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1) Quais os principais componentes anatômicos do sistema renal? Qual a função de cada um deles? Dois rins: a função mais importante dos rins é a regulação homeostática do conteúdo de água e íons no sangue, também chamada de balanço do sal e da água, ou equilíbrio hidroeletrolítico. Néfrons: néfron é a unidade funcional do rim, responsável pela formação da urina. Ureter: conduzem a urina ate bexiga Bexiga: tem a função de armazenar a urina até que um reflexo chamado micção aconteça, a bexiga contrai e a urina é eliminada do corpo. Uretra: conduz a urina da bexiga para o exterior do corpo 2) Identifique na figura abaixo as principais regiões do néfron. Capsula de Bowman, Túbulo proximal, Alça de Henle (ramo descendente, ramo ascendente), Túbulo distal, Ducto coletor 3) Como ocorre a vascularização dos néfrons? No sistema porta renal, o sangue flui das artérias renais para uma arteríola aferente. Das arteríolas aferentes, o sangue passa para uma primeira rede de capilares, uma rede em forma de novelo, chamada de glomérulo. O sangue que deixa os glomérulos passa para uma arteríola eferente, e, então, para uma segunda rede de capilares, os capilares peritubulares, que cercam o túbulo renal. Nos néfrons justamedulares, os longos capilares peritubulares que penetram na medula são chamados de vasos retos. Por fim, os capilares peritubulares convergem para a formação de vênulas e pequenas veias, enviando o sangue para fora dos rins através da veia renal 4) Quais os processos renais básicos na formação da urina? O néfron realiza 3 processos renais básicos para formação da urina: Filtração: é o movimento de líquido do sangue para o lúmen do néfron. A filtração ocorre apenas no corpúsculo renal, onde as paredes dos capilares glomerulares e da cápsula de Bowman são modificadas para permitir o fluxo do líquido. Após o filtrado deixar a cápsula de Bowman, ele é modificado pelos processos de reabsorção e secreção. Reabsorção: é um processo de transporte de substâncias presentes no filtrado, do lúmen tubular de volta para o sangue através dos capilares peritubulares. Secreção: remove seletivamente moléculas do sangue e as adiciona ao filtrado no lúmen tubular. Embora a secreção e a filtração glomerular movam substâncias do sangue para dentro do túbulo, a secreção é um processo mais seletivo que, em geral, usa proteínas de membrana para transportar as moléculas através do epitélio tubular. 5) Onde ocorre o processo de filtração? Quais as barreiras existentes no glomérulo que regulam este processo? A filtração ocorre no corpúsculo renal,que consiste na rede de capilares glomerulares envolta pela cápsula de Bowman. A primeira barreira é o endotélio capilar. Os capilares glomerulares são capilares fenestrados, Fenestras (pequenos poros) permite a passagem de H2O e pequenas moléculas mas impedem a passagem de células e grandes moléculas. A segunda barreira de filtração é a lâmina basal. A lâmina basal é constituída por glicoproteínas carregadas negativamente, colágeno e outras proteínas. Ela atua como uma peneira grossa, excluindo a maioria das proteínas plasmáticas do líquido que é filtrado através dela. A terceira barreira de filtração é o epitélio da cápsula de Bowman. Membrana semi porosa com proteínas carregadas negativamente. 6) Utilizando a figura abaixo, explique como as diferentes pressões contribuem ao processo de filtração glomerular. Forças que atuam na filtração glomerular 1- Pressão hidrostática dos capilares glomerulares: o sangue ao chegar no glomérulo e gera uma pressão de 55 mmHg, essa pressão é favorável ao processo de filtração 2- Pressão hidrostática da cápsula de Bowman: o filtrado que circula esse espaço gera uma pressão de 15 mmHg que é contra o processo de filtração 3- Pressão coloidosmótica: força osmótica das proteínas plasmáticas gera 30 mmHg de pressão e vai contra o processo de filtração. Embora haja pressões contra a filtração, a pressão hidrostática é maior que as outras duas juntas, o que favorece o processo de filtração 7) Utilizando as imagens abaixo, explique como alterações no diâmetro das arteríolas eferente e aferente alteram a taxa de filtração glomerular. A alteração de diâmetro (vasoconstrição) quando ocorre na arteríola aferente (antes da cápsula de Bowman) gera uma diminuição na passagem de sangue pelo local, fazendo com que a pressão dentro do capilares glomerulares também diminui, gerando uma queda da taxa de filtração glomerular. Isso se dá porque a constrição impede o alto fluxo de sangue, diminuindo a força; ao transpassar a constrição, a pressão diminui devido à baixa de sangue. Quando a vasoconstrição, ou seja, a alteração de diâmetro ocorre em arteríola eferente (depois da cápsula de Bowman), ocorre o aumento da passagem de sangue, aumento da pressão glomerular, elevando a taxa de filtração glomerular. Ao contrário do que acontece com a arteríola aferente, neste caso, há um aumento da pressão porque ao encontrar a vasoconstrição da arteríola eferente, o sangue precisa transitar de maneira mais lenta, gerando uma força grande no trajeto já percorrido. 8) Quais fatores regulam a taxa de filtração glomerular? 1º Resposta Miogênica: o vaso sanguíneo detecta o aumento da PA através de receptores, gerando uma resposta miogênica que diminui o raio da arteríola aferente, resultando da diminuição da filtração glomerular, esse mecanismo evita que o sangue chegue com muita pressão do interior do glomérulo para que não ocorra roptura dos capilares e consequentemente insuficiência renal. 2º Retroalimentação Tubuloglomerular: A retroalimentação tubuloglomerular auxilia na autorregulação da TFG (taxa de filtração glomerular). A TFG aumenta. O fluxo através do túbulo aumenta. O fluxo na região da mácula densa aumenta. Substâncias parácrinas se difundem da mácula densa para a arteríola aferente. Constrição da arteríola aferente. A resistência na arteríola aferente aumenta. A pressão hidrostática no glomérulo diminui. A TFG diminui. 3º SNA - Neurônios simpáticos, o diâmetro da arteríola é controlado pela liberação de noradrenalina, esse controle depende da frequência de impulsos liberados, por exemplo quando a frequência do sinal aumenta ocorre a liberação da noradrenalina sobre os receptores alfa, causando a constrição do vaso sanguíneo. 4º Hormônios- Angiotensina II (vasoconstrição), Prostraglandinas, Peptídeo atrial natriurético (vasodilatador) Ex: em situações de PA elevada ocorre a liberação do peptídeo atrial natriurético nos cardiomiócitos, que atua no néfron causando vasodilatação da arteríola aferente, aumentando a TFG, que resulta na diminuição de volemia e consequentemente redução da pressão arterial. 9) Em relação a reabsorção, como este processo ocorre ao longo do néfron? Qual a importância do sódio neste processo? De modo geral existem duas maneiras básicas de qualquer substância sofrer reabsorção. Pode acontecer por via transcelular, ou seja, da luz do néfron cai dentro da célula do néfron e depois atravessa do outro lado da célula. A outra via vai se chamar paracelular, que a substância atravessa entre duas células da parede do néfron. Ambas acontecem paralelamente, ou seja, existem substâncias que atravessam via transcelular e outras via paracelular. Mecanismos de transporte na reabsorção: transporte ativo (que gasta atp, primario e secundario); transporte passivo (difusão simples e difusão facilitada); arraste; e endocitose. A reabsorção evita a perda excessiva de água e solutos, o Na+ é reabsorvido por transporte ativo, criando um gradiente que determina a reabsorção de ânions, a água move-se seguindo a reabsorção de Na+ e os solutos permeáveis são reabsorvidos por difusão através de transportadores de membrana. O sódio comanda o transporte pois gera o gradiente necessário para a maior reabsorção deágua e solutos. 10) Qual a diferença entre filtração e secreção renal? Que tipo de moléculas são liberadas na secreção? A filtração é o inicio da formação de urina, e durante o processo de filtração algumas moléculas grandes e com cargas não conseguem entrar para o interior do túbulo devido as barreiras que o processo apresenta, porém precisam ser excretadas, então passam pela arteríola eferente que circunda o néfron, atravessam a membrana por transporte ativo, os principais são H+ e K+, e os ânions orgânicos são secretados por transporte ativo direto como fármacos, sais biliares e outras substâncias. Na secreção é um processo mais seletivo que a filtração, importante para excreção de substâncias específicas, exemplo, alguns fármacos, íons, e outras substâncias. 11) Utilizando a figura abaixo, explique o termo depuração renal. Depuração renal é a quantidade de substância que é excretada por unidade de tempo, a depuração da inulina é igual a Taxa de filtração glomerular, ou seja tudo que foi filtrado foi excretado, não reabsorveu e nem secretou. 12) Quais os principais eventos fisiológicos relacionados ao processo de micção? Como o sistema nervoso regula este processo? Na bexiga existem receptores de estiramento (pressão mecânica), os neurônios sensoriais fazem potencial de ação, que estimulam os neurônios parassimpáticos, ocorre a liberação de Ach que contrai o m. liso da bexiga e ao mesmo tempo causa a inibição dos neurônios motores que estava contraindo o esfíncter externo, o esfíncter interno relaxa passivamente liberando a micção. O SNC pode inibir ou facilitar o reflexo. Uma vez que o filtrado deixa os ductos coletores não pode mais ser modificado e sua composição não se altera. Agora o filtrado se chama urina e vai fluir para a pelve renal, desce pelo ureter e vai em direção a bexiga urinaria com ajuda de contrações rítmicas do m liso, na bexiga vai ser armazenada até ocorrer o processo de micção. O esfíncter interno da uretra é uma continuação da parede da bexiga formada pelo musculo liso, seu tônus normal o mantem contraído. A estimulação tônica proveniente do SNC mantem a contração do esfíncter externo (exceto durante a micção) e o SNA simpático contrai o esfíncter interno no repouso. MICÇÃO: Na bexiga existem receptores de estiramento (pressão mecânica), os neurônios sensoriais fazem potencial de ação, que estimulam os neurônios parassimpáticos, ocorre a liberação de Ach que contrai o m. liso da bexiga e ao mesmo tempo causa a inibição dos neurônios motores que estava contraindo o esfíncter externo, o esfíncter interno relaxa passivamente liberando a micção. 13) Quais os compartimentos líquidos presentes no corpo humano? Existem dois compartimentos LIC e LEC, o LIC compõe dois terços do volume corporal, LEC corresponde a um terço do volume, é dividido em plasma correspondente a 20%, e liquido intersticial corresponde a 80% do volume. 14) Quais as principais formas de ingestão e eliminação de água realizadas pelo nosso corpo ao longo do dia? Ganho: comidas e bebidas 2,2l/dia, pequena parte também é produzida pelo metabolismo 300ml/dia, total= 2,5l/dia. Perda: pele e pulmões: 900ml/dia, urina 1,5l/dia, fezes 100 ml/dia, total= 2,5l/dia 15) Qual a importância de manter a osmolaridade do líquido extracelular? O LEC em equilíbrio de solutos não tem alteração de volume e as células conseguem exercer suas funções corretamente. - célula em meio hiperosmótico, a água sai da célula seguindo a concentração de soluto e a célula perde volume (murcha) - liquido extracelular muito diluído em relação as células, a água entra na célula e aumenta o volume pode romper. 16) Utilizando a figura abaixo, explique os principais mecanismos relacionados a manutenção do volume do líquido extracelular. 1.1 Renina angiotensina – aldosterona: a diminuição do volume causa diminuição da PA, o SRAA age no rim, causa a diminuição da perfusão renal, diminui a carga de Na+ na mácula densa, aumenta a liberação de renina, no fígado a renina é convertida em angiotensinogênio que vira angiotensina I que é convertida em angiotensina II através da ECA, a angiotensina II estimula a liberação de aldosterona que aumenta a reabsorção de sódio, aumentando o volume circulatório, aumenta a liberação de ADH, causa sede 1.2 Sistema Nervoso Simpático: libera norepinefrina nos néfrons, causando vasoconstrição renal, que reduz o fluxo sanguíneo renal e TFG, reduzindo excreção de sódio e consequentemente volume. 1.3 ADH – vasopressina: a diminuição da volemia corporal, aumenta a osmolaridade do LEC, os osmorreceptores detectam essa alteração no eixo neuro – hipófise que aumenta a liberação de ADH, aumentando a reabsorção de Na+ e água, a urina fica mais concentrada e com volume diminuído. 1.4 Peptídeo atrial natriurético: em situações de PA elevada ocorre o estiramento atrial, os cardiomiócitos liberam ANP que faz vasodilatação generalizada, diminuindo a PA, nos rins ocorre a vasodilatação de arteríola aferente, o fluxo sanguíneo no glomérulo aumenta, aumentando a TFG, eliminando mais Na+ e água, consequente reduz a volemia e PA, a urina fica mais clara e com maior volume. 17) Como ocorre a secreção de ADH (vasopressina) pelo eixo hipotálamo-hipófise? A parede do ducto coletor, normalmente é impermeável à água. Para regular a necessidade de eliminar mais ou menos água pelo filtrado no ducto coletor, o ADH irá agir. Nas células da parede do ducto coletor, as aquaporinas tipo II (AQP) ficam presas em vesículas no interior dessas células. Na presença de ADH (hipotensão, hemorragia, diarréia, ingestão de sódio, entre outros) a água do filtrado que passa pelo ducto coletor será reabsorvida. O ADH se liga a receptores de membrana localizados na porção basal das células do ducto coletor. O receptor, após a interação com o ADH, irá mudar de conformação, ativando a proteína G, que ativa a adenilato ciclase que irá converter ATP em AMPc, um segundo mensageiro. O AMPc ativa a PKA, que faz fosforilação nos elementos do citoesqueleto onde estão presas as vesículas contendo as AQP, fazendo com que estas sejam expostas. Assim a parede do ducto coletor passa a ser permeável à água. A água será atraída e passará pelas AQP II, movida pelo gradiente de concentração da medula renal. Parte dessa água será recolhida pelo sistema de vasos retor, portanto, reabsorvida. 18) Utilizando a figura abaixo, explique os principais mecanismos relacionados a regulação da osmolaridade do líquido extracelular. A osmolaridade é regulada no hipotálamo através de dois núcleos, os osmorreceptores detectam a osmolaridade do plasma, o osmorreceptor da sede estimula a sede aumentando a ingestão de água e o osmorreceptor de ADH (hormônio diurético) libera o ADH para reduzir a excreção de H2O, assim há maior ingestão de água e menos excreção de liquido. ADH-Vasopressina: aumenta a absorção de água, quando a osmolaridade aumenta os osmorreceptores da hipófise liberam o ADH. SEDE: os osmorreceptores também atuam com o mesmo mecanismo, é estimulada pela elevação da osmolaridade e diminuição da pressão sanguínea. 19) Qual a função da hiper osmolaridade medular observada nos rins? A diferença de concentração de solutos entre córtex e medula renal é um processo fundamental para fazer a diluição ou concentração da urina, a hiperosmolaridade medular cria um gradiente de concentração ideal para o fluxo de água através das membranas celulares. 20)Como os rins atuam na manutenção desta hiper osmolaridade? O filtrado ao passar na região do túbulo proximal tem uma concentração de 300 miliosmois semelhante a concentração do córtex, ao chegar na alça descendente a água será reabsorvida alterando a osmolaridade do filtrado + concentrado que ficará em torno de 900 miliosmois semelhante a osmolaridade da medula, neste momento a água para de ser reabsorvidapois não existe diferença de concentração de solutos, o filtrado chega até a alça ascendente onde ocorre a maior reabsorção de Na+, K+ e Cl-, através no cotransportador NKCC gerando a hiper osmolaridade medular, o filtrado continua se movimentando e chega ao ducto coletor com concentração de 300 miliosmois, na presença de ADH (hormônio antidiurético) e devido a hiperosmolaridade ocorre a reabsorção de água que se desloca pela diferença do gradiente de concentração através das aquaporinas 2 (se necessário), eliminando urina mais concentrada, sem o ADH elimina urina mais diluída. O ADH também estimula a reabsorção de ureia no ducto coletor evitando que a grande quantidade de água reabsorvida dilua o LEC, auxiliando na manutenção da hiperosmolaridade. 21)Qual a relação entre o tamanho da alça de Henle e a formação de uma urina mais concentrada? Quanto maior o comprimento da alça de Henle maior é a osmolaridade alcançada na medula renal, já que ocorre a reabsorção de água e NA+ pelas alças descendentes e ascendentes, então quanto maior este caminho mais concentrada a urina ficará. 22)Utilizando a figura abaixo, explique como ocorre o mecanismo de contracorrente renal. A alça de henle é uma especie de tubo, que mergulha em um ambiente concentrado, que a medida que se aprofunda fica ainda mais concentrado. Existe o gradiente osmótico medular: onde a concentração aumenta conforme se aprofunda de 300 miliosmois até a parte mais concentrada 1200miliosmois. A primeira etapa se chama mecanismo multiplicador, porque a alça gerou o gradiente medular. A segunda etapa é o mecanismo contracorrente, porque alem de mergulhar nesse ambiente, cada alça é acompanhada por vasos que são ramos dos capilares peritubulares, os chamados vasos retos. Vasos retos são vasos que acompanham exclusivamente a alça de henle, o fluxo deles se mistura posteriormente com os capilares peritubulares. É contracorrente pois tem dois fluxos em direções opostas, do sangue que esta dentro dos vasos retos e do filtrado que esta dentro da alça de henle. O filtrado desce a alça e o sangue do vaso sobe. Em outra porção da alça o filtrado sobe e o sangue desce. 23)Como agem os diuréticos na função renal? Quais as principais classes? Substâncias que aumentam a excreção de sódio e H2O. Utilizados no tratamento de edema e hipertensão. Principais classes são: diuréticos osmóticos, diuréticos de alça, diuréticos tiazídicos, diuréticos poupadores de K+ (amilorida e espironolactona) 24)Qual a importância de manter o pH em nosso organismo? Manter o pH interno é uma condição importante para garantir o funcionamento eficiente das proteínas assegurando que não desnaturem pois elas são a base do funcionamento do corpo, alterações no Ph desnatura proteínas o que é fatal para o funcionamento dos tecidos, por isso temos meios fisiológicos que auxiliam o indivíduo a manter o pH. 25)Quais substâncias/produtos são os principais responsáveis por alterações no pH do corpo humano? O pH pode ser alterado pela ingestão de alimentos ácidos, mas a principal alteração de pH ocorre por reações do metabolismo ao realizar reações bioquímicas, seus principais produtos são CO2, água, ureia, sais minerais e ácidos orgânicos, sendo que a fonte mais importante de ácidos é a produção de CO2 proveniente da oxidação de carboidratos, gorduras e aminoácidos. 26)Qual o papel dos rins na manutenção do pH? Existem três mecanismos importantes para a manutenção do pH, o primeiro deles seria os tampões que basicamente impede a ocorrência de alterações pronunciadas da concentração de íons- hidrogênio quando se acrescenta ácido ou base à solução, o segundo os pulmões através da ventilação e os rins que atuam como a linha final de defesa na excreção e reabsorção de sódio ou bicarbonato. 27)Utilizando a figura abaixo, explique o que ocorre na acidose e alcalose. Acidose respiratória: em situações de hipoventilação ocorre o aumento de CO2, aumento de H+, aumento de bicarbonato e diminuição do Ph. Acidose metabólica: pode ocorrer através do metabolismo de ácido lático e cetoacidose (diabetes), o CO2 pode estar em concentrações normais ou diminuídas, H+ aumenta, pH e bicarbonato diminuem. Alcalose respiratória: é menos comum, ocorre devido a hiperventilação em condições por exemplo de ansiedade, ocorre a perda de CO2 , perda de H+, aumento do pH e diminuição do bicarbonato. Alcalose metabólica: pode ocorrer por excesso de vômito, ingestão de muito bicarbonato com antiácidos, o CO2 pode estar em concentrações normais ou aumentadas, H+ diminui, pH e bicarbonato aumentam. 28)Quais hormônios são liberados pelos rins? Quais suas funções? Renina: mediadora do SRAA sistema renina angiotensina aldosterona. Atua até chegar em nível de angiotensina, que por sua vez cumpre suas funções. Calcitriol: atua principalmente no metabolismo do Cálcio, aumentando a concentração do íon. Eritropoietina: estimula a produção de hemácias, em situações de diminuição de O2 o rim libera Eritropoetina (hormônio endógeno secretado pelos rins) que atua na medula óssea estimulando a produção de células sanguíneas (eritropoiese) 29)Identifique na imagem abaixo, os principais locais de reabsorção e secreção de substâncias ao longo do néfron. Túbulo proximal: reabsorção e secreção Alça de Henle: reabsorção Túbulo distal: reabsorção e secreção Ducto coletor: reabsorção e secreção
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