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FUNÇÕES TUBULARES Entender como acontece a reabsorção e secreção tubular de: água, sódio, glicose, aminoácidos, cloreto, potássio e ureia pelas regiões do néfron. Reabsorção = passagem de íons, de água e macromoléculas do lúmen do néfron para os capilares peritubulares. Secreção= passagem de íons e algumas substâncias do capilar peritubular para os túbulos do néfron. Excreção: eliminação da urina para o meio externo Excreção= filtração – reabsorção + secreção A REABSORÇÃO TUBULAR É MUITO SELETIVA, VEJAMOS: Muito reabsorvido: glicose e aminoácidos; Mais ou menos reabsorvidos: sódio, cloreto e bicarbonato. Pouco ou quase nada reabsorvidos: ureia e creatinina. A REABSORÇÃO TUBULAR INCLUI MECANISMOS PASSIVOS E ATIVOS Mecanismos de transporte ativo (primário e secundário) e passivo, a água será transportada sempre por osmose. A membrana apical (bordas em escova) → voltada para o lúmen do néfron (região tubular); Membrana basolateral → voltada para o interstício e capilar peritubular. MACETE: AL BI Apical Lúmen Basolateral Interstício Os transportes podem acontecer por duas vias: Via paracelular- o íon passa entre duas células, por suas junções oclusivas → interstício→ capilar Via transcelular/ transepitelial – passa do lúmen do nefron pela membrana apical, passa por dentro das celulas e sai pela membrana basolateral → interstício→ capilar O sódio é a substância que se move por ambas as vias, embora a maior parte do sódio seja transportada pela via transcelular. TÚBULO CONTORCIDO PROXIMAL TRANSPORTE PASSIVO A favor do gradiente, não gasta energia. Osmose, por exemplo, vai do menos concentrado para o mais concentrado. TRANSPORTE ATIVO ✓ Contra gradiente eletroquímico; ✓ Requer energia. TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO ✓ Está Ligado à Hidrólise de ATP; ✓ Exemplos de transportadores primários: sódio- potássio ATPase, a hidrogênio ATPase, a hidrogênio-potássio ATPase e a cálcio ATPase. ✓ Bomba de sódio e potássio, localizadas na membrana basolateral. ✓ 3 Na+ para fora e 2 K+ para dentro, gastando energia, imagina-se você entrando em um metrô lotado. [Na+] dentro da célula diminui (hipotônica) e a [K+] de potássio aumenta (hipertônica), o meio interno fica mais negativo(-70mV) que o meio externo. ✓ Gradiente de concentração + gradiente elétrico= gradiente eletroquímico. ✓ O potencial de membrana fica mais negativo. ✓ O sódio por estar muito alto no filtrado ele será reabsorvido, favorece a reabsorção. TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO Gasto de energia de maneira indireta, a fonte direta de energia é liberada pela difusão facilitada simultânea de outra substância transportada a favor de seu gradiente eletroquímico. Favorece a reabsorção do sódio, através do gradiente de concentração, bomba de sódio e potássio, consequentemente em conjunto com o sódio entra glicose, aminoácido, além desses, o íon H+ sai, por meio de um trocador de sódio e H+. Cotransportes (simporte) = íon + macromoléculas = mesmo sentido = ex: glicose + sódio, sódio + aminoácidos Contratransportes (antiportes) = vão em sentidos contrários, hidrogênio + sódio. TRANSPORTE MÁXIMO PARA SUBSTÂNCIAS REABSORVIDAS ATIVAMENTE GRÁFICO A Glicose no plasma x TFG Quanto mais glicose tem, mais glicose será filtrada. Ao infinito e além. GRÁFICO B Glicose no plasma x taxa de reabsorção Quanto mais glicose maior é a reabsorção, mas tem um limite, números de transportadores específicos de glicose, em torno de 375 mg/min, no caso satura os transportadores, logo não tem como mais transportar, tendo um excesso de glicose na urina (glicosúria), pois não conseguiu ser reabsorvido, acontece nos casos de diabetes. GRÁFICO C Glicose no plasma, taxa de excreção, a glicose começou a aparecer na urina. GRÁFICO D Nos pontinhos vermelhos temos a TFG, em verde a glicose será reabsorvida até um limite (375 mg/min), em linha azul a glicose começa a ser excretada e aparece na urina (glicosúria). Guyton. PINOCITOSE: ENDOCITOSE DE PROTEÍNAS PLASMÁTICAS O ideal é que não seja filtrada proteína, mas caso uma ou outra passar, será realizado a pinocitose, quebrando as proteínas em aminoácidos por meio de vesículas nas quais tem-se enzimas digestivas. (proteinúria = proteína na urina → perda de integridade nas barreiras de filtração), esse é um tipo de transporte ativo, pois requer energia. REABSORÇÃO DE ÁGUA E SOLUTOS ✓ Na+ reabsorvido por transporte ativo. ✓ O gradiente eletroquímico determina a reabsorção de ânions; ✓ Água por osmose (menor para maior); ✓ Solutos permeáveis→ reabsorvidos por difusão → via transcelular ou via paracelular. ✓ A água pode carregar com ela alguns solutos – arraste de solvente. ✓ A ureia é 50% reabsorvida passivamente no TCP. REABSORÇÃO DE CLORETO, UREIA E OUTROS SOLUTOS POR DIFUSÃO PASSIVA Aqui é reabsorvido 65% de sódio, cloreto, bicarbonato e potássio. RESUMINDO: ✓ Alto metabolismo; ✓ Muitas mitocôndrias; ✓ Muitas proteínas carreadoras (cotransporte e contratransporte), canais de sódio→ difusão ✓ Na primeira metade o sódio é reabsorvido por cotransporte com glicose e aa → cotransporte ✓ Na segunda metade o sódio é reabsorvido com cloreto→ cotranporte ✓ Secreção de íons hidrogênio (H+) → contratransporte. ALÇA DE HENLE Três segmentos funcionais distintos: 1. SEGMENTO DESCENDENTE FINO Permeável a água (20%) e a poucos solutos, hiperosmótico. Secreção de ureia e reabsorção de água. 2. SEGMENTO ASCENDENTE FINO Praticamente impermeável a água. *1 e 2 apresentam uma membrana epitelial fina sem borda em escova, poucas mitocôndrias e pouca ativ. Metabólica Reabsorção de íons. Não absorve água. 3. SEGMENTO ASCENDENTE ESPESSO Praticamente impermeáveis a água REABSORÇÃO DE SOLUTOS Células mais espessas, com junções mais justas; possui o cotransportador 1 Na, 2Cl e 1K (NaK2Cl) 25% da reabsorção. A água permanece no túbulo (importante para permitir que a urina se torne concentrada ou diluída); Furosemida, bumetanida, ácido ectarínico= diurético de alça → inibe transporte de íons (impede que o corpo reabsorva). Os íons permanecem no ultrafiltrado. O cloreto é reabsorvido por difusão por canais de cloreto para o LEC. O potássio é reabsorvido por canais de potássio para o LEC ou pode retornar para a região do lúmen (retrovasão de potássio). Nesse caso, esse K+, junto a outros ions positivos, retornam para o espaço intersticial por difusão em uma via paracelular. Transporte ativo secundário → trocador de Na+/H+ na apical, por meio da bomba Na+/K+ na membrana basolateral. TÚBULO CONTORCIDO DISTAL INICIAL Aparelho justaglomerular IMPERMEÁVEL A ÁGUA. Na membrana apical temos um cotransportador, e na basolateral a bomba de sódio potássio, criando o gradiente eletroquímico, para que o sódio e cloreto sejam reabsorvidos. Nessa região temos os diuréticos tiazídicos, se bloqueia o transporte dos íons, temos um acúmulo no lúmen dos néfrons de sódio e cloreto→ facilita a diurese. TÚBULO CONTORCIDO DISTAL FINAL E TÚBULO COLETOR 2 tipos de células: células principais e céls intercaladas/ intercalares CÉLULAS PRINCIPAIS : ação da aldosterona é intensificar a reabsorção de sódio e secreção de potássio no lúmen, mantendo os canais já existentes abertos por mais tempo. O que controla a secreção fisiológica da aldosterona a partir do córtex da glândula suprarrenal? o aumento da concentração extracelular de K+ pressão sanguínea Situações de hipercalemia e baixa PA. Alterações no ritmo do coração, hipercalemia→ tumor na adrenal → não tem recaptação de sódio Tumor no hipotálamo → problema na produção de ADH Existe alguns antagonistas da aldosterona: espironolactona e esplerenona.Amilorida, triantereno → bloqueio de canais de sódio e potássio, inibe reabsorção de sódio e secreção de potássio ficando no lúmen do néfron. CANAIS Na→ Enac K→ Romk REABSORÇÃO DE ÁGUA Depende do ADH; Presente = acontece reabsorção de água; Ausente = sem reabsorção de água. CÉLULAS INTERCALADAS: do tipo A e do tipo B São nessas células que tem regulação do equilíbrio ácido-base, cujas essas secretam H+. DUCTO COLETOR • Permeável a água → depende do ADH; OBS.: Em situações de desidratação, osmolaridade plasmática aumenta, liberação do ADH → atuam nas células do ducto coletor e néfron distal → reabsorção de água → homeostase → urina concentrada. • Permeável à ureia → transportadores de ureia UT- A3 e UT-A1 --> Quando o ADH está presente • Quando a ureia é reabsorvida através dos transportadores, ela pode ser secretada na alça (porção delgada), e recicurlar para permitir que a água possa fluir por osmose. Aumenta a osmolaridade do insterstício medular. • Reabsorvem menos de 10% de água e Na+ • Secreta íons H+ para o equilíbrio ácido-base Com ADH favorece a reabsorção de água→ reabsorção de ureia → aumenta osmolaridade OSMOLARIDADE ✓ Concentrações dentro do filtrado nas quais se modificam. Comparando com a osmolaridade do plasma: ✓ Túbulo contorcido proximal = isosmótico ✓ Alça de Henle → Ramo descendente = hiperosmótico; ✓ Ramo ascendente= hiposmótico; ✓ Túbulo distal e ducto coletor = depende do ADH; ✓ Com ADH= hiperosmótico; ✓ Sem ADH= hiposmótico. PRESSÃO NOS CAPILARES PERITUBULARES Pressão coloidosmótica maior, grande concentração de proteínas. Favorece o processo de reabsorção. Túbulos→ capilar. FUNÇÕES TUBULARES 2 Ao redor dos túbulos temos os capilares peritubulares, que na porção medular chamam-se vasos retos (vasa recta). Sistema contracorrente, osmolaridade do interstício medular e recirculação da ureia. O QUE PROMOVE O TRANSPORTE DE ÁGUA DO LÚMEN PARA O INTERSTÍCIO? Hiperosmolaridade (alta concentração) no interstício medular. 1) Sistema multiplicador contracorrente e 2) Recirculação da ureia. Esses dois tornam o interstício medular renal hipermosmótico (mais concentrado). Cortex é isosmótico// Medula é hiperosmótico 1) SISTEMA MULTIPLICADOR Etapa 1- existe um fluxo contínuo de filtrado glomerular, quando ele atinge a parte ascendente espessa vai para a etapa 2 Etapa 2- porção ascendente espessa → reabsorção de solutos, filtrado perde concentração e o interstício ganha soluto → segue para a etapa 3. Etapa 3- a parte descendente fina da alça de Henle é permeável a água, reabsorção de água para o interstício, a concentração do filtrado aumenta ficando hiperosmótico → segue para a etapa 4 Etapa 4- fluxo contínuo, segue o fluxo do néfron Etapa 5- quando o filtrado chega nessa região, pega soluto da parte ascendente da alça e joga para o interstício (similar à etapa 2) Etapa 6- água sai do filtrado e vai para o interstício (similar à etapa 3) Repete os passos 4 a 6 Etapa 7- atinge o máximo de 1200 mOsM, quanto mais profundo mais concentrado Quanto mais desce mais concentrado fica por conta da reabsorção de solutos da parte ascendente e da água na descendente que acontecem simultaneamente. Os solutos reabsorvidos no ramo ascendente da alça de Henle, se soma aos solutos que acaba de chegar, vindo do túbulo proximal, e assim multiplica sua concentração no interstício medular. OS VASOS RETOS E CAPILARES CAPTAM OS SOLUTOS E A ÁGUA E NÃO PASSA DE 1200 MOSM ADH (vasopressina)→ favorece reabsorção de água e ureia → urina mais concentrada (o mecanismo do ADH será mais discutido posteriormente). Com ADH → favorece reabsorção de ureia → urina mais concentrada MACETE: ADH2O A ureia colabora cerca de 40 a 50% para a hiperosmolaridade do interstício medular. 2) RECIRCULAÇÃO DA UREIA Filtra a ureia livremente, ao longo do néfron ela vai aumentando a sua concentração devido a reabsorção de água na parte descendente da alça. As linhas contínuas escuras, desde o ramo ascendente espesso da alça até os ductos coletores medulares, indicam que esses segmentos não são muito permeáveis à ureia, com reabsorção de água dependente do ADH. Por difusão a ureia passa para o interstício, quando chega na parte permeável do ducto coletor (porção medular), pois estará mais concentrada no lúmen do que no interstício. Os transportadores de ureia UT-A1 e UT-A3 (dependentes do ADH) facilitam a difusão de ureia para fora dos ductos coletores medulares, enquanto os UT-A2 (independentes de ADH) facilitam a difusão de ureia para dentro da alça de Henle descendente delgada. Por que a água que deixa o ramo descendente da alça de Henle não dilui o líquido intersticial medular? Porque temos os vasos retos fazendo a reabsorção, sendo esses organizados contracorrente, minimizando a retirada dos solutos do interstício medular. Caso clínico 1 Paciente Silvio, 80 anos, teve um acidente vascular cerebral há 5 anos e desde então está acamado. Mantém a fala empastada, o que dificulta a comunicação com sua filha. Certo dia, ela nota que o paciente está mais desanimado que o habitual, sua urina está mais concentrada e em menor volume. Ele é levado ao médico da Unidade Básica de Saúde. Ao exame físico apresenta-se desidratado (2+/4+), mas corado. Pulsos radiais finos, simétricos, auscultas pulmonar e cardíaca normais. Sinais vitais: PA 95/50 mmHg, Frequência Cardíaca 105 bpm, com demais sinais normais. Os exames mostraram sódio sérico de 150 mEq/L (VR: 135-145 mEq/L) e uréia plasmática de 70 mg/dL (VR: 10 - 50 mg/dL). Após hidratação oral e venosa, há normalização dos sinais vitais e dos exames laboratoriais. A. Como está a osmolaridade do plasma deste paciente antes do atendimento? Alta. B. Antes do atendimento, é provável que determinado hormônio estava em altos níveis, na tentativa de manter a homeostase. Qual seria este hormônio? ADH. C. Por que há aumento da ureia no sangue? O ADH alto favorece o aumento da reabsorção de ureia por meio da abertura de canais de ureia. D. Possivelmente, o interstício medular desse paciente estava altamente concentrado. Em qual característica essa afirmação se baseia? Hiperosmolaridade plasmática devido à desidratação. Mais reabsorção de água com o aumento do ADH (canais de aquaporina), aumenta concentração de ureia, transportadores de ureia, ureia é reabsorvida, aumenta osmolaridade de ureia, maior será a reabsorção de água e ureia. Caso clínico 2 Durante uma consulta à pediatra de sua filha, uma mãe relatou que a urina de sua filha recém-nascida era quase transparente, sendo inclusive difícil para enxergar a urina na fralda. A pediatra explicou que os bebês não conseguem concentrar a urina como os adultos pela falta de proteínas na alimentação. Explique por que a falta de proteínas na alimentação levará a uma urina diluída. R1: Menos proteínas, menos pressão coloidosmótica, teremos uma menor reabsorção pois essa favorece a reabsorção. R2: Menos proteínas= menos ureia no interstício, influenciará na reabsorção de ureia, diminuirá a concentração e, consequentemente menor reabsorção de água deixando a urina mais diluída. FUNÇÃO TUBULAR 3 EQUILÍBRIO HIDROELETROLÍTICO A água é extremamente importante no organismo, pois participa de várias funções no organismo. Os rins não podem reestabelecer os níveis de água, apenas conservar o que já tem. O corpo humano perde, em média, 2,5L de água diariamente. Portanto, a ingestão hídrica deve girar em torno dos 2,5L por dia. Além disso, os rins participam do controle do balanço hídrico do corpo. Um exemplo disso é quando o volume de água corporal aumenta e eleva a Taxa deFiltração Glomerular (TFG). Quando o organismo começa a tender rumo à desidratação, a partir de um certo ponto, a TFG diminui. O controle hídrico também está relacionado ao controle da pressão arterial. A depender da PA, os rins recebem um estímulo para liberar ou reter mais água. Balanço de água + pressão arterial + balanço de sódio+ osmolaridade = Equilíbrio hidroeletrolítico. ADH ADH2O→ água Hormônio produzido pelo hipotálamo, secretado pela neuro-hipófise. Aumento de ADH → urina mais concentrada Local de ação: parte final do néfron (túbulo contorcido distal e túbulo coletor) ESTÍMULOS QUE CONTROLAM A SECREÇÃO DA VASOPRESSINA Osmolalidade maior que 280 mOsM, diminuição do volume sanguíneo e diminuição da PA. Essa hiperosmolalidade é reconhecida por osmorreceptores presentes no hipotálamo. As alterações da PA são reconhecidas por barorreceptores presentes no seio aórtico e carotídeo que também induzem a produção de ADH. No caso da PA baixa, além da ADH, a aldosterona, e angiotensina também atuam no processo. MECANISMOS DE AÇÃO: ADH/ VASOPRESSINA ✓ Hormônio chega pela corrente sanguínea, sai dos vasos e se liga ao receptor V2 na membrana basolateral das células tubulares; ✓ Ativa o AMPc que desencadeia reações fosforilativas intracelulares; ✓ Ocorre a mobilização de vesículas contendo aquaporinas do tipo 2 (AQP2); ✓ Vesículas se fundem à membrana plasmática da célula; ✓ Inserção dos poros na membrana apical; ✓ Água passa a fluir por osmose via canais de aquaporinas; ✓ Quando não há necessidade de reabsorção de água, o ADH para de agir, e as aquaporinas são internalizadas na célula. Obs.: Com o aumento desses canais, a água consegue passar do néfron para a corrente sanguínea, diminuindo a quantidade de líquido no ultrafiltrado e, por consequência, reduzindo a diurese. Aumento da osmolalidade → aumento de vasopressina A aquaporina 2 é sensível ao ADH, a 3 e a 4 não e estas estarão na membrana basolateral. O ADH mantém a concentração de água no sangue. Problemas no receptor V2 → urina diluída A alteração patológica vai alterar a membrana basolateral (pelo déficit de V2) e apical (pois não produz aquaporina). ADH alto → urina concentrada ADH baixo → urina diluída Se a vasopressina aumenta a reabsorção de água no néfron, a sua secreção estaria aumentada em um indivíduo com desidratação. Curiosidade: em adultos a secreção de vasopressina também apresenta um ritmo circadiano, com secreção aumentada durante a noite, para não perder líquido na urina. Enurese noturna→ crianças não têm um ciclo circadiano organizado e essas não produzem vasopressina suficiente, logo a urina delas é mais diluída. Tratamento: desmopressina spray nasal. ALDOSTERONA MACETE: AldosteroNA → Sódio Onde o sódio vai a água vai atrás. LOCAL DE PRODUÇÃO: córtex da glândula suprarrenal (adrenal). LOCAL DE AÇÃO : células principais do TCD Atua no túbulo contorcido distal, mais especificamente nas células principais que contém canais de Na e K na membrana apical. Na presença de aldosterona, o tempo de abertura desses canais fica maior. ESTÍMULOS DE AÇÃO: A queda de PA e o aumento da concentração de K+ (hipercalemia) estimulam a liberação de aldosterona. Durante a queda de PA, a aldosterona participa do Sistema Renina-Angiotensina. A ação desse hormônio se dá na liberação de potássio e na reabsorção de sódio. Esse hormônio tem efeito genômico, se liga a receptores citoplasmáticos e induz a produção de proteínas (transcrição) e, por consequência, a produção de novas bombas e novos canais na membrana apical. Além disso, ela intensifica a ação das bombas de Na e K, induzindo à reabsorção de Na+ e a excreção de K. Concomitantemente, a água consegue entrar pela ação do ADH. Curiosidades: Hipercalemia: despolarização dos tecidos excitáveis os torna mais excitáveis inicialmente. Subsequentemente, as células são incapazes de se repolarizar completamente e, na verdade, tornam- se menos excitáveis. Devido a seus efeitos em tecidos excitáveis, como o coração, os médicos estão sempre preocupados em manter a concentração plasmática de K+ dentro de sua faixa normal. Tumor na região da glândula adrenal → incapacidade de produzir aldosterona. Tumor no hipotálamo→ afeta produção de ADH A. urina diluída , se mantem constante a do plasma B. ADH diminui, urina diluída, aumenta taxa de fluxo urinário , osmolaridade plasmática que caiu um pouco. C. aumenta SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA II: Esse hormônio age durante a queda da pressão arterial. Nesse momento, com a queda da pressão arterial, ocorre a queda da taxa de filtração. Consequentemente, o fluxo de NaCl reduz. A mácula densa, por sua vez, reconhece essa queda e, por ação parácrina, induz as células justaglomerulares a produzir renina que converte o angiotensinogênio (produzida no fígado) em angiotensina I no plasma. Essa angiotensina I é um hormônio vasoconstritor mais fraco. A partir da ação da ECA (Enzima Conversora de Angiotensina), presente no endotélio dos vasos sanguíneos e nos pulmões, a angiotensina I é convertida em angiotensina II no plasma. A mais importante dessas é a angiotensina II. AÇÕES DA ANGIOTENSINA II ✓ Córtex da glândula suprarrenal: secreção de aldosterona ✓ Arteríolas: vasoconstrição ✓ Bulbo: reflexo para aumento da pressão arterial ✓ Hipotálamo: secreção de vasopressina e aumento da sede ✓ No túbulo proximal, aumenta a reabsorção de Na+ por aumento da intensidade do trocador de Na+ e H+. Joãozinho tem um problema na ECA → há produção de renina, se transforma angiotensina I, porém não terá a angiotensina II, não efetuando as suas ações. O paciente terá uma dificuldade em aumentar a pressão. Em situações de hipertensão: PEPTÍDEO NATRIURÉTICO ATRIAL Hormônio de natureza peptídica onde o Na+ é liberado pelas células miocárdicas atriais. Produzido por células miocárdicas especiais nos átrios do coração. Essas células são sensíveis a um aumento de volume sanguíneo e ao estiramento das paredes dos átrios. A ação desse hormônio ocorre da seguinte forma: ✓ Arteríolas aferentes: vasodilatação para aumentar a TFG; inibe a secreção de renina. ✓ Néfron: reduz a reabsorção de Na+ e água; ✓ Córtex da glândula suprarrenal: inibe a secreção de aldosterona; ✓ Bulbo: reflexo para a redução da pressão arterial; ✓ Hipotálamo: inibe a secreção de vasopressina. Paciente, sexo masculino, 73 anos é trazido por seus filhos após apresentar mal-estar. Paciente obeso e com histórico familiar de hipertensão. Ao exame físico apresenta-se hipertenso (PA: 150 x95 mmHg) e taquicárdico (FC: 130 bpm). Com base no caso clínico, responda: 1. Qual o mecanismo responsável por garantir a homeostase em situações de hipervolemia? As células miorcárdicas se estiram e liberam peptídeos natriuréticos. 2. Qual reflexo é ativo em situação de hipertensão? Inibição da vasopressina, diminuição da aldosterona, diminuição da sinalização simpática no bulbo, diminuição da aldosterona produzida no córtex da glândula suprarrenal 3. Como ocorre a excreção de sal e água em situações de hipervolemia? Inibição da produção de ADH → aumenta excreção de água Inibição da aldosterona → aumenta excreção de sódio Diabetes insipidus x ADH → pouco ADH → urina diluída → poliúria. ANEXOS
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