, ou seja, é uma região com maior hipertonicidade. Quanto mais sódio, cloreto e ureia tem nessa região, mais hipertônica ela é e mais a água vai passar. O efeito do ADH seria menor se ele vai lá, insere aquaporina, porém não tem concentração da medula de forma adequada pra água conseguir passar pra um meio mais concentrado. O ADH além de estimular a expressão das aquaporinas também estimula a gente a manter a hipertonicidade medular de forma adequada. Então ele vai justamente ter efeitos em transportadores de sódio, cloreto e ureia que vão favorecer a concentração adequada dessas substancias na região da medula. O transportador mais importante é o transportados tríplice, que vai sofrer influência do ADH. Então o ADH quando permanece por um tempo também na alça de Henle espessa, aumentando expressãoe atividade a longo prazo desse transportador tríplice, que vai consequentemente reabsorver mais sódio, cloreto e potássio. Com isso o sódio, cloreto e potássio vão passar da luz do túbulo pro interstício. Parte disso vai ser reabsorvido, mas parte desses solutos podem se concentrar aqui nas regiões mais internas das medula. Além do efeito no ADH no transportador tríplice, parece que ele aumenta também a expressão de alguns transportadores de uréia; a uréia é um metabólito produzido no nosso organismo que precisa ser eliminado pois em altas concentrações é toxica. Ela é filtrada, vai passando por dentro do túbulo, uma parte dela é eliminada. Só que nesse meio do caminho existe o ciclo da uréia que é uma recirculação ao longo dos túbulos que permite com que uma parte dela também fique concentrada no interstício. Então ela é filtrada, pode ser secretada nas regiões da alça de Henle; depois na porção final do ducto coletor ela pode ser reabsorvida e uma parte dela recircula ali ao longo dos túbulos. Então a uréia pela estrutura química consegue atravessar pelas membranas, mas alem disso tem transportadores pra ela que são os UT - transportadores de uréia que tem de vários tipos e estão distribuídos ao longo desses túbulos de modo que acontece a secreção no ducto coletor e a reabsorção na alça de Henle, e ela recircula concentrando um pouco dela aqui no interstício. Lógico que uma parte é sempre eliminada. Então o ADH além de inserir as aquaporinas 2 na membrana luminal que é um efeito que já vai levar a reabsorção de agua, ele ainda aumenta a expressão de transportadores tríplice na alça de Henle espessa e dos UT’s principalmente no ducto coletor que vai incentivar esse acúmulo de sodio, cloreto e ureia na medula o que vai ajudar a manter a hipertonicidade medular e que vai favorecer o efeito do ADH de reabsorver água. ——————————————————————————————————————————— 2 parte da aula: regulação do volume do fluido extracelular e controle renal da pressão arterial Rim trabalha para corrigir alterações volume. Se o volume aumenta o rim vai ter que eliminar mais volume. Agora, alterações da PA que aconteçam independente de volume, ou seja, volume normal e PA aumentada, o rim vai ter que trabalhar também pra ajudar a regular a pressão. A regulação renal vai ajudar tanto na regulação de volume que vai ter impacto na PA e regulações de PA que não tenham relação com volume. Diferente da regulação da osmolaridade que se baseia na ação do ADH e que ele regula a absorção de água. Aqui teremos fatores que vão alterar reabsorção de sódio e água. Os fatores vão agir no sódio e consequentemente a agua vai junto dele; mesmo pensamento do diurético: se inibimos um transportador, mais sódio vai ficar na luz tubular, vai deixar de ser reabsorvido e com ele vai a água que também deixa de ser reabsorvida, com isso temos natriurese e diurese, aqui acontece de forma semelhante. Situação que ingerimos isotônico, a gente tá ingerindo sais e água. Mas se essa solução é isotônica e isosmótica ela não altera a osmolaridade, altera só o volume. Já estamos adicionando no sistema sal e água que também serão eliminados do sistema. Quando ingerimos só sal alteramos a osmolaridade; o organismo detecta isso e tenta regular a osmolaridade. Com o ADH atuando vamos estimular a sede e também o ADH vai agir no rim aumentando a reabsorção de água. Em resposta a esse aumento de sais vamos reter água também e com isso aumenta o volume. Depois que isso acontecer também teremos que eliminar esse excesso de volume que se acumulou, eliminado sal e água juntamente. Alteração do volume do LEC: se temos uma perda/contração isosmótica em um caso de diarreia, ou seja, perdemos partículas e água em mesma proporção; não alterou osmolaridade, apenas o volume do LEC. Se eu não alterei a osmolaridade eu não tenho impacto no LIC. Devido a perda de volume do LEC é necessário normalizar isso, retendo sal e água. Da mesma forma que a osmolaridade, é um equilíbrio dinâmico; a todo momento isso sofre perturbações. Então se temos aumento de volume ou aumento de PA, isso vai ser percebido e vai ativar mecanismos compensatórios neurais e hormonais. Isso vai aumentar a excreção de sódio e água. Manutenção do volume do LEC: Volume circulatório efetivo: volume dentro das artérias e que de fato vai suprir os tecidos. Quem detecta alteração de pressão são os baroceptores que estão no lado arterial (seio carotídeo, arco da aorta, átrios, ventrículos, artérias pulmonares, hepáticas, renais…). Eles estão monitorando o tempo todo a pressão do lado circulatório efetivo. Lembrar que essa alteração de pressão vai estirar o vaso e os baroceptores percebem; então quanto maior a PA, maior o estiramento e maior a freqüência de disparo pro SNC -> vai pro SNC e volta com resposta neural da regulação da PA. Temos várias estruturas que vão monitorar isso e que vão desencadear uma resposta neural rápida porém não vai ser tão eficiente se a alteração for importante, vamos precisar de outras regulações ajudando; é ai que entra o papel do rim. O monitoramento por esses estruturas vai ativando essa resposta neural vai conversar com essa regulação renal. Então quando reduz a PA essa freqüência de disparos diminui e a gente ativa a resposta neural de ativar o sistema nervoso simpático. Ativação do simpático vai ter efeitos diretos no rim de reabsorção de sal e água além de estimular sistema SRAA. Isso pode acontecer por uma redução de volume ou por uma redução de pressão independente do volume sangüíneo. PERCEPÇÃO DA ALTERAÇÃO DO VOLUME DO LEC Sensores de volume (pressão) do LEC: quem percebe são os baroceptores. Não existe estruturas que detectam/monitoram diretamente o volume, pois quanto maior o volume maior o estiramento do vaso e ai os baroceptores detectam. Localização: 1. Baroreceptores em área de alta pressão: arco aórtico e seio carotídeo 2. Baroreceptores em áreas de baixa pressão: átrios e artéria pulmonar 3. Baroceptores renais: arteríolas aferentes 4. Baroreceptores no SNC e hepáticos Onde vimos que estão as células granulares que produzem renina e ativam o SRAA, ali também tem baroceptores renais que percebem a pressão de perfusão na AA e mediar uma resposta local ou até mesmo sistêmica. Alterações de volume/outras causas -> alteram PA > baroreceptores detectam e desencadeiam respostas (neurais e renais)—> regulação da excreção de sódio e agua na urina. Curva da função renal (GRAFICO): a pressão arterial média tá em torno de 100mmHg, nessa pressão tem um volume de diurese considerado normal, em torno de 1,5/2L por dia. Se a PA aumenta o volume urinário também aumenta, devido a ação de hormônios, alguns aumentados e outros diminuídos. Se tem PA reduzindo vai ter que reduzir excreção de sódio e água pra reter mais volume no organismo, que vai contribuir pra regular a PA, que também é feito por ação hormonal. Mecanismos envolvidos na regulação do volume do LEC: - Diurese e natriurese de pressão - SRAA - Sistema nervoso simpático - ADH - Fator atrial natriurético 1. Diurese e natriurese de pressão Grafico de cima: em uma determinada faixa de variação da PA o rim consegue fazer autoregulacao e manter em uma faixa constante o fluxo sangüíneo renal e a TFG. Abaixo de 80 perde a eficiência do mecanismo e acima de 180/200 também perde a eficiência. No caso sabemos que a autoregulacao funciona, só que mesmo com essa manutenção do fluxo e do ritmo, quando temos aumento da PA aumenta também fluxo urinário. Ou seja, mesmo o rim fazendo a autoregulacao, se aumenta pressão, aumenta excreção. Os livros consideram isso parte do mecanismo de diurese/natriurese por pressão. Simplesmente porque a PA tá maior, tenderia a excretar mais. Quais mecanismos estão envolvidos com isso? Frente aquelas reações iniciais da autoregulacao, aquilo ali já seria capaz de eliminar uma certa quantidade de sódio e agua. Quando temos aumentoda PA inicialmente o sangue chegaria ali com maior pressao, aumentaria fluxo e ritmo de filtração. Essa alteração inicial já seria suficiente pra eliminar sódio e agua que estaria alterando a PA. Ao mesmo tempo o rim faz vasoconstrição de AA e tenta manter constante e tudo volta ao normal. Então aumenta PA -> aumenta excreção. Esse mecanismo acontece independente de outros mecanismos, por isso é considerado um mecanismo a parte. Se inibir SNS ou SRAA esse mecanismo continua acontecendo. 2. SRAA Sabemos que o SRAA vai ser ativado quando a PA diminui, então ele é ativado pra reabsorver sódio e água pra normalizar pressão. Como que uma redução da pressão, sendo ela provocada por alteração de volume ou não, vai levar a ativação do SRAA? São 3 formas que isso acontece: - Diminuição da perfusão renal: queda na PA, a quantidade de sangue que vai chegar até o rim vai ser menor, então menor vai ser a quantidade de sangue entrando pela artéria renal e chegando na AA; nisso, quanto menor a perfusão na AA, já é um mecanismo pra ativar. Nessas AA temos os sensores de pressão, então se a pressão reduz ali já ativa o SRAA. Ações da ANGII: - Vasoconstrição das arteríolas renais - Aumenta reabsorção de Na+ e água nas células tubulares - Aumenta liberação de aldosterona, que aumenta reabsorção de Na+ e água - Aumenta liberação de ADH, que aumenta reabsorção de água - Diminui Na+ e Cl- e volume que chega na mácula densa (menos sangue chega ali na região do glomérulo): ou seja, chega menos volume ali e com isso identifica que há menos liquido sendo filtrado -> ativa SRAA. Isso também acontecia na autoregulação, só que isso pode acontecer localmente em pequena escala, ou se a redução da perfusão ou do NaCl for importante isso vai acontecer de uma forma mais intensa e vai gerar maior nível de angio II a nível sistêmico. - Aumenta sistema nervoso simpático (pela alteração percebida pelos baroceptores): resposta eferente do SNC são vários neurônios eferentes de fibras simpáticas que chegam em vários lugares. Um desses lugares que essas fibras chegam é na AA que vai estimular secreção de renina pelas células glanulares que pode atuar a nível local. Então se tem redução da PA ou redução de volume que leva a diminuição da PA acontece ao mesmo tempo esses 3 fatores citados acima. Os 3 culminam em aumento da liberação de renina que irá aumentar angiotensina II, aumentar a aldosterona que vai culminar em aumento da reabsorção de sódio e agua. Ações do sistema SRAA (SLIDE): reduções de volume e/ou pressão fazem as células granulares a liberar mais renina, renina pode atuar a nível local no rim com todo o sistema sendo gerado ali; mas agora se temos eventos mais drásticos teremos uma liberação mais importante de renina que vai chegar a ciruclacao sistêmica e vai atuar no angiotensinogênio produzido no fígado e que tava ali circulando; converte em angio I que depois vai a angio II pela ECA principalmente no endotélio dos capilares pulmores. a angio II já tem efeitos diretos no rim fazendo reabsorção de sódio e água e ela ainda vai estimular secreção de aldosterona pelo córtex da adrenal que vai ter efeitos diretos na excreção de sódio e água, impedindo-a. Angio II já tem efeitos sistêmicos. No caso se ela tá em altos níveis na circulação faz vasoconstrição; ela faz isso sistemicamente porém vamos focar hoje no efeito renal. Se ela faz isso sistemicamente ela ajuda a regular PA. Além disso, a nível renal ela vai fazer vasoconstricao das arteríolas renais; as AE tem mais receptores do que as AA. Então se tem aumento pequeno de angio II vai atuar primeiro na AE fazendo vasoconstrição só ali, se aumentar muito atua na AA e na AE. Isso vai ter impacto no fluxo sangüíneo renal e na taxa de filtração glomerular. O mecanismo quer evitar que você perca volume, então o fluxo tá diminuído e a reabsorção também precisa estar aumentada, pois você não quer perder nada. Então você evita que mais sangue chegue nos glomérulos e sejam perdidos na urina. Se aumentar a reabsorção também evita perda. Então a angio atua tanto na vasoconstrição das arteríolas pra diminuir fluxo e TFG, mas além disso ela aumenta diretamente nas células tubulares a reabsorção de sódio e água. A nível sistêmico vai liberar aldosterona que também atua nas células tubulares promovendo reabsorção, então estamos evitando a perda de 2 formas. Em níveis críticos, quando a angio II aumenta muito ela vai la na região do hipotálamo e estimula a liberação de ADH e a sede, a sede vai ajudar a ingerir água e o ADH vai ajudar na reabsorção de água. Tudo isso vai tender a normalizar volume e/ou pressão. Resumão: redução da perfusão renal, redução de sódio e cloreto na mácula densa, simpático, vão estimular a liberação de renina, renina age no angiotensinogênio convertendo a angio I -> angio II -> vai ter efeitos diretos na reabsorção de íons, na liberação de aldosterona que também tem ação na reabsorção de íons e água, vai ter efeitos sistêmicos de vasoconstricao e também efeitos renais de vasoconstricao a nível das arteríolas renais e além disso estimula secreção do ADH quando tá muito aumentada. Então como ela tem esses efeitos diretos??? Ela estimula a atividade e expressão (a longo prazo) de transportadores envolvidos no transporte de sódio. No TCP tem o NHE3 (contransporte entre Na+ e H+), aumenta a atividade desse transportador, favorecendo a reabsorção de sódio. Na alça também age nesse mesmo transportador. No DC age no ENaC e na bomba aumentando a reabsorção de sódio. É importante lembrar que a aldosterona age principalmente nesse canal também (ENaC), mas a angio II também pode atuar nesses transportadores e aumentar esse transporte do sódio e da água. Então isso mostra que a angio II tem efeitos diretos. Efeitos indiretos: estimular a liberação de aldosterona que é o regulador clássico do ENaC; aldosterona aumentada aumenta expressão do ENaC e da bomba e com isso aumentar a reabsorção de sódio e água pro organismo. Desequilíbrio dos sistema SRAA: quando temos esse sistema todo bloqueado observamos essa curva; quando ele tá ativado observamos essa curva. Nesse grafico olhamos PA X excreção de sódio e água, se pegarmos um mesmo valor de excreção e formos olhar a pressão quando o sistema estiver inibido a pressão vai estar muito menor do que quando o sistema tá ativado; e se ativado a pressão vai estar maior. Outra forma de analisar: olhar mesmo valor de pressão (em torno de 100), quando o SRAA tá totalmente inibido a excreção é muito alta, o que faz sentido, porque se ele tá inibido ele não tá reabsorvendo sódio e agua. Já com ele ativado, a excreção tá menor, porque ele tá reabsorvendo sódio e água. 3. Sistema nervoso simpático Redução da PA por redução do volume ou não -> baroceptores -> impulsos ao tronco cerebral -> ativação do SNS e isso ativa reabsorção de sódio e agua, diretamente e indiretamente. Então quando tem a percepção pelos baroreceptores ativa a resposta do SNC de ativar a divisão eferente do sistema nervoso simpático e vai ter efeitos na reabsorção de sódio e água. Como que ocorre esse efeito de reabsorção de sódio e agua? Age fazendo isso por estimular SRAA e também pela liberação de noraepinefrina, o que aumenta reabsorção de sódio e água. Como? Nas arteriolas tem receptores adrenergicos, o que promove constrição de AA e AE que limita fluxo e TFG, isso já evita uma perda de agua. So que alem disso tem efeitos diretos nas células tubulares e efeitos indiretos pois também estimulam o SRAA. Além disso, a própria noraepinefrina sendo liberada no rim também tem efeitos diretos nas células tubulares, naquele transportador NHE3 que a angio II age; os livros comentam que ele atua nas células do TCP aumentando a atividade desse transportador e da bomba. Então a noradrenalina atuando nos receptores adrenergicos vai aumentar a atividade desses transportadores e aumentar o transporte de sódio e água diretamentenas células tubulares. Podemos concluir: tem efeitos que todos esses hormônios/fatores que são liberados quando tem redução da PA; eles tem efeitos sistêmicos, renais a nível de constrição de arteríolas pra evitar a chegada de sangue e ter menor volume de urina pra perder e além disso do volume que é de fato filtrado, a gente tenta evitar a perda também. Então todos eles também estimulam a nível das células tubulares a reabsorção de sódio e água. Então diminui a chegada de sangue, diminui a filtração e diminui a reabsorção. 4. ADH Em níveis críticos o ADH vai ser liberado também. Redução de volume -> leva a percepção pelo baroceptor -> aferência pra SNC -> resposta pra aumentar liberação de ADH. Além disso também tem ativação do SRAA que leva ao aumento de angio II que nessa região vai estimular tanto o aumento da liberação do ADH quanto a sede; e isso vai aumentar a retenção de água no nosso organismo. - Aumenta permeabilidade a agua no DC: ocorre a reabsorção de agua pela ação do ADH. O organismo tolera um pouco a alteração de osmolaridade quando a redução da PA é importante e você precisa desse mecanismo ajudando a atuar. Grafico: tem o volume do LEC em torno de 14 litros; então mostra que se o volume aumentar temos uma queda nos níveis de ADH e se o volume diminuir promove um aumento dos níveis de ADH. So que no caso pra que isso aconteça, a gente precisa de alterações importantes de volume acontecendo. Todo mundo até agora tava trabalhando pra conseguir reabsorver sódio e água (exceto diurese e natriurese por pressão). No caso, o FAN é o que vai contrapor a esse efeito. 5. Fator atrial natriurético Ação contrária aos outros, estimula natriurese e diurese. Aumento do volume -> estiramento da musculatura atrial -> liberação de FAN na circulação -> redução na reabsorção de Na+ e água/promover excreção de sódio e água. Ele tem 3 ações: - Vasodilatação das arteríolas renais: leva a um aumento do fluxo -> aumenta chance de filtrar e aumenta a chance de perder substâncias - Inibe secreção de renina, aldosterona e ADH - Inibe reabsorção de sódio no DC: por ação direta nas células tubulares. Com isso mais sódio fica aqui e mais água vai com ele na urina; então é assim que ele estimula a natriurese e a diurese. Então SRAA, aldosterona e simpático tem efeitos opostos, o FAN inibindo os hormônios que são contrários a ação dele ele exerce seu efeito. Fatores envolvidos na regulação do volume: estarão atuando em momento diferentes. Então quando tem redução da PA vai ter aumento do SRAA, aldosterona, se for critico vai ter aumento do ADH… e o FAN nesse momento vai tá diminuído; porque se você tem pouco volume você estira pouco o átrio e não libera o FAN. Então eles vão estar em situações opostas. Então temos diversos fatores envolvidos atuando em momentos diferentes. Se tem redução de volume ou redução da PA a gente sabe que tem ativação do simpatico, ativação do SRAA, então aumenta angio II, aldosterona… se for critico aumenta ADH; e o FAN nesse caso vai estar reduzido (já explicado acima). Quando tem aumento de volume e/ou aumento da PA a gente tem exatamente o oposto então vai ter menor ativação do sistema nervoso simpático, menor ativação do SRAA então diminui angio II e aldosterona, se for critico diminui ADH também; e o FAN vai estar aumentado. Então para que possamos regular volume e PA a gente tem esses fatores envolvidos e um contrapõe a ação do outro. HEMORRAGIA: gráfico mostra a importância do SRAA na regulação. Grafico mostra a inibição farmacológica do SRAA em uma condição que reduziu a PA então a PA tava em 100mmHg, mantendo aqui normal; aconteceu hemorragia e com isso houve perda de volume do LEC, PA reduz. Com o sistema SRAA funcionante veremos que todos os fatores estão trabalhando pra aumentar a PA, entao tem ativação do simpático… aumentar o SRAA, aldosterona, ADH e reduzir o FAN, isso estaria acontecendo. Então nesse caso em que todos os fatores estão funcionando tem uma melhora da PA pra em torno de 80mmHg. Quando o SRAA é inibido a PA não retorna tanto a normalidade, fica em torno de 50 e pouco. isso mostra que mesmo os outros funcionando se o SRAA estiver inibido a resposta regulatória frente a um estímulo importante de redução da PA vai estar comprometida. Então isso mostra a importância desse sistema pra regulação da PA. Ultimo slide: se tem redução de volume/PA ou se tem redução da PA vai ter a detecção disso pelos baroceptores e vão enviar pra centros reguladores no tronco encefálico e ai vai ter ativação da resposta neural que é a ativação do eferente simpático, que vai ter efeitos diretos nas células tubulares, vasoconstrição das arteríolas evitando perder, efeitos diretos nas células tubulares aumentando a reabsorção de sódio e água. O simpático vai estimular vasoconstrição renal limitando a quantidade de sangue que vai chegar, vai estimular a liberação de renina, ativar SRAA o que vai aumentar angio II e aldosterona. O próprio estimulo de redução do volume ou PA também vão estimular diretamente o rim a secretar renina pela diminuição da perfusão e pela diminuição de sódio e cloreto na mácula densa; vão estimular SRAA, aumento angio II a qual já tem efeitos diretos nas arteríolas evitando a chegada de sangue, além disso aumentando a reabsorção de sódio e agua de forma direta. Também vai estimular aldosterona que também tem efeitos diretos nas células tubulares que aumentam reabsorção de sódio e água. Nessa situação de redução de volume circulatório efetivo o FAN tá reduzido. Então ele deixa de inibir os outros hormônios e deixa de ter ação da vasodilatação das arteríolas e efeitos de perda de sódio e água. Se acontecer uma redução de PA de forma importante ainda tem a participação de ADH sendo estimulado pela resposta neural ou via angio II. Vasoconstrictores X prostaglandinas: prof deu isso por causa de um ED. - As prostaglandinas são substancias vasodilatadoras produzidas no rim em condições que você tem excesso de vasoconstrictores. Se tem hemorragia e ativação de todos aqueles vasoconstrictores nas AA e AE. Se isso aumentar muito pode limitar tanto o fluxo renal que pode diminuir muito a quantidade de O2 e nutrientes disponíveis pra celula renal; isso a ponto de causar lesões e morte das células renais. Ai é que entram as prostaglandinas. No excesso de vasoconstrição as PG atuam limitando essa vasoconstrição excessiva a ponto de causar lesão renal. Então quando a gente tem condição de redução da PA ou redução do volume do LEC e já tem presente vasoconstritores atuantes, quando a gente utiliza determinado medicamente que bloqueia síntese de PG podemos causar uma lesão renal. Diminui LEC -> aumenta vasoconstrictores -> produção renal de prostaglandinas. - As prostaglandins contrabalançam o efeito vasoconstrictor potente evitando uma isquemia renal.
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