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Regulação da Sede Durante o exercício, o corpo secreta o suor, uma solução diluída de água e íons, em especial Na , K e Cl . Para a manutenção da homeostasia, o corpo necessita repor todas as substâncias que ele tenha perdido para o meio externo. Por essa razão, o líquido de reposição que uma pessoa consome após o exercício deve assemelhar-se ao suor. Os rins são a via primária para a perda de água e para a remoção de muitos íons. Sob condições normais, pequenas quantidades de água e íons também são perdidas nas fezes e no suor. Além disso, os pulmões eliminam água e auxiliam na remoção do H e do HCO3 através da excreção do CO2. A sede é crucial, uma vez que beber é o único meio normal de repor a perda de água. O apetite por sal é o comportamento que leva as pessoas e os animais a buscarem e ingerirem sal (cloreto de sódio, NaCl). A água e os eletrólitos estão associados com o volume do líquido extracelular e com a osmolalidade. Alterações no equilíbrio do K podem causar sérios problemas nas funções cardíaca e muscular, devido a alterações no potencial de membrana das células excitáveis. O Ca2 está envolvido em vários processos corporais, desde a excitose e a contração muscular até a formação dos ossos e a coagulação, ao passo que os íons H e o HCO3 são aqueles cujo equilíbrio determina o pH corporal. Se a osmolalidade do líquido extracelular diminui como resultado de uma ingestão de água excessiva, a água move-se para o interior das células e elas incham. Se a osmolalidade do LEC aumenta como resultado da ingestão de sal, a água se move para fora das células e elas encolhem. O volume celular é tão importante que muitas células têm mecanismos diferentes para o controlar. Por exemplo, a baixa pressão do sangue estimula a sede. Em média, um adulto ingere um pouco mais de 2 L de água na comida e na bebida durante um dia. O metabolismo normal, sobretudo a respiração aeróbia (glicose + O2 → CO2 + H2O), produz cerca de 0,3 litro de água, elevando a ingestão total de água para cerca de 2,5 litros em um dia. A principal forma pela qual perdemos água é através da sua excreção na urina, que tem um volume diário de aproximadamente 1,5 L. Um pequeno volume de água (cerca de 100 mL) é perdido nas fezes. Além disso, a água deixa o corpo pela perda insensível de água. Essa perda de água, chamada de insensível devido ao fato de não ser percebida de forma consciente, ocorre através da superfície da pele e através da exalação de ar umidificado. Embora a epiderme humana seja modificada em uma camada externa de queratina para reduzir a perda de água pela evaporação em um ambiente terrestre, ainda perdemos cerca de 900 mL de água insensivelmente a cada dia. Assim, os 2,5 L de água que entram são equilibrados pelos 2,5 L de água que deixam o corpo. OS RINS CONSERVAM A ÁGUA O principal ponto a ser lembrado é que os rins podem remover o excesso de líquido através da excreção de água na urina, contudo, os rins não podem substituir o volume perdido. O volume perdido para o ambiente necessita ser recuperado a partir do próprio ambiente. A caneca representa o corpo, e a sua alça oca representa os rins, onde os líquidos corporais são filtrados no interior dos néfrons. Uma vez que os líquidos são filtrados, eles passam a fazer parte do meio externo, e, a não ser que sejam reabsorvidos, serão excretados na urina. O volume excretado pode ser regulado, conforme indicado pelos pequenos portões na parte inferior da alça. MEDULA RENAL PRODUZ URINA CONCENTRADA Quando a manutenção da homeostasia requer a eliminação do excesso de água, os rins produzem grandes quantidades de urina diluída, que pode apresentar uma osmolalidade de até 50 mOsM. A remoção do excesso de água na urina é conhecida como diurese. Entretanto, em um processo inverso, em que é necessário reabsorver a maior quantidade de água possível, a urina torna-se extremamente concentrada (1200 mOsM contra os 300 mOsM do sangue). A reabsorção de água nos rins conserva a água e pode diminuir a osmolalidade do corpo até certo ponto quando associada à excreção de solutos na urina. VASOPRESSINA Como as células do túbulo distal e do ducto coletor alteram sua permeabilidade à água? Esse processo envolve a adição ou a remoção de poros de água na membrana apical sob estímulo de um hormônio da neuro-hipófise, chamado de vasopressina, que provoca a retenção de água no corpo, e por isso, também é chamada de ADH. Quando a vasopressina atua nas células-alvo, o epitélio do ducto coletor torna-se permeável à água, permitindo a sua saída do lúmen tubular. A água move-se por osmose devido à maior osmolalidade das células tubulares e do líquido intersticial medular em comparação à osmolalidade do líquido tubular. Na ausência de vasopressina, o ducto coletor é impermeável à água. Embora exista um gradiente de concentração através do epitélio, a água permanece no túbulo, produzindo urina diluída. Existe uma relação dos poros de água aquaporinas com as células do néfron distal e que possibilita essa mudança de permeabilidade da célula. OSMORRECEPTORES: ATIVADOS PELA OSMOLALIDADE E PELO VOLUME SANGUÍNEO Controlam a secreção de vasopressina: osmolalidade plasmática, volume sanguíneo e pressão arterial. A osmolalidade é controlada por osmorreceptores, que são neurônios sensíveis ao estiramento que aumentam sua frequência de disparo quando a osmolalidade aumenta. Os principais osmorreceptores estão localizados no hipotálamo e quando a osmolalidade está abaixo do valor limiar de 280 mOsM, eles não disparam e a liberação da vasopressina pela hipófise cessa. Entretanto, se a osmolalidade assume valores maior do valor limiar, os osmorreceptores retraem- se e disparam para estimular a liberação da vasopressina. A redução da P.A e do volume sanguíneo são estímulos menos poderosos para liberação de vasopressina. Os principais receptores que detectam a redução de volume são os sensíveis ao estiramento, presentes nos átrios. A pressão arterial é monitorada pelos mesmos barorreceptores carotídeos e aórticos que iniciam as respostas cardiovasculares. Quando a pressão arterial ou o volume sanguíneo diminuem, esses receptores sinalizam para o hipotálamo secretar vasopressina e conservar líquido. Em adultos, a secreção de vasopressina também apresenta um ritmo circadiano, com secreção aumentada durante a noite. Como resultado desse aumento, menos urina é produzida durante a noite do que durante o dia, e a primeira urina excretada pela manhã é mais concentrada. Uma teoria para a causa da enurese noturna em crianças (i.e., crianças que urinam na cama) é que elas têm um retardo no desenvolvimento do padrão normal de secreção aumentada de vasopressina durante a noite. EQUILÍBRIO DE SÓDIO EM RESPOSTA À INGESTÃO DE SAL PELO ORGANISMO A adição de NaCl no corpo aumenta a osmolalidade. Este estímulo desencadeia duas respostas: a secreção de vasopressina e a sede. A vasopressina liberada faz os rins conservarem água (por reabsorção de água do filtrado) e concentrarem a urina. A sede nos leva a beber água ou outros líquidos. O aumento da ingestão de líquido diminui a osmolalidade, mas a combinação da ingestão de sal e água aumenta tanto o volume do LEC como a pressão arterial. Esses aumentos, então, disparam outra série de vias de controle, as quais trazem o volume do LEC, a pressão arterial e a osmolalidade total de volta para a faixa normal, excretando o sal e a água extras. Os rins são responsáveis pela maior parte da excreção do Na , e, em geral, apenas uma pequena parte do Na deixa o corpo através das fezes ou da transpiração. Entretanto, em situações como o vômito, a diarreia e a sudorese excessiva, podemos perder quantidadessignificativas de Na e Cl através de rotas não renais. ALDOSTERONA NO EQUILÍBRIO DO SÓDIO A regulação dos níveis sanguíneos de Na+ ocorre através de uma das vias endócrinas mais complicadas do corpo humano. A reabsorção de Na+ nos túbulos distais e ductos coletores renais é regulada pelo hormônio esteroide aldosterona: quanto mais aldosterona, maior a reabsorção de Na+. Devido a uma das ações da aldosterona ser o aumento da atividade da Na+-K+- ATPase, ela também promove a secreção de K+. A aldosterona é um hormônio esteroide sintetizado no córtex da glândula suprarrenal, a porção externa da glândula que se situa no topo de cada rim. Assim como outros hormônios esteroides, a aldosterona é secretada no sangue e transportada por uma proteína carreadora até seu alvo. O sítio primário da ação da aldosterona é o último terço do túbulo distal e a porção do ducto coletor que percorre o córtex do rim (o ducto coletor cortical). O alvo primário da aldosterona são as células principais (células P), o principal tipo celular encontrado no epitélio do néfron distal. As células principais são arranjadas como muitas outras células epiteliais transportadoras polarizadas, com bombas Na+-K+- ATPase na membrana basolateral, e vários canais e transportadores na membrana apical. A aldosterona entra nas células P por difusão simples. Existem dois estímulos principais para a secreção de aldosterona: o aumento da concentração extracelular de K e a queda da pressão sanguínea. Níveis elevados de K atuam diretamente sobre o córtex da glândula suprarrenal em um reflexo que protege o corpo da hipercalemia. O decréscimo da pressão sanguínea ativa uma via complexa, o que resulta na liberação de um hormônio, a angiotensina II, que estimula a secreção de aldosterona em muitas situações. Dois fatores adicionais modulam a secreção de aldosterona em estados patológicos: um aumento na osmolalidade do LEC atua diretamente nas células do córtex da glândula suprarrenal, a fim de inibir a secreção da aldosterona durante a desidratação grave, e um grande decréscimo na concentração plasmática de Na+ pode estimular diretamente a secreção de aldosterona. SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA A angiotensina II (ANG II) é o sinal que normalmente controla a liberação de aldosterona do córtex da glândula suprarrenal. A ANG II é um componente do sistema renina-angiotensina (SRA), uma via complexa para a manutenção da pressão arterial que atua em vários passos. A via SRA inicia quando células granulares justaglomerulares, localizadas nas arteríolas aferentes dos néfrons, secretam uma enzima, chamada de renina. A renina converte uma proteína plasmática inativa, o angiotensinogênio, em angiotensina I (ANG I) (o sufixo –gênio indica um precursor inativo). Quando a ANG I presente no sangue encontra uma enzima, chamada de enzima conversora da angiotensina (ECA), ela é convertida à ANG II. Quando a ANG II no sangue alcança a glândula suprarrenal, ela estimula a síntese e a liberação da aldosterona. Por fim, no néfron distal, a aldosterona desencadeia as reações intracelulares que estimulam a reabsorção de Na+ pelo túbulo renal. 1. Células granulares sensíveis à baixa PA e secretam renina 2. Neurônios simpáticos, quando a PA diminui, termina nas células granulares e secretam renina 3. Retroalimentação parácrina, da mácula densa no túbulo distal para as células granulares, estimula a liberação de renina. Quando o fluxo de líquido através do túbulo distal é alto, as células da mácula densa liberam sinais parácrinos, que inibem a liberação de renina. Quando o fluxo de líquido no túbulo distal diminui, as células da mácula densa sinalizam para as células granulares secretarem renina. EFEITOS DA ANGIOTENSINA II 1. Aumenta a secreção de vasopressina: Receptores de ANG II no hipotálamo iniciam este reflexo. A retenção de líquido nos rins sob a influência da vasopressina ajuda a conservar o volume sanguíneo, mantendo, assim, a pressão arterial. 2. Estimula a sede: A ingestão de líquido é uma resposta comportamental que aumenta o volume sanguíneo e eleva a pressão arterial. 3. Vasoconstrição: A vasoconstrição faz a pressão arterial aumentar sem que ocorra mudança no volume sanguíneo. 4. A ativação de receptores de ANG II no centro de controle cardiovascular aumenta a estimulação simpática do coração e dos vasos sanguíneos: A estimulação simpática aumenta o débito cardíaco e a vasoconstrição, os quais aumentam a pressão arterial. 5. Aumento de reabsorção de Na+ no túbulo proximal: A ANG II estimula um transportador apical, o trocador Na-H (NHE). A reabsorção de sódio no túbulo proximal é seguida pela reabsorção de água, de forma que o efeito resultante é a reabsorção isosmótica do líquido, conservando volume. PEPTÍDEOS NATRIURÉTICOS O PNA, que parecem ser antagonistas endógenos do SRA, é um hormônio produzido em células especializadas do miocárdio, localizadas principalmente no átrio cardíaco. Um hormônio relacionado, o peptídeo natriurético cerebral (PNC), é sintetizado por células miocárdicas ventriculares e por certos neurônios do cérebro. Os peptídeos natriuréticos são liberados pelo coração quando as células miocárdicas se estiram mais que o normal. O PNA é a molécula sinalizadora mais importante na fisiologia normal. O PNA e seus peptídeos natriuréticos associados são liberados quando o volume sanguíneo aumentado causa um aumento do estiramento dos átrios. No nível sistêmico, o PNA aumenta a excreção de Na e água para reduzir o volume sanguíneo; além disso, ele atua em vários locais. No rim, ele aumenta a TFG através da dilatação das arteríolas aferentes, além de reduzir diretamente a reabsorção de Na+ no ducto coletor. Os peptídeos natriuréticos também atuam indiretamente pra aumentar a excreção de Na+ água através da inibição da liberação de renina, aldosterona e vasopressina. MECANISMOS COMPORTAMENTAIS NO EQUILÍBRIO DO SAL E DA ÁGUA Ingestão hídrica: É interessante observar que, embora o aumento da osmolalidade estimule a sede, o ato de beber é suficiente para aliviar a sede. A água ingerida não precisa ser absorvida para que a sede seja extinta. Receptores ainda não identificados na boca e na faringe (receptores orofaríngeos) respondem à água fria, diminuindo a sede e a liberação de vasopressina, mesmo que a osmolalidade do plasma permaneça alta. Esse reflexo orofaríngeo é a razão pela qual se permite que pacientes cirúrgicos chupem pedras de gelo: o gelo alivia a sua sede sem introduzir quantidades significativas de líquido no tubo digestório. ESTRUTURAS ENVOLVIDAS NA TRANSPIRAÇÃO A maioria das glândulas exócrinas libera seus produtos através de tubos abertos, chamados de ductos. As glândulas sudoríparas, as glândulas salivares, o fígado e o pâncreas são todas glândulas exócrinas. As células das glândulas exócrinas produzem dois tipos de secreções. As secreções serosas são soluções aquosas, e muitas delas contêm enzimas. As lágrimas, o suor e as enzimas digestórias são todas secreções exócrinas serosas. A ingestão adequada de líquidos é necessária para contrabalançar qualquer perda de líquido pela sudorese da respiração e do trato gastrointestinal. O consumo de líquido é regulado pelo mecanismo da sede que, juntamente com o mecanismo osmorreceptor-ADH, mantém o controle preciso da osmolaridade e da concentração de sódio no líquido extracelular. Muitos dos fatores que estimulam a secreção de ADH também aumentam a sede, definida como o desejo consciente pela água. O ressecamento da boca e das mucosas do esôfago pode causar a sensação de sede. Como resultado, a pessoa com sede pode aliviar essa sensação quase imediatamente após a ingestão de líquido, ainda que a água nãotenha sido absorvida pelo trato gastrointestinal e não tenha exercido seu efeito sobre a osmolaridade do líquido extracelular. Contudo, o alívio das sensações de sede, por mecanismos gastrointestinais ou faríngeos, é de curta duração, pois a vontade de beber vem a ser completamente satisfeita apenas quando a osmolaridade plasmática e/ou o volume sanguíneo retorna ao normal. INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA Para evitar o aumento exagerado da temperatura, nosso corpo conta com vários mecanismos de termorregulação. Um desses mecanismos é a produção do suor pelas glândulas sudoríparas. Centro termorregulador estimulado pela alta temperatura. As glândulas sudoríparas estão localizadas na derme, mas seu ducto dirige-se para o exterior, passando, portanto, pela epiderme. Essas glândulas produzem o suor de acordo com o estímulo que chega até elas pelas fibras nervosas simpáticas do sistema nervoso autônomo. Estima-se que, em um ambiente quente, uma pessoa possa perder até três litros de suor por hora. O suor é formado por uma solução aquosa que contém íons, como o sódio e o potássio, ureia, amônia, ácido úrico e uma pequena porção de proteínas.
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