Biofísica da função renal

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Biofísica da função renal
Aula 1 03/05/21
Maria Gabriela Cararo Cabral
Introdução
A principal função do sistema renal é produzir a urina,
principal líquido de excreção do organismo, produto de
um conjunto de órgãos que filtram o sangue.
Sistema urinário - constituintes
Rins (par)
Ureteres (par)
Bexiga
Uretra
- Veia cava
- Veias renais
- Artéria aorta
- Artéria renais
O que devemos eliminar ?
Rim
córtex renal ⇒ externa
Medula renal ⇒ interna
Sai veia renal
chega artéria renal
Pirâmide de Malpighi: estão os néfrons
Néfron ⇒ estrutura funcional mais importante,
constituição específica. Com glomérulo (cápsula de
bowman) , túbulo contorneado distal / túbulo, alça de
henle ou alça néfrica. Condutor de Bellini. Importante
contato da circulação sanguínea com os componentes
do néfron.
Sao milhares de nefron em cada túbulo de malpighi
néfron e irrigação -- íntimo contato com a parte
circulatória, permeiam toda estrutura do nefron.
CIRCULAÇÃO E COMPONENTE DO NÉFRON.
Nefron⇒
- Córtex (cortical)
TÚBULO CONTORCIDO proximal distal e glomérulo
- Medula
ALÇA DE HENLE E ducto coletor
Entender a anatomia e histologia além da fisiologia
Funções
O sistema urinário contribui para a manutenção da
homeostase. Eliminando
resíduos do organismo como: água, eletrólitos (sódio,
potássio e cloro) e não
eletrólitos (uréia e creatinina);
• Desintoxicação e excreção.
• Eliminação substâncias tóxicas oriundas do
metabolismo;
• Eliminação substâncias exógenas como medicações;
• Controle da Osmolaridade;
• Controle do pH;
• Controle do volume hídrico corporal;
• Regulação da composição sanguínea das células
vermelhas, sais minerais,
hormônios, nutrientes, etc.
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• Regulação da nutrição de ossos e dentes; Os rins
regularizam as concentrações
de cálcio e de fósforo no sangue e produzem uma forma
ativa de Vitamina D, a
responsável pela fixação do cálcio nos ossos;
• Produção de hormônios como a eritropoietina e renina;
Três processos delineados
1. Filtração glomerular
2. Reabsorção tubular: reabsorver substâncias
que não podem ser eliminadas. Isso ocorre nos
túbulos distal e proximal
3. Secreção tubular: coisas que não foram filtradas
mas devem ser eliminadas. Colocadas no
liquido de excreção.
Aferente =chega/ Eferente = sai
Sangue está chegando no glomérulo (arteríola aferente)
filtração ⇒ algumas vão para o túbulo outra já saem e
pela arteríola eferente
deixa arteríola eferente
FILTRAÇÃO GLOMERULAR
Nesta etapa, o rim filtra do plasma sanguíneo todas as
substâncias de baixa massa, retendo quase a totalidade
das proteínas
Esse processo ocorre no glomérulo
PROTEÍNAS NÃO SÃO ELIMINADAS NA URINA
A membrana filtrante do glomérulo é totalmente
permeável a moléculas de massa até 5000 dalton
,
Sangue chega no glomérulo pela A1(arteríola aferente).
B2 glomérulo.
APÓS A FILTRAÇÃO
filtrado segue pelo B3 (túbulo contorcido proximal) B4
(alça de heine), túbulo contorcido distal e ducto coletor
⇒ toda estrutura do néfron
O que não tiver baixo peso molecular, não vai seguir pelo
túbulo contorcido. Vai voltar para a circulação. Da
arteríola aferente fluido sai pela arteríola eferente segue
pelos capilares peritubulares (circundam todas as
estruturas do néfron) depois saem pelos vasos retos e
pela veia renal
estrutura “rachurada” ⇒ ÍNTIMO CONTATO DAS
ESTRUTURAS DO NÉFRON COM O SISTEMA
CIRCULATÓRIO.
● QUANDO FILTRADO
o que foi filtrado vem para o túbulo contorcido proximal
⇒ alça de heine ⇒ túbulo contorcido distal⇒ vai para
o ducto coletor
● QUANDO NÃO FILTRADO
o que não foi filtrado continua permeando essas
estruturas visto que há substâncias que não foram
filtradas mas precisam ser eliminadas. Então, o sistema
continua circulante e íntimo contato com os
componentes do néfron
arteríola eferente trazendo sangue
1º evento ⇒ filtração capilares glomerulares
O que foi filtrado túbulo contorcido proximal
O que não foi, sai na arteríola eferente e segue a
circulação de capilares peritubulares sempre
intimamente ligada aos componentes do néfron.
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2º evento ⇒ reabsorção de moléculas que não podem
ser eliminadas
Uma vez que, há moléculas que foram filtradas, mas não
podem ser eliminadas. Depois da reabsorção, elas
voltam para a circulação.
3º evento ⇒ secreção de moléculas que não foram
filtradas, e precisam ser eliminadas.
São moléculas que estão na circulação, mas que não
foram filtradas e precisam ser eliminadas. Então elas
são secretadas e voltam para compor o líquido de
excreção urinária
4º evento ⇒ composição correta da urina
(FILTRADO - REABSORVIDO) + SECREÇÃO = composição correta
A membrana filtrante do glomérulo é totalmente
permeável a moléculas de massa até 5000 dalton (de
baixo peso molecular), essas passam livremente do
sangue para glomérulo
filtração
V de sangue = 5X
(bolinha = água // X = soluto / bolinha aberta = proteína)
proteínas não são filtradas ⇒ não são eliminadas na
urina
filtrar primeiro⇒ pequenos solutos e H2O
Quanto de volume ⇒⅕ do volume que entrou é filtrado
(moleculares de baixa mm)
continuam na circulaçao ⇒ agua, outros pequeno
solutos importante e proteínas ¼ do volume continua
na circulação
reabsorção
secreção
FILTRADO NUNCA TEM PRESENÇA DE PROTEÍNAS, POIS
ELAS CONTINUAM CIRCULANDO
Filtrabilidade das substâncias
1. Água ⇒ peso molecular baixo
2. Sódio ⇒ --
3. Glicose ⇒ - filtra bastante. NÃO PODE
ELIMINAR GLICOSE NA URINA. Ela filtra muito
mais é reabsorvida
4. Insulina ⇒ filtra bem. 6000 D não filtra mais
nada
5. mioglobina ⇒ não podemos eliminar -
filtrabilidade baixa
6. albumina
Resumo
O sangue entra pela artéria aferente, passa pelo
capilares glomerulares, sai
pela artéria eferente;
O fluxo é dividido entre os capilares peritubulares e
vasos retos, os dois
desembocam na veia renal voltando a circulação venosa
geral;
Ao passar pelo glomérulo, uma fração de água e
pequenos solutos, passa
pela membrana filtrante, deixando o sangue enriquecido
em proteínas
passar para a artéria eferente;
Ocorreu a filtração: Transporte Passivo!
Forças físicas da filtração
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Post equilibra vai contra a PhidS
Controle mecânico da filtração
● PACIENTE COM PRESSÃO ALTA
Precisa eliminar mais água (líquidos na urina)
vasoconstrição na artéria eferente, pois se tiver uma
vasodilatação na aferente, o sangue entra, filtra
rapidamente e não filtra o volume adequado.
Mas se ter uma vasoconstrição na artéria eferente ⇒ o
volume de sangue será mantido por mais tempo dentro
do glomérulo e aumenta a pressão de filtração⇒maior
volume de urina formado
● PACIENTE COM PRESSÃO BAIXA
Precisa reter mais água da urina
mecanismo de controle
vasoconstrição da artéria aferente⇒ sangue entrando e
menor pressão de filtração, menor volume de filtrado,
logo maior quantidade de água circulante.
Este controle pode acontecer em situações
emergenciais, quando é necessário desviar o grande
fluxo sanguíneo renal para outros setores
Ex: Queda da pressão arterial;
Fluxo renal plasmático
“O fluxo renal plasmático (FRP), é a quantidade de
plasma que entra na artéria renal, medida em ml.min-1.”
Em um adulto do sexo masculino, o FRP é em torno de
(entra na arteria aferente) 600ml.min -1;
Conhecendo o hematócrito (separação das fases do
sangue) pode se calcular o Fluxo Renal Sanguíneo
(FRS)
sangue ⇒ células (parte sólida)
plasma (parte líquida)
Ex: Paciente com hematócrito de 45% (células), qual
FRS? 55% é plasma, então:
FRS = 600 x 100/55 = 1.100 ml.min-1
-------------------------------------------------------------------------------------------
Ritmo de filtração glomerular (RFG)
“O ritmos de filtração glomerular é a quantidade
(volume) de plasma que é filtrado por minuto;
Importante parâmetro para medida da função renal;
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O ritmo de filtração glomerular (RFG) é cerca de 21% do
FRP, ou seja: RFG = 600 x 21/100 = 126 ml.min-1
Isto é, aproximadamente 1/5 do FRP é filtrado no
glomérulo;
180 litros de urina são filtradosem 24 hs, quando de
compara com urina
excretada nesse período que é de 1 a 2 litros percebe-se
que a reabsorção é efetiva;
Fluxo eferente plasmático (FEP)
Após a filtração, o que resta é o fluxo de plasma que vai
para a artéria eferente. Este é o Fluxo eferente
plasmático.
Após a filtração
● Reabsorção: onde parte dos componentes do
filtrado volta ao setor sanguíneo
● Secreção: ao contrário da reabsorção,
substâncias do sangue vão para o setor urinário
Reabsorção tubular: seletivo
A reabsorção é responsável por 99% do volume do
filtrado, além de diversas substâncias, que são completa
ou parcialmente reabsorvidas. O processo é seletivo, a
comporta R não se abre para qualquer substância.
Os mecanismos de reabsorção são ativos e passivos.
A reabsorção de água e eletrólitos depende de uma
série de eventos encadeados, que podem ser descritos
na seguinte ordem para facilitar a exposição:
✔ Reabsorção de Sódio (Na+);
✔ Reabsorção de Água (H2O);
✔ Reabsorção de Cloreto (Cl-);
✔ Reabsorção de Bicarbonato (HCO3-);
retirada do filtrado passando para a circulação
● Mecanismo de reabsorção ativo
1. Água ⇒ 15%
2. Sódio ⇒ 100%
3. Glicose ⇒ 100%
● Mecanismo de reabsorção passivo
1. Água ⇒ 85%
2. Cloro ⇒ 100%
3. Uréia ⇒ 50%
Reabsorção de sódio
substância do túbulo nefrótico
Lúmen do tubulo
celulas peritubulares
líquido peritubular
luz da corrente sanguínea
RESUMO:
No lúmen do túbulo, o sódio está em maior
concentração do que dentro da
célula tubular e o gradiente osmótico (Go) e o gradiente
elétrico (Ge) é
favorável; Como o sódio é positivo, ele é atraído pelo
gradiente elétrico;
Go + Ge = Transporte passivo
✔ O transporte do sódio das células para o espaço
peritubular, tanto o gradiente
osmótico quanto o gradiente elétrico são desfavoráveis
e o transporte é ativo;
✔ Do espaço peritubular para o interior do vaso há uma
diferença de pressão
hidrostática, cuja resultante é 2 mmHg a favor da
penetração no vaso; Então,
água e sódio são carreados para a circulação e voltam
passivamente para o
meio interior;
Reabsorção da água
A saída de sódio do filtrado devido ao seu maior
potencial químico gera um aumento na pressão do
solvente o que propicia a saída do solvente para
circulação;
O transporte de água é passivo e contribui para a
reabsorção de mais de 80% do volume de água;
Reabsorção do cloreto
A reabsorção de Cl- é passiva, e se faz de 2 modos:
• Acoplada à entrada de Na+
• Pelo gradiente osmótico que se forma, quando a
concentração de Cl- aumenta pela retirada de água no
túbulo.
Com o transporte de Na+ , o néfron cria condições para
a
reabsorção passiva de Cl- e H2O;
reabsorção da água e do cloreto ⇒ mesmo princípio,
dependem da saída efetiva do Na+. TRANSPORTE
PASSIVO.
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Ocorrem em qualquer lugar do glomérulo. Todavia, a
água é mais reabsorvida no túbulo contorcido distal
do que no proximal
Transporte máximo de reabsorção: refere-se a
capacidade máxima de reabsorção de uma substância.
Existe um limiar de reabsorção de filtração e de secreção.
Até um momento consegue reabsorver, mas se tiver uma
substância em uma concentração exagerada, não é
possível que os túbulos façam a reabsorção. Então, a
substância passa a ser excretada, ou seja, vai
possivelmente estar presente na urina.
Exemplo: quando há uma concentração glicêmica muito
alta, casos de pacientes diabéticos ⇒ vai ter presença de
glicose na urina, uma vez que a concentração de glicose no
filtrado excedeu a capacidade máxima de reabsorção do rim
Para saber o quanto vai ser reabsorvido ?
Calcula-se por:
LRP = T m / RFG
LRP - laminar renal plasmático
T m - Transporte máximo
RFG - ritmo de filtração glomerular (21% do fluxo renal plasmático)
Secreçao tubular
Susbatnacia do sangue vao para o setor urinario
● Sempre que a quantidade de uma substância
na urina, é maior que no filtrado, isto é excede o
RFG, ela está sendo secretada para o exterior;
A secreção tubular de ácidos, bases, e outros
compostos, tem a vantagem de incluir, não apenas
substâncias endógenas, como também exógenas, como
medicamentos, drogas tóxicas e outras;
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Algumas substâncias secretadas:
➔ Vermelho de Fenol (Diodrast) – contraste
radiológico iodado; Ácido p-amino hipúrico;
São substâncias utilizadas para teste de função renal e
permitem determinar o TmS (Transporte máximo de
Secreção);
Tms ( Transporte Máximo de Secreção)
Enquanto o LRP (limiar renal plasmático: até onde
nossos rins conseguem reabsorver ou secretar ) não for
atingido, a quantidade na veia renal (QRV) será zerada,
porque toda a substância é excretada; Quanto o LRP for
atingido, a substância começa a aparecer na veia renal.
Depuração Renal
a depuração renal é um conceito de alta importância
clínica, e constitui uM método relativamente simples
para explorar a função glomerular;
A depuração de uma substância qualquer, é a retirada
dessa substância do plasma e se define como:
“O volume de plasma que é completamente depurado
dessa substância (ml), na unidade de tempo (min -1)”.
Quando uma substância não é reabsorvida e nem
secretada, sua depuração é igual ao RFG;
Substância endógenas:
Creatinina – é depurada em um ritmo ligeiramente
superior ao RFG;
Uréia – é 50% reabsorvida, sua depuração é cerca de
2x menor que a creatinina.
A depuração renal quantifica e eficácia dos rins;
✔ Se uma substância for completamente depurada a
quantidade filtrada (QF) será igual à quantidade
excretada
(QE); QF = QE
✔ Se QF > QE - REABSORVIDA
✔ Se QF < QE - SECRETADA
Correlações clínicas
O rim pode ser atingido por doenças de origem
imunológica,
inflamatória, infecciosa, neoplásica, degenerativa,
congênita e hereditária.
Infecção Urinária: Dor, ardência e urgência para urinar.
O volume urinado torna-se pequeno e frequente, tanto
de dia como de noite.
A urina é turva e mal cheirosa (pois o que deveria ser
eliminado fica mais concentrado) podendo surgir sangue
no final da micção. Nos casos em que a infecção atingiu
o rim, surge febre, dor lombar e calafrios, além de
ardência e urgência para urinar;
Cálculos (pedras) renais)
Síndrome nefrótica
É um distúrbio dos glomérulos em que quantidades
excessivas de proteína são excretadas na urina. A
excreção de proteína excessiva tipicamente leva ao
acúmulo de líquido no corpo (edema) e níveis baixos de
albumina de proteína e altos níveis de gordura no
sangue.
.
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