PROBLEMA 11 - Modulo 3 - FORMAÇÃO DE URINA

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PROBLEMA 11 : FORMAÇÃO DE URINA
28/06/2021
Descrever e diferenciar a histofuncionalidade dos túbulos renais 
O túbulo contorcido proximal recebe o ultrafiltrado do espaço urinário da cápsula de Bowman. As células cuboides do túbulo contorcido proximal exibem especializações elaboradas de superfície celular que caracterizam as células envolvidas na absorção e no transporte de líquidos. Apresentam as seguintes características: Uma borda (orla) em escova, composta de microvilosidades retas, relativamente longas e densamente compactadas. Um complexo juncional, que consiste em uma zônula de oclusão estreita, que veda o espaço intercelular do lúmen do túbulo, e uma zônula de adesão, que mantém a adesão entre as células vizinhas. Pregas ou dobras localizadas nas superfícies laterais das células, que são grandes prolongamentos achatados, alternados com prolongamentos semelhantes de células adjacentes (contem bomba de sódio/potássio). Extensas Inter digitações dos prolongamentos basais das células adjacentes. Estrias basais, que consistem em mitocôndrias alongadas concentradas nos prolongamentos basais e orientadas verticalmente em relação à superfície basal. Em preparações histológicas bem fixadas, as estriações basais e a borda em escova apical ajudam a distinguir as células do túbulo contorcido proximal daquelas de outros túbulos. Na porção mais basal da célula do túbulo contorcido proximal, nos prolongamentos interdigitantes, observa-­se a existência de feixes de microfilamentos de 6 nm. Esses filamentos de actina podem desempenhar papel na regulação do movimento de líquido do espaço extracelular basolateral através da lâmina basal do túbulo em direção ao capilar peritubular adjacente. (ROSS)
O ultrafiltrado que entra no ramo descendente delgado é isosmótico, enquanto o ultrafiltrado que deixa o ramo ascendente delgado é hiposmótico em relação ao plasma. Essa modificação é obtida pela maior reabsorção de sais do que de água. O ramo descendente delgado da alça de Henle é altamente permeável à água, devido à existência de aquaporinas (AQPs) que possibilitam a passagem livre de água. O ramo ascendente delgado da alça de Henle é altamente permeável ao Na + e ao Cl – , devido à existência de Co transportadores de Na + /K + /2Cl – nas membranas plasmáticas apicais.
ROSS
GARTNER
O segmento espesso ascendente da alça de Henle possui de 9 a 10 mm de comprimento e 30 a 40 μm de diâmetro. Ele se une ao segmento delgado ascendente da alça de Henle na junção da faixa interna da medula externa com a zona interna da medula e ascende em linha reta através da medula para alcançar o córtex. As células epiteliais cúbicas baixas que compõem o segmento espesso ascendente possuem núcleos centrais, esféricos a ligeiramente ovais, e alguns microvilos curtos em formato de bastão. Apesar de as superfícies laterais dessas células se interdigitarem umas às outras, as inter-relações entre células vizinhas não são tão elaboradas quanto nos túbulos contorcidos proximais. Entretanto, as interdigitações basais são muito mais extensas e o número de mitocôndrias é maior nestas células, comparado ao das células do túbulo contorcido proximal. Além disso, estas células formam zônulas de oclusão altamente eficientes com suas células vizinhas. O segmento espesso ascendente não é permeável à água ou à uréia. Além disso, suas células possuem bombas de cloreto (e talvez de sódio) que atuam no transporte ativo retirando cloreto (e sódio) do lúmen tubular. Desta forma, quando o filtrado chega ao córtex do rim no interior do lúmen do túbulo distal, sua concentração de sal é baixa e sua concentração de uréia permanece alta. Estas células também sintetizam a proteína de Tamm-Horsfall, a qual é liberada no lúmen do segmento espesso ascendente para impedir a formação de cálculos renais. À medida que o segmento espesso ascendente da alça de Henle passa próximo ao corpúsculo renal que a originou, ele se interpõe entre as arteríolas glomerulares aferente e eferente. Esta região do túbulo distal é denominada mácula densa. Como as células da mácula densa são altas e estreitas, seus núcleos aparentam estar muito mais próximos uns dos outros do que os núcleos do restante do túbulo distal.
Como os túbulos contorcidos distais são muito mais curtos do que os túbulos contorcidos proximais, qualquer corte do córtex renal irá apresentar muito mais cortes transversais de túbulos contorcidos proximais do que de túbulos contorcidos distais. A relação entre cortes transversais de túbulos contorcidos proximais para túbulos contorcidos distais ao redor de qualquer corpúsculo renal é geralmente de 7:1. Os túbulos contorcidos distais geralmente ascendem ligeiramente acima do seu corpúsculo renal de origem e drenam para a porção arqueada dos túbulos coletores. Do mesmo modo como nos segmentos espessos ascendentes, o túbulo contorcido distal é impermeável à água e à uréia. Entretanto, na membrana plasmática basolateral de suas células, uma alta atividade da Na+,K+-ATPase impulsiona o bombeamento de troca de sódio-potássio. Assim, em resposta ao hormônio aldosterona, essas células podem reabsorver ativamente quase todo o sódio restante (e, passivamente, o cloreto) do lúmen tubular em direção ao interstício renal. Além disso, os íons potássio e hidrogênio são ativamente secretados para dentro do lúmen, controlando assim o nível de potássio no fluido extracelular e a acidez da urina, respectivamente. (GARTNER)
Os túbulos contorcidos distais são curtos (4 a 5 mm) e possuem diâmetro global de 25 a 45 μm. Em cortes de parafina, os lúmens destes túbulos são bem amplos, o citoplasma granular do epitélio de revestimento cúbico baixo é mais pálido do que o dos túbulos contorcidos proximais, e como estas células são mais estreitas, um número maior de núcleos pode ser visualizado em um corte transversal. A ultra-estrutura dessas células mostra um citoplasma claro e pálido, com alguns microvilos apicais de formato abaulado. Os núcleos são mais ou menos esféricos, estão localizados apicalmente, e possuem um ou dois nucléolos densos. As mitocôndrias não são tão numerosas, e as interdigitações basais não são tão longas quanto as do segmento espesso ascendente da alça de Henle. 
O túbulo conector representa uma região de transição entre o túbulo contorcido distal e o ducto coletor cortical. Os túbulos conectores dos néfrons subcapsulares unem­-se diretamente ao ducto coletor cortical, enquanto os túbulos conectores dos néfrons mesocorticais e justa medulares unem-­se inicialmente com outros túbulos conectores para formar um túbulo conector arqueado antes de se unir com o ducto coletor cortical. O epitélio desse segmento sofre uma transição gradual a partir do túbulo contorcido distal para o ducto coletor. Nesse epitélio estão presentes células de ambas as regiões (i. e., células principais do ducto coletor cortical e células do túbulo contorcido distal). Estudos morfológicos e fisiológicos demonstraram que os túbulos conectores desempenham importante papel na secreção de K + (mais provavelmente atribuída à existência das células principais), que é regulada, em parte, pelos mineralocorticoides secretados pelo córtex da suprarrenal. (ROSS)
Os túbulos coletores corticais estão localizados nos raios medulares e são compostos de dois tipos de células cúbicas
As células principais possuem um núcleo oval e central, algumas mitocôndrias pequenas e curtos microvilos esparsos. As membranas plasmáticas de superfície basal dessas células apresentam numerosas invaginações. Como as membranas plasmáticas laterais não são pregueadas, elas são claramente evidenciadas ao microscópio óptico. Essas células possuem numerosos canais de aquaporina-2 que são muito sensíveis ao hormônio antidiurético (ADH), tornando-se completamente permeáveis à água. 
As células intercalares apresentam numerosas vesículas apicais com 50 a 200 nm de diâmetro, micropregas em sua membrana plasmática apical, e mitocôndrias abundantes. O núcleo dessas células é esférico e localizado centralmente. Existem dois tiposde células intercalares: tipo A, cuja membrana luminal possui H+-ATPase, que atua no transporte de H+ para o lúmen tubular, acidificando assim a urina; e tipo B, cuja membrana basolateral possui H+-ATPase, atuando na reabsorção de H+ e na secreção de HCO3 −. 
Os túbulos coletores medulares possuem um calibre maior porque são formados pela união de vários túbulos coletores corticais (Fig. 19-11). Os túbulos da zona externa da medula externa são semelhantes aos túbulos coletores corticais, pois ambos apresentam células principais e células intercalares, enquanto os túbulos da zona interna da medula possuem apenas células principais (GARTNER)
Explicar como ocorre a formação da urina (foco no mecanismo de contracorrente) - excreção e atuação do diuréticO
O termo contracorrente indica um fluxo de líquido em estruturas adjacentes em sentidos opostos. 
O ultrafiltrado é isotônico com o sangue ao deixar a porção reta do túbulo proximal. Conforme o ultrafiltrado desce através do segmento delgado descendente da alça de Henle, ele perde água (reduzindo o volume e aumentando a osmolaridade), reagindo ao gradiente osmótico do interstício, de modo que o filtrado intraluminal entra mais ou menos em equilíbrio com o líquido intersticial do tecido conjuntivo circundante. Este fluido de alta osmolaridade agora sobe pelo ramo delgado ascendente da alça de Henle, o qual é quase totalmente impermeável à água, mas não aos sais. Assim, o volume do ultrafiltrado não muda, mas a osmolaridade do ultrafiltrado dentro do túbulo se ajusta à osmolaridade do interstício. O fluido que entra no segmento espesso ascendente da alça de Henle passa por uma região que é impermeável à água, mas que possui uma bomba de cloreto, a qual remove os íons cloreto do lúmen, seguidos passivamente (ou talvez também ativamente) por íons sódio. Como a água não pode sair do lúmen, o ultrafiltrado torna-se hipotônico, mas seu volume permanece constante, conforme ele ascende em direção ao córtex pelo segmento espesso ascendente. (GARTNER)
As vias excretoras do sistema urinário são constituídas pelos cálices menores e maiores, pela pelve renal, pelo ureter, pela bexiga urinária única e pela uretra única
Ao deixar os ductos coletores na área cribriforme, a urina entra em uma série de estruturas que não modificam a sua composição, mas que são especializadas em armazená-la e transportá-la para o exterior do corpo. Para isso, a urina flui sequencialmente para o cálice menor, o cálice maior e a pelve renal, a partir da qual deixa cada rim por meio do ureter que leva à bexiga urinária, onde é armazenada. Finalmente, a urina é eliminada através da uretra. Todas essas vias excretoras, com exceção da uretra, apresentam as mesmas estruturas gerais – isto é, uma mucosa (revestida por epitélio de transição), uma muscular e uma adventícia (ou, em algumas regiões, uma serosa). (ROSS)
A produção de urina é o resultado de todos os processos que ocorrem no rim. Quando o líquido chega ao final do néfron, ele apresenta pouca semelhança com o líquido que foi filtrado para a cápsula de Bowman. Glicose, aminoácidos e metabólitos úteis desaparecem, tendo sido reabsorvidos para dentro do sangue, e os resíduos orgânicos estão mais concentrados. A concentração de íons e água na urina é extremamente variável, dependendo do estado do corpo (SILVERTHORN)
DIURÉTICOS : atuam no Rim, aumentando o volume e diminuindo a concentração da urina.
Normalmente, cerca de 25% de toda a reabsorção de Na e K ocorre no ramo ascendente da alça de Henle. O simporte NKCC usa energia armazenada no gradiente de concentração do Na para transportar Na, K e 2 Cl do lúmen tubular para as células epiteliais do ramo ascendente. A Na -K -ATPase remove Na das células pela superfície basolateral do epitélio, ao passo que o K e o Cl deixam as células juntos através de uma proteína cotransportadora ou de canais iônicos. O transporte mediado pelo NKCC pode ser inibido por fármacos conhecidos como “diuréticos de alça”, como, por exemplo, a furosemida (SILVERTHORN)
Furosemida, ácido etacrínico e bumetanida são diuréticos potentes que diminuem a reabsorção ativa no segmento ascendente espesso da alça de Henle ao bloquearem o cotransportador de 1-sódio, 2-cloreto, 1-potássio, localizado na membrana luminal das células epiteliais. Esses diuréticos “de alça” estão entre os mais potentes usados clinicamente. Ao bloquear o cotransporte ativo de sódio-cloreto-potássio na membrana luminal da alça de Henle, os diuréticos de alça aumentam o débito urinário de sódio, cloreto e potássio e de outros eletrólitos, bem como de água, por duas razões: (1) eles aumentam muito a quantidade de solutos liberados para as partes distais dos néfrons, que atuam como agentes osmóticos, evitando a reabsorção de água; e (2) eles interrompem o sistema multiplicador por contracorrente, ao diminuir a absorção de íons da alça de Henle para o interstício medular, diminuindo assim a osmolaridade do líquido intersticial medular. Devido a esse efeito, os diuréticos de alça comprometem a capacidade dos rins de concentrar ou diluir a urina. A diluição urinária fica comprometida porque a inibição da reabsorção de sódio e de cloreto, na alça de Henle faz com que maior quantidade desses íons seja excretada junto com a maior excreção de água. A concentração urinária é afetada porque a concentração desses íons no líquido intersticial da medula renal e, portanto, a osmolaridade da medula renal ficam reduzidas. Consequentemente, a reabsorção de líquido pelos duetos coletores é diminuída, de modo que a capacidade de concentração máxima dos rins também fica bastante reduzida. Além disso, a menor osmolaridade do líquido intersticial da medula renal diminui a absorção de água pela alça descendente de Henle. Devido a esses múltiplos efeitos, 20% a 30% do filtrado glomerular pode ser eliminado na urina, produzindo em condições agudas débito urinário de até 25 vezes acima do normal durante pelo menos alguns minutos. (GUYTON)
Definir o pH urinário e do ultrafiltrado e os fatores de influência 
No túbulo contorcido proximal, o pH do ultrafiltrado é modificado pela reabsorção de bicarbonato e pela secreção específica no lúmen, de ácidos orgânicos e bases orgânicas exógenos derivados da circulação capilar peritubular. (ROSS)
O pH da urina varia entre 4,5 a 8,5, dependendo da necessidade do corpo de excretar H ou HCO3 . (SILVERTHORN)
Distúrbios do equilíbrio acidobásico estão associados com distúrbios no equilíbrio do K. Isso ocorre parcialmente devido ao transporte renal que desloca os íons K e H em um antiporte. Na acidose, os rins excretam H e reabsorvem K utilizando uma H-K-ATPase. Na alcalose, os rins reabsorvem H e excretam K. O desequilíbrio do K geralmente se manifesta como distúrbios em tecidos excitáveis, principalmente no coração. (SILVERTHORN)
Os rins controlam o balanço acidobásico ao excretar urina ácida ou básica. A excreção de urina ácida reduz a quantidade de ácido no líquido extracelular, enquanto a excreção de urina básica remove base do líquido extracelular. 
HC03 são filtradas continuamente para os túbulos, e se forem excretadas na urina, removem base do sangue. Ainda, grandes quantidades de H+ são secretadas no lúmen tubular pelas células epiteliais tubulares, removendo assim ácido do sangue. Se for secretado mais H+ do que HC03“, ocorrerá perda real de ácido do líquido extracelular. Por outro lado, se for filtrado mais HC03“ do que H+ é secretado, ocorrerá perda real de base. Como discutido, todos os dias o corpo produz cerca de 80 mEq de ácidos não voláteis, principalmente como resultado do metabolismo das proteínas. Esses ácidos são chamados não voláteis porque não são H2C03 e, portanto, não podem ser eliminados pelos pulmões. O mecanismo primário que remove esses ácidos do corpo é a excreção renal. Os rins precisam, ainda, evitar a perda de bicarbonato na urina, tarefa quantitativamente mais importante do que a excreção de ácidos não voláteis. Todos os dias, os rins filtram cerca de 4.320 mEq de bicarbonato (180 L/dia X 24 mEq/L);sob condições normais, quase todo esse bicarbonato é reabsorvido nos túbulos, conservando assim, o sistema-tampão primário do líquido extracelular. Tanto a reabsorção de bicarbonato quanto a excreção de H+ são realizadas pelo processo de secreção de H+ pelos túbulos. Como o HC03- reage com o H+ secretado para formar H2C03 antes de ser reabsorvido, 4.320 mEq de H+ precisam ser secretados a cada dia, apenas para reabsorver o bicarbonato filtrado. Então, o adicional de 80 mEq de H+ precisam ser secretados para eliminar do corpo os ácidos não voláteis produzidos a cada dia, resultando em total de 4.400 mEq de H+ secretados para o líquido tubular todos os dias. Quando ocorre redução da concentração de H+ no líquido extracelular (alcalose), os rins não conseguem reabsorver todo o bicarbonato filtrado, aumentando, assim, a excreção de bicarbonato. Como o HC03 normalmente tampona o hidrogênio no líquido extracelular, essa perda de bicarbonato significa o mesmo que acrescentar H+ ao líquido extracelular. Dessa forma, na alcalose, a remoção de HC03“ eleva a concentração de H+ do líquido extracelular para os níveis normais. Na acidose, os rins não excretam HCO,” na urina, mas reabsorvem todo o HCO- filtrado e produzem novo bicarbonato, que é acrescentado de volta ao líquido extracelular. Isto reduz a concentração de H+ do líquido extracelular para os níveis normais. Assim, os rim regulam a concentração de H+ do líquido extracelular por três mecanismos fundamentais: (1) secreção de H+ (2) reabsorção de HCO- filtrado e (3) produção de novo HCO -. Todos esses processos são realizados pelo mesmo mecanismo básico, como discutiremos nas próximas seções. (GUYTON)
Explicar a importância da manutenção da composição dos eletrólitos 
Por que nos preocupamos com a homeostasia dessas substâncias? 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 exocitose 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. (SILVERTHORN)