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Nicolas Martins 2025.1 - Fisiologia II FISIOLOGIA RENAL II: MECANISMOS DE CONCENTRAÇÃO DA URINA ● Introdução A reabsorção e secreção tubular são feitas através de transporte de membrana. Praticamente todos os tipos de transporte de membrana fazem parte desse processo, além de bombas de Na/K+ ATPase ● Mecanismos Básicos de Reabsorção e Secreção Tubulares: - Transporte Ativo Primário: O transporte ativo primário é promovido por proteínas transportadoras que utilizam a energia proveniente da hidrólise do ATP para mover solutos contra um gradiente de concentração. Esses transportadores incluem: Na + K + ATPase; H + ATPase; H + K + ATPase; Ca+2 ATPase. É um Sistema transportador particularmente importante é o transporte ativo primário, que promove a reabsorção de íons sódio a partir do lúmen tubular, como explicitado pela figura ao lado. Observe que esse mecanismo envolve duas etapas. A primeira é a difusão de sódio, facilitada ou não, da região de maior concentração para a região de menor concentração, ou seja, do lúmen tubular para as células tubulares, via transcelular, ou diretamente para o interstício, via paracelular, e, a partir daí, para os capilares peritubulares. Você deve estar se perguntando onde está o envolvimento da Na+ K+ ATPase. A Na+ K + ATPase, presente na membrana basolateral, mantém a célula com uma baixa concentração de Na+ e alta concentração de K+, estabelecendo um gradiente de concentração e um gradiente elétrico, por determinar um potencial de membrana de -70 mV, que facilitam a reabsorção de Na+ => Transporte Ativo Secundário: No transporte ativo secundário, uma substância é movida a favor do seu gradiente eletroquímico, liberando energia para o transporte de outra substância contra seu gradiente eletroquímico. Para manter o transporte ativo secundário funcionante, a Na+ K+ ATPase precisa manter a concentração de Na+ baixa dentro da célula, bombeando Na+ ativamente pela membrana basolateral. Esse mecanismo de transporte promove a reabsorção de glicose e aminoácidos, por exemplo. Ou seja, ocorre reabsorção de Glicose e aminoácidos por cotransporte, aproveitando o gradiente de Na+ mantido pela Na+ K+ ATPase e o potencial da membrana OBS.: Os rins possuem diferentes intensidades de filtração, reabsorção e excreção dependendo do tipo de substância. Por exemplo, a glicose 180 é filtrada e 180 é reabsorvida sendo 0% excretada 100% filtrada é reabsorvida. O HCO3- 432 mEq/dia é filtrada 4318 é reabsorvida e 2 é excretada sendo 1% de excreção, o bicarbonato possui extrema importância no equilíbrio ácido-base. => Mecanismo Passivo de Reabsorção de Água: A água é reabsorvida por uma força osmótica, que causa sua difusão do meio de menor concentração de soluto (lúmen tubular) para o meio de maior concentração de soluto (interstício), e daí para os capilares peritubulares. O transporte de soluto, como explicitado anteriormente, do lúmen tubular para o interstício renal cria um gradiente que favorece a reabsorção de água. A reabsorção de água pode ser por via transcelular ou por via paracelular, através das junções oclusivas, que são relativamente permeáveis a água e pequenos íons (Na+ , Cl- , K+ , Ca+2, Mg+2). ● Túbulo contorcido proximal Ele é responsável por reabsorver a maior quantidade de filtrado glomerular, de 75% a 90% do FG é reabsorvido pelo tubo contorcido proximal. - 100% da Glicose e aas - 70% de água, NaCl e K+ - 80-90% do HCO3- - 70% do Cálcio No TCP existem aquaporinas em suas membranas apical e basal, a água entra pelo transporte paracelular e transcelular. O túbulo contornado proximal secreta ácidos orgânicos, H+ (pelo contransporte de Na+) e algumas bases ✓ A reabsorção de HCO3- O bicarbonato se junta com o H + formando o ácido carbônico dentro da luz tubular. Esse ácido carbônico é degradado pela anidrase carbônica formando água e CO2, o CO2 entra na célula do TCP e lá dentro se junta com a água, através da anidrase carbônica, formando o ácido. carbônico que é transformado em H+ que é secretado e o sódio entra (contransporte) e em HCO3- que é reabsorvido Existe um diurético que bloqueia a anidrase carbônica (acetazolamida) impedindo a formação de água e CO2 e como consequência não há a formação de ácido.carbônico que não irá ser degradado em H+, assim, impedindo que o Na+ entre na célula por contransporte fazendo com que ele permaneça no túbulo, desse modo, fazendo com que a água fica no lúmen e aumente o volume urinário. Com o uso desse diurético o HCO3- também não é reabsorvido levando a uma acidose metabólica ✓ Síndrome de Fanconi: É caracterizada pela capacidade limitada do TCP em reabsorver glicose, aminoácidos , proteínas de baixo peso molecular e fosfato. Pacientes com essa síndrome eliminam muita glicose pela urina, possui glicosúria, o normal seria essa glicose retornar ao sangue pela reabsorção no TCD mantendo o nível de glicose normal, porém, como a absorção foi afetada há uma queda da glicose na corrente sanguínea ● Alça de Henle Temos o ramo descendente delgado e o ramo ascendente que pode ser dividido em seu segmento espesso e delgado. O ramo descendente delgado vai ser permeável a água, vai reabsorver 20% do NaCl e a ureia, que irá retornar para ser eliminada novamente já que se ela sair ela irá carrear mais água para o interstício. No ramo espesso ascendente temos 20% do Ca++, K+ e Mg++, 15% do HCO3- e NaCl ✓ O segmento delgado é capaz de reabsorver água (10% de água filtrada) já que possuem aquaporinas ✓ O segmento espesso ele não absorve água, sendo impermeável a água - Segmento Ascendente Fino da Alça de Henle: Possui como características gerais: o Praticamente impermeável à água; o Pouco permeável a solutos. - Segmento Ascendente Espesso da Alça de Henle: O segmento espesso irá secretar o H + e vai reabsorver Na +, K +, Cl-, Ca + +, HCO3- e Mg por transporte paracelular. Isso é possibilitado pela proteína que reabsorve 1 Na +, 1 K + e 2 Cl-, ao reabsorver esses produtos eles serão encaminhados para o interstício que ficará hipertônico, devido ao aumento das concentrações de NaCl OBS.: Existe um diurético (furosemida) que bloqueia essa proteína impedindo a entrada desses íons, aumentando o K+ do lume e assim eliminando muito K+, assim o interstício não ficará mais hipertônico bloqueando a ação do ADH, já que ele não consegue realizar a absorção da água sem que o interstício esteja hipersônico. Bloqueia eliminação de Ca++ podendo causar cálculo renal ● Túbulo contorcido distal Pode ser dividido em porção inicial e porção distal ✓ TCD inicial No túbulo contornado distal inicial de 3 a 5% do líquido que foi filtrado vai ser reabsorvido, já que esse porção reabsorve muito NaCl, porém dessa porção temos um outro diurético (Hidroclorotiazida) que bloqueia a reabsorção de Na+ e do Cl-, fazendo com que fique mais sódio na luz do túbulo aumentando o volume de urina, já que a água vai aonde o sódio vai. Éimpermeável à água - Manipulação renal do cálcio: Sabemos que 100% do Ca++ é filtrado e 7% é reabsorvido pelo TCP (20% do Cálcio disponível no plasma (55%) são filtrados ou 11% do total plasmático) sendo sua reabsorção dependente da reabsorção de Na+ e água no TCP (paracelular). 30% restantes, 20% é reabsorvido na alça de henle e no TCD inicial. Caso tenhamos a furosemida ela bloqueia a reabsorção de Ca + +, já que bloqueia a reabsorção de Na +, K + e 2 Cl-. Diferentes do tiazídicos, que bloqueiam a entrada de NaCl- fazendo com que aumente na membrana basal a troca do Na+ pelo Ca++, ou seja, aumenta a reabsorção de Ca++ para diminuir a quantidade de Na+ ✓ TCD final Existem duas células (1) células principais e (2) células intercaladas, que secretam o H +. As células principais secretam o H + e reabsorvem Na + e as células intercaladas reabsorvem Cl-, HCO3- e K +. Nas células principais é onde a aldosterona, fazendo com que reabsorve sódio e secrete K+ aumentando a volemia, irá atuar e nas células intercaladas é onde o ADH irá atuar, fazendo com que o receptor V2 ative a ptn G e aumente adenilato ciclase e a PKA abrindo aquaporinas do tipo 2 e aumentando a reabsorção de H2O O diurético (espironolactona) bloqueia a aldosterona, fazendo com que aumente o K + no sangue e diminua o Na +, aumentando a diurese . O ADH realiza vasoconstrição das artérias e nas células intercaladas faz com que abram mais canais do tipo aquaporina 2 aumentando a reabsorção de água ● Ducto Coletor Medular Características Gerais: ➤ Células tubulares com metabolismo baixo e um pequeno número de mitocôndrias; ➤ A permeabilidade do ducto coletor medular à água depende do nível de ADH. Com níveis elevados de ADH, a água é reabsorvida avidamente para dentro da célula tubular, e daí para o interstício medular, reduzindo, dessa forma, o volume de urina e concentrando a maioria dos solutos na urina. Com níveis baixos, as células são relativamente impermeáveis; ➤ É permeável à uréia, que é parcialmente reabsorvida, o que contribui para elevar a osmolaridade do interstício local. O aumento no ADH também aumenta a reabsorção de uréia, visto que esta se torna mais concentrada no líquido tubular; → Secreta avidamente H+ , mesmo contra um gradiente de concentração de 1000 para 1, por uma H+ ATPase e difunde-se mais facilmente para o interstício; → Reabsorve HCO3- paralelamente à secreção de H+ →Reabsorve Na + e Cl por mecanismos semelhantes aos do túbulo coletor cortical,também dependente de aldosterona. ● Regulação da reabsorção por hormônios ✓ Aldosterona Ações da aldosterona: → ⬆Reabsorção de Na+ → Retém Na+ → ⬆Secreção de K+ → Elimina K+ → ⬆ Reabsorção de água → Equilíbrio Osmótico; → ⬆Reabsorção de Cl → Equilíbrio elétrico; → ⬆Secreção de H+ → Elimina H+ . Conseqüências: → ⬆ Volemia e da Pressão Arterial Sem alterar a osmolaridade; → ⬇Concentração de K+ no LEC → Hipocalemia; →⬇Concentração de H + no LEC → Alcalose (leve). A aldosterona, hormônio cortical da adrenal, aumenta a reabsorção de NaCl e, conseqüentemente, a reabsorção osmótica de água, e aumenta a secreção de K+ , atuando nas células principais do túbulo coletor cortical e no ducto coletor medular. Atua também nas células intercaladas, aumentando a secreção de H+, e, consequentemente, provocando leve alcalose. Esse hormônio estimula a atividade da Na+ K + ATPase na membrana basolateral, mantendo uma alta concentração de K+ e uma baixa concentração de Na+ dentro da célula, permitindo a reabsorção de Na+ e secreção de K+ pela membrana apical, que se torna mais permeável a esses íons em presença de aldosterona. A reabsorção de Na+ diminui a excreção urinária, mas sua concentração no líquido extracelular pouco se altera, visto que sua reabsorção é acompanhada pela reabsorção osmótica de água. Portanto, é ineficiente em aumentar a osmolaridade do líquido extracelular, mas é muito eficiente em aumentar o volume sanguíneo e a pressão arterial. Uma deficiência em aldosterona, como na Síndrome de Addison, provoca perda acentuada de Na+ e água na urina, e acúmulo de K+ , hipercalemia. No outro extremo, um excesso de aldosterona, como na Síndrome de Conn, promove retenção de Na+ e depleção de K+ , hipocalemia. ✓ Angiotensina II: É formada em resposta à hipotensão arterial, causada pelo baixo volume de sangue circulante e baixa pressão arterial. Causa três efeitos principais, que visam restabelecer o volume adequado dos compartimentos de líquidos corporais: → Estimula amplamente a secreção de aldosterona (efeito explicado anteriormente); → Estimula diretamente a reabsorção de Na+ e secreção de H+ , por estimular a atividade da Na+ K + ATPase na membrana basolateral e estimular um trocador de Na+/H+ na membrana apical, e conseqüente reabsorção de Cl e água; → Contrai as arteríolas eferentes ✓ ADH (Vasopressina): É liberado pela neurohipófise. Atua aumentando a permeabilidade à água dos epitélios do túbulo contornado distal, túbulo coletor e ducto coletor. Apresenta, portanto, papel fundamental no controle do grau de diluição da urina. O ADH é fundamental no controle da osmolaridade dos líquidos corporais. ADH → Receptor V2 → Ativa a Adenilato Ciclase →⬆AMPc → Ativa PKA → Deslocamento de aquaporinas para a membrana luminal →⬆Reabsorção de água → ⬇Diurese ✓ Peptídeo Natriurético Atrial (ANF): Secretado por células dos átrios cardíacos em função da distensão atrial causada pela expansão do volume sangüíneo. Atua inibindo a reabsorção de NaCl e água, principalmente nos ductos coletores, aumentando, assim, a excreção urinária, o que auxilia o retorno do volume sanguíneo a valores normais. ✓ Paratormônio (PTH): Produzido nas paratireóides, esse hormônio aumenta a calcemia, por aumentar a reabsorção de Ca+2 nos túbulos renais. Também atua inibindo a reabsorção de PO4-3 e estimulando a reabsorção de Mg+2 ● Regulação da osmolaridade Osmolaridade pode ser definida como a concentração do HCO3-. Temos o HCO3- se bebermos muita água o cloreto é mais diluído se bebemos pouca água o cloreto está mais concentrado e portanto a osmolaridade sanguínea é maior A água nos compartimentos de líquidos corporais - Líquido intracelular (LIC) = 40% do peso - Líquido extracelular (LEC) = 20%% do peso corporal → Intersticial - 5% do peso corporal → Intravascular - 13% do peso corporal → Transcelular - 2% do peso corporal ✓ Composição do plasma Temos uma maior concentração de Sódio e Cloro no plasma/ líquido intersticial quando comparado a célula que possui uma maior concentração de K+ ✓ Importância da água - Solvente Universal - Transporte de substâncias - Equilíbrio Térmico - Lubrificante A água representa 60% do peso corporal e varia em quantidade de água presente em nosso corpo pode ser afetada por diversos fatores como idade, tecido adiposo, sexo e etc A osmolaridade normal depende co HCO3- e é de 285 - 295 mOsm/Kg H20 - Meio Hipotônico = Depende da concentração de Nacl 0,45%/145 mOsm/Kg H20 - Meio isotônico = Depende da concentração de NaCl 0,9%/ 290 mOsm/Kg H20 - Meio Hipertônico = Depende daconcentração de NaCl 3%/ 1000 mOsm/Kg H20 ➤ Hipoosmolaridade: Desloca água dentro da célula, ou seja, a água para dentro da célula já que temos uma baixa concentração de NaCl ➤ Hiperosmolaridade: A água se desloca das células para a água devido a uma alta concentração de NaCl Podem causar alguns sintomas relacionados primariamente com o SNC ( Letargia, convulsões, coma e morte) sendo ideal manter o meio isotônico OBS.: Em pacientes que possuem grande perda de sangue é dado uma solução hipertônica tirando água do interior da célula e cause um aumento da volemia ● Regulação Uma diminuição da ingestão de água a concentração do NaCl aumenta e o meio fica hipertônico aumentando a osmolaridade, fazendo com que o hipotálamo onde se encontra o centro da sede se ative fazendo com que você aumente sua ingestão de água e também irá acionar osmorreceptores que com o aumento da osmolaridade se ativam fazendo com que seja liberado maior quantidade de hormônios antidiuréticos (ADH), que são produzidos no hipotálamo, abrindo os canais de aquaporina T2 aumentando a reabsorção de água tentando diminuir a osmolaridade Um aumento da ingestão de água causa uma maior diluição do NaCl diminuindo a osmolaridade fazendo com que diminua sua sede, o osmoreceptor não seja ativado e diminua a liberação de ADH diminuindo a reabsorção de água => Mecanismo de contracorrente = É o mecanismo da concentração da urina, no ducto coletor a urina está sendo eliminada, porém temos um mecanismo no ducto coletor que reabsorve a água tornando a urina mais concentrada. O mecanismo de contracorrente depende da disposição anatômica peculiar das alças de Henle e das vasas rectas, e da alta concentração de solutos da medula renal. Os principais fatores que contribuem para o aumento da concentração de solutos na medula renal são: - Co-transporte 1-sódio/2-cloreto/1-potássio no ramo ascendente espesso da alça de Henle; - Transporte ativo de íons (Na+ e Cl- ) dos ductos coletores para o interstício medular; - Difusão facilitada de uréia dos ductos coletores para o interstício medular; - Difusão de pequena quantidade de água dos ductos coletores para o interstício medular, em menor proporção que a reabsorção de solutos. Na alça de Henle se encontra uma proteína que absorve Na+, K+ e 2 Cl-, na hora que ela aumenta a absorção desses íons para o interstício ela aumenta a concentração de NaCl no interstício o deixando hipertônico. Existem os néfrons justa medular e cortical. Nos néfron justamedular temos os capilares peritubulares chamados de vasa recta. No ramo ascendente espesso temos a absorção da proteína aumentando o NaCl no interstício que irá entrar no capilar peritubular na porção descendente da vasa recta e devolve para o interstício quando chega na parte ascendente da vasa recta dependendo do fluxo sanguíneo. Se a pressão sanguínea se encontra normal o fluxo sanguíneo na vasa recta é estável sendo ele diretamente proporcional à pressão sanguínea. Caso a pressão esteja alta o fluxo sanguíneo aumenta fazendo com que o NaCl quando entra não seja trocado. Se a pessoa está hipotensa o fluxo é mais lento o interstício recebe mais NaCl com uma baixa concentração de H2O já que a reabsorção de água se dá com um interstício hipertônico aumentando a concentração de ADH Para que o sistema de contracorrente funcione de maneira correta precisamos de alguns fatores como: - Meio hipertônico - ADH - Medula Renal Hiperosmótica - Multiplicação em contracorrente - Trocador em contracorrente O interstício terá que estar hipertônica para que esse sistema funcione para que o ADH quando o ADH abrir os canais aquaporina T2 a água consiga ser reabsorvida. Para que o interstício esteja hipertônico depende da alça de henle ascendente espessa, que possui uma proteína que reabsorve K+, Na+ e Cl - deixando o interstício hipertônico - Multiplicador de contracorrente, no ramo espesso da alça de henle a proteína nunca para de reabsorver mesmo que o interstício se encontre hipertônico, ou seja, ela sempre multiplica/aumenta o hipertonicidade do interstício/ da medula renal - Troca em contracorrente, o cloreto de sódio reabsorvido irá entrar nos capilares peritubulares irá entrar e sair constantemente, ou seja, a medula sempre irá ficar hipertônica pelo trocador de contracorrente. Essa troca pode ser afetada pela pressão sanguínea, um aumento da pressão sanguínea causa um aumento do fluxo sanguíneo que sai com mais cloreto de sódio diminuindo a troca, deixando a medula menos hipertônica anulando a ação do ADH. Se a pressão estiver baixa o fluxo sanguíneo fica mais hipertônica e com a pressão mais baixa o cloreto se encontra mais concentrado e age nos osmorreceptores, liberando mais ADH aumentando a retenção de líquido OBS.: Sempre que o ADH chega ele abre aquaporinas T2, a ureia também sai e entra na alça de henle em sua porção ascendente delgada levando consigo a água e iniciando a recirculação da ureia que depende do ADH. ● Regulação da secreção do ADH - O ADH é inibido pelo barorreceptores - Nicotina estimula ADH - Álcool inibe ADH - Estresse emocional e Frio, inibe ADH - Dor estimula ADH - Aumento da osmolaridade aumenta ADH - Diminuição da osmolaridade diminui ADH ● Diabete insipidus Incapacidade de concentrar urina, ou seja, a urina será sempre diluida causando uma poliúria (urina muito) aumentando a sede. É causado pela deficiência de ADH ou pelo bloqueio de sua ação ✓Nefrogênico = Resistência a ação do ADH ou deficiência da aquaporina do tipo 2 ✓Central = Insuficiência de produção de ADH
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