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Vitória Alvarenga FISIOLOGIA RENAL REVISÃO ANATOMO-FUNCIONAL FUNÇÕES DO SISTEMA RENAL: • Excreção da maior parte metabólitos • Regular o volume e a osmolaridade plasmática • Manutenção do equilíbrio ácido-base • Controle da eritropoiese • PORTANTO: HOMEOSTASIA CORPORAL CONSTITUINTES DO SISTEMA RENAL: rins, vascularização, bexiga e vias urinárias. RINS Existem 2 rins, o direito e o esquerdo, sendo que o direito está localizado anatomicamente mais para baixo por conta do fígado. Ambos estão localizados retroperitonealmente entre L1 e L4 e pesam cerca de 150g. Ainda, ambos são envoltos por uma capsula fibrosa Em um corte longitudinal, observa-se o córtex mais internamente e a medula mais externamente, sendo que esta última é formada por 4-14 pirâmides, que se unem na pelve renal, onde começa o ureter. A unidade funcional do rim é o néfron, que é uma estrutura com a capacidade de produzir urina, iniciando-se após a cápsula de Bowmann. • A cápsula glomerular é onde ocorre o processo de ultrafiltragem (filtra o plasma e não o sangue), em que retém as proteínas grandes, como a albumina e as células do sangue. Assim, cada néfron contém as seguintes partes: túbulo contorcido/contornado proximal (TCP); alça de Henle descendente (córtex para a medula) e ascendente (medula para o córtex); túbulo contorcido/contornado distal (TCD); e túbulo coletor (TC). Os dois tipos de néfrons são: - Néfrons corticais: apresentam alça de Henle curtas e penetram apenas na medula externa, produzindo apenas urina diluída. - Néfrons justamedulares: apresentam alça de Henle longas e penetram até a parte interna da medula. Produzem urina concentrada. VASCULARIZAÇÃO A artéria renal penetra no rim pelo hilo e se subdivide em artérias segmentares e depois artérias interlobares e depois em artérias arqueadas, que formam as arteríolas aferentes. Na capsula de Bowmann, cada arteríola aferente gera os capilares glomerulares e, depois, a arteríola eferente, que gera os capilares peritubulares e a vasa reta. Logo, o sangue é drenado para as veias arqueadas, interlobares, segmentares e para a veia renal. FLUXO RENAL (FSR) = 1,2 L/min Apenas 20% desse valor é suficiente para manter o metabolismo. O resto é usado para a filtragem. VASOCONSTRIÇÃO DA AFERENTE: sangue que chega é menor e a filtração também. VASOCONSTRIÇÃO DA EFERENTE: vai entrar sangue, mas não vai sair – filtração é maior. BEXIGA É um órgão oco formado por músculo liso e epitélio transicional, composto por um corpo (porção esférica) e pelo colo (porção cilíndrica), que retém a urina até a micção. ARMAZENAMENTO: 300 – 500 mL VONTADE DE MICÇÃO: por volta de 200 mL VIAS URINÁRIAS Elas vão conduzir a urina da pelve até a bexiga (ureter) e da bexiga para o meio externo (uretra). A urina vai chegar na bexiga pelos ureteres, formando uma penetração oblíqua, o que impede o refluxo, e vai sair pela uretra (que possui dois esfíncteres – interno e externo). A uretra masculina (passa urina e sêmen) mede cerca de 15-20 cm, enquanto a feminina (passa apenas urina) mede apenas 4-5 cm. Vitória Alvarenga Nos ureteres, há presença de fibras musculares lisas, que empurram a urina em direção à bexiga por peristaltismo. Esse mecanismo não existe na uretra e, por isso, existem os esfíncteres e o mecanismo de contração muscular para gerar pressão durante a micção. MECANISMO DE FORMACAO DA URINA CONCEITOS - FILTRAÇÃO: quantidade de água e substâncias que passam dos capilares glomerulares para o TCP. - EXCREÇÃO: quantidade de água e substâncias que são eliminadas pela urina. - REABSORÇÃO: quantidade de água e substâncias que passam da luz tubular dos néfrons para a célula tubular em direção ao interstício e daí para os capilares peritubulares. - SECREÇÃO: quantidade de substâncias que passam dos capilares para a célula tubular e desta para a luz tubular, sendo eliminada na urina. FILTRAÇÃO GLOMERULAR (FG) De todo o plasma que chega aos capilares glomerulares, apenas 20% passa para a cápsula de Bowmann e, depois, para o TCP, sendo chamado de ultrafiltrado glomerular, que é idêntico ao plasma, mas não contém as proteínas grandes e as células sanguíneas. CARACTERÍSTICA IMPORTANTE: o endotélio do capilar glomerular é fenestrado, o que aumenta a sua permeabilidade e, assim, facilita a filtração glomerular. - 100% permeável: água, glicose, íons, inulina. - 40-70% permeável: aa, mioglobina, pequenas proteínas. - 10-40% permeável: hemoglobina. - 0-1% permeável: albumina e hemácias. As 4 forcas que atuam na filtração glomerular são: • Pressão Capilar Glomerular (+60 mmHg) - Pc • Pressão Coloidosmótica Tubular (praticamente nula, pois praticamente não há proteínas no ultrafiltrado – 0mmHg) - Pct • Pressão Hidrostática Tubular (-18 mmHg) - Pht • Pressão Coloidosmótica Glomerular (-32 mmHg) - Pcg O coeficiente de filtração glomerular (Kf) é elevado, pois o capilar glomerular é fenestrado (12,5 ml/min.mmHg FG = Kf . [(Pc + Pct) – (Pht + Pcg)] Portanto, os valores de normalidade do FG são: • 125 ml/min • 180 L/dia • 5500 L/mês • 65.000 L/ano Assim, normalmente, é excretada uma urina de 1 a 2 L/dia. CONDIÇÕES QUE ALTERAM O KF: temperatura elevada aumenta o Kf (aumento da produção de urina), diuréticos para hipertensão mantem o Kf constante (paciente vai muito ao banheiro). TÚBULO CONTORCIDO PROXIMAL No TCP, ocorre cerca de 60-70% de toda a reabsorção de sódio e outros íons (cloreto, potássio, bicarbonato), água, glicose, aa e ureia. Ainda, ocorre a secreção de H+, am6onia e outros ácidos orgânicos. Na membrana apical (borda em escova voltada para a luz do capilar), a reabsorção do sódio é passiva, a favor de seu gradiente eletroquímico. Agora, a reabsorção de potássio é passiva, a favor do gradiente elétrico, ou ativo, contra o gradiente de concentração. Já na membrana basal, o transporte de sódio vai contra o seu gradiente eletroquímico, sendo um processo ativo, feito pela bomba de sódio e potássio, dependente de ATP. Agora, o transporte de potássio é feito junto com o de sódio, porém, nesta borda, há alta permeabilidade ao potássio. Em ambas as membranas, a reabsorção de cloreto e bicarbonato é passiva, seguindo o transporte de sódio, portanto, uma alteração no transporte de sódio causa alteração no transporte desses outros íons. Agora, a reabsorção de água se faz por um mecanismo de gradiente estável, que acompanha, por osmose, o transporte ativo de sódio para os espaços intercelulares/laterais. Destes espaços, a água flui para o capilar peritubular devido a elevada pressão coloidosmótica plasmática e baixa pressão hidrostática no capilar peritubular. Em relação à glicose, os rins filtram e reabsorvem cerca de 1,5 kg/dia de glicose (ou 100 mg/min), que é uma molécula sem cargas, mas com polaridade, não sendo influenciada pelos potenciais elétricos nas células renais. Assim, reabsorção da glicose ocorre em co-transporte com o sódio (difusão facilitada) e apresenta um transportador específico (GLUT), que é capaz de saturar. Agora, a secreção de hidrogênio é feita de maneira ativa na membrana apical graças ao transporte passivo de sódio, auxiliando no equilíbrio ácido-base do organismo. E, por fim, em relação à secreção de amônia e de ácidos orgânicos, ocorre o transporte ativo na membrana basal e o transporte passivo na apical. Esse mecanismo também promove a secreção do ácido para-amino- hipúrico (PAH), alguns antibióticos, ácido úrico, creatinina e ácidos biliares. ALÇA DE HENLE A AH se divide em uma porção delgada descendente, uma porção delgada ascendente e uma porção espessa ascendente. FUNÇÃO: CONCENTRAR URINA à para isso, mergulha na medula. Vitória Alvarenga O ramo descendente apresenta permeabilidade à água e baixa ao soluto, assim, a água, para tentar equilibrar os meios, sai da alça descendente e vai para o interstício da medula. Portanto, há pouco transporte efetivo de sódionesse ramo, mas grande reabsorção de água por conta da hipertonicidade da medula. Enquanto isso, o ramo ascendente é impermeável à água e permeável ao soluto (sódio), assim, a osmolaridade conforme vai subindo e ficando mais espessa e deixando a urina mais diluída, é de 300-350 mOsm/L. Nesse ramo, o transporte de sódio aumenta na parte delgada e aumenta muito (altamente permeável) na parte espessa da alça, fazendo com que o cloreto de sódio passe o túbulo para a medula renal, tornando-a hipertônica e o túbulo diluído. Ainda nesse ramo, há reabsorção de potássio. A reabsorção de cloreto segue o sódio por transporte passivo. TÚBULO CONTOCIDO DISTAL O TCD passa próximo ao glomérulo, formando o aparelho justaglomerular e, em seguida, sofre as aces iniciais da aldosterona e do ADH para o controle do volume e da osmolaridade. A reabsorção de sódio e água ocorre nesta porção do néfron distal, sendo que o transporte é semelhante ao TCP, porém, nesse caso, a água não acompanha o soluto e, portanto, o túbulo se apresenta diluído (100 mOsm/L). Da mesma maneira que os demais locais, a reabsorção de cloreto acompanha a de sódio de maneira passiva. O TCD é sensível ao ADH e, diante de sua presença, ocorre uma maior reabsorção de água, tornando o túbulo hipertônico (350-400 mOsm/L). A secreção de potássio é um processo passivo, motivado pela eletronegatividade do túbulo e influenciado pela reabsorção de sódio e secreção do H+. A aldosterona potencia a secreção de potássio. Enquanto isso, a secreção de hidrogênio é eletrogênica e tende a reduzir a negatividade do túbulo. TÚBULO COLETOR O TC, à medida que aprofunda em direção à papila renal, recebe várias gerações de túbulos menores. A reabsorção de sódio continua ao longo do TC, principalmente sobre a ação da aldosterona. Na parte papilar da medula renal, a osmolaridade é muito alta, chegando até 1200 mOsm/L e, devido ao aumento da permeabilidade à água pelo ADH, a reabsorção de água continua, podendo produzir uma urina muito hipertônica (>1000 mOsm/L) ou, na ausência de ADH, urina hipotônica (<100 mOsm/L). Assim, o ADH também aumenta a permeabilidade do TC à ureia. Em relação ao potássio, continua a secreção passiva e ainda há grande capacidade de secreção eletrogênica do hidrogênio. Sob a ação do ADH (age sobre as aquaporinas), permite a formação da urina concentrada e, sob a ação do ANP (peptídeo atriurético atrial), permite a natriurese. TRANSPORTE DA GLICOSE Em condições normais, o rim reabsorve toda a glicose filtrada, principalmente no TCP. Porém, se a carga de glicose estiver acima da capacidade máxima dos rins de reabsorção, tem-se glicosúria (perda renal de glicose pela urina), sendo acompanhada de poliúria. LIMIAR RENAL: 180 -200 mg/dL à concentração de glicose plasmática máxima antes de iniciar a glicosúria. TRANSPORTE MÁXIMO DE GLICOSE (Tm): 320-375 mg/min à capacidade máxima de reabsorção tubular em função da carga filtrada. FLUXO NOS SEGMENTOS TUBULARES Ao longo do néfron, ocorre grande reabsorção de água, o que reduz o fluxo tubular de água e as intensas trocas iônicas, promovendo, assim, os ajustes na volemia e na osmolaridade plasmática. NORMAL: • BICARBONATO REABSORVIDO: 99,9% • CREATININA REABSORVIDA: 0% à tudo que é filtrado deve ser excretado. • GLICOSE REABSORVIDA: 100% à tudo que é filtrado deve ser reabsorvido. CLEARANCE RENAL Clearance renal (C) ou depuração plasmática é o volume virtual de plasma limpo (depurado) de uma substância qualquer que foi filtrada. Onde Cx é o clearance de x (ml/min), Ux é a concentração urinária de x (mg/ml), Px é a concentração plasmática de x (mg/ml) e V é o volume urinário (ml/min). Onde QEx é a carga excretada de x (mg/min). Onde QFx é a carga filtrada de x (mg/min) e TFG é a taxa de filtração glomerular (ml/min). A TFG pode ser determinada pelo Cin (clearance da inulina), que é uma substância livremente filtrada e que não sofre reabsorção nem secreção. Vitória Alvarenga Onde Cin = TFG. O Fluxo plasmático renal (FPR) pode ser determinado pelo CPAH (clearance do ácido para-amino-hipúrico), uma substância que é livremente filtrada e que é totalmente secretada. Onde CPAH = FPR Onde FF é a fração de filtração em porcentagem. Portanto, considerando que x é livremente filtrada, quando o Cx < Cin, ocorre a reabsorção tubular, e quando Cx > Cin, ocorre a secreção tubular. O Fluxo sanguíneo renal (FSR) é igual ao FPR dividido por 1 menos o hematócrito. O clearance osmolar (Cosm) é uma forma de conhecer a capacidade dos rins de formar uma urina concentrada, lembrando que a osmolaridade de uma urina muito diluída é de 50 mOsm/L e o de uma urina muito concentrada é de 1200 mOsm/L. BOX DE CONHECIMENTO INULINA: polissacarídeo exógeno extraído das raízes da chicória e deve ser administrado IV para a determinação da TFG. ÁCIDO PARA-AMINO-HIPÚRICO: ânion advindo do ácido 4 amino benzoico exógeno e deve ser administrado IV para determinação do FPR. CREATININA: sub produto do metabolismo muscular, é endógeno e permite inferir o valor da TFG, com um erro de 10% porque pequena quantidade é secretada. MICÇÃO É o processo de esvaziamento da bexiga por eliminação da urina para o exterior. Porém, para que ela ocorra, é necessário que haja o enchimento da bexiga até o momento em que a tensão exercida pela urina atinja o limiar de micção, ativando o reflexo de micção, que é controlado por um reflexo autonômico (involuntário), que pode ser inibido/facilitado pelo tronco cerebral (ponte) e córtex de maneira voluntária O músculo liso detrusor vesical que é o responsável por esse reflexo involuntário. Na parede posterior da bexiga e no colo vesical há uma região denominada de trígono e na sua porção mais inferior tem-se a abertura da uretra posterior e a chegada de dois ureteres. Esta uretra posterior tem cerca de 2 a 3 cm e é entrelaçada pelas fibras lisas do detrusor e tecidos elásticos, formando o esfíncter interno de controle involuntário (autonômico parassimpático). Na sequência anatômica, existe a uretra, que passa pelo diafragma urogenital que contém a camada muscular esquelética e forma o esfíncter externo, de controle voluntário. PARA A MICCAO OCORRER, DEVE HAVER O RELAXAMENTO DOS DOIS ESFÍNCTERES. A composição da urina é a mesma do ureter, bexiga e uretra, sendo que a função da bexiga é apenas armazenar a urina e o ureter e a uretra de conduzir a urina. A inervação da bexiga é feita pelos nervos pélvicos do ramo parassimpático (S2-S3) sensoriais e motores. As informações sensoriais informam para o SNC o grau de distensão da parede vesical e, quando estimulado, tem- se a vontade de urinar. A função vesical é mediada, também, pela inervação simpática do nervo hipogástrico (L2) com funções vasculares, e pelas fibras motoras esqueléticas do nervo pudendo, que inervam o esfíncter externo. RELAÇÃO DO VOLUME VESICAL COM A VONTADE DE URINAR: • 50 ml: início da pressão na bexiga • 200 ml: pressão de 8cmH2O e início da vontade de urinar. • 350 ml: pressão de 12 cmH2O e vontade de urinar é máxima, devido a distensão do músculo detrusor. PROCESSO DE URINAR: aumento progressivo da pressão vesical e volume à período de pressão suportada à redução da pressão vesical (relaxamento Vitória Alvarenga do detrusor e micção à inibição do ato de urinar à se houve eliminação completa ou de parte da urina, a vontade de urinar é perdida por um certo tempo. PROCESSO DE MICÇÃO VOLUNTÁRIA: contração da musculatura abdominal à inibição central do tônus do esfíncter externo à contração do músculo detrusor à saída do volume de urina (de 50-300 ml) à contração voluntária do esfíncter externo e involuntária do esfíncter interno. URINA DILUÍDA URINA DILUÍDA = hiposmótica (< 300 mosm/L) e, em geral, com grande volume urinário associado. Os rins, para manter a constância do meio interno, podem formar a urina diluída, a com a mesma osmolaridadedo plasma e a urina concentrada. Isso se deve por conta da ingesta maior ou menor de líquidos e por suas perdas pela urina, fezes, suor e respiração. CONDIÇÕES NORMAIS: 1-2 L/dia de urina CONDIÇÕES ESPECIAIS: 0,4 – 20 L/dia de urina O mecanismo que leva às modificações no volume urinário é pela ação do ADH (produzido nos núcleos supra óptico e paraventricular do hipotálamo, próximos ao centro da sede e armazenados na neurohipófise). O ADH é um hormônio proteico com apenas 9 aa e que age nos receptores presentes no TCD e TC. • Organismo necessita de redução da perda de água = aumento do nível de ADH circulante = reabsorção de água aumentada. • Organismo necessita de aumento da perda de água = redução do nível de ADH circulante = diminuição da reabsorção de água. Portanto, o ADH interfere nos ajustes de perda de água, mas não interfere na concentração dos solutos (isso é papel da aldosterona). VALORES NORMAIS DE ADH: • Osmolaridade plasmática normal: ADH de 0,4 a 2,4 pg/ml • Osmolaridade plasmática aumentada: ADH de 2 a 12 pg/ml. • Osmolaridade plasmática reduzida: ADH de 0 a 0,5 pg/ml A formação da urina diluída ocorre nos néfrons corticais que não apresentam a capacidade de formar a urina concentrada, pois não mergulham na medula renal. A excreção de água, em condições normais, é regulada separadamente da excreção de solutos. No TCP, a reabsorção de água e solutos são simultâneos. Na parte descendente da AH, ocorre somente a reabsorção de água e na parte ascendente espessa da AH, há apenas reabsorção de soluto. No TCD e TC, sob as ações do ADH e aldosterona, a reabsorção de água e de solutos são independentes. FATORES QUE LEVAM À SECREÇÃO DE ADH PELA NEUROHIPÓFISE: osmolaridade plasmática (variações de apenas 2mEq/L já são detectadas pelos osmorreceptores); pressão sanguínea; e volume plasmático. A degradação do ADH ocorre nos rins e fígado, com uma meia vida de 18 minutos (esse tempo curto que permite os ajustes finos). FUNÇÕES DO ADH: • Aumentar a permeabilidade à água no TCD e TC. • Estimular a reabsorção de NaCl no ramo espesso da AH. • Aumentar a permeabilidade no TC à ureia. Quando há excesso de água no organismo, a osmolaridade no TCP pode ser normal ou diminuída, mas, a medida que o fluido mergulha na parte descendente da AH, ele vai ficando mais concentrado por conta da grande saída de água neste segmento (alta permeabilidade). Porém, conforme vai atingindo a parte espessa da alça ascendente, devido à saída de NaCl e impermeabilidade à água, o fluido, no início do TCD é sempre hiposmótico (100 mOsm/L). Neste caso, pela ausência ou níveis baixos de ADH, praticamente não ocorre reabsorção de água no TCD e TC, pois as aquaporinas estão inativadas. Porém, ocorre alguma reabsorção de NaCl, tornando o fluido ainda mais hiposmótico. Assim, no final do TC, a osmolaridade da urina vai estar baixa (50 mOsm/L) e com grandes volumes de água (diurese aquosa). A deficiência patológica na produção de ADH deve ser suprimida pela administração de acetato de desmopressina, que possui ação semelhante ao ADH. MECANISMO DE CONTRACORRENTE A formação da urina concentrada exige níveis elevados de ADH e um gradiente osmótico na medula renal, onde os néfrons justamedulares mergulham. A medula renal, próximo ao córtex renal, apresenta uma osmolaridade de 300 mOsm/L, valor que vai aumentando até a parte inferior da medula renal até 1200 mOsm/L. A manutenção deste gradiente osmótico medular renal é fundamental para a formação da urina concentrada e isso depende de um mecanismo de contracorrente ou sistema multiplicador de contracorrente. Este mecanismo também impede a perda do gradiente osmótico durante a reabsorção de água no TC. FATORES RESPONSÁVEIS PELO GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO HIPEROSMOLAR NA MEDULA RENAL: • Transporte ativo de sódio e cotransporte de cloreto e potássio para o interstício medular renal Vitória Alvarenga • Transporte ativo de íons do TC para o interstício medular • Difusão facilitada de ureia do TC para o interstício medular. • Difusão de pouca quantidade de água dos túbulos renais medulares para o interstício em relação à reabsorção de solutos para o interstício. O efeito multiplicador do sistema de contracorrente promove a gênese de hiperosmolaridade no interstício medular renal e dentro da AH (1200 mOsm/L), o que é cerca de 4 vezes maior que no TCP (300 mOsm/L). 1. Inicialmente, antes de gerar o gradiente hiperosmótico, a osmolaridade no TCP, ao longo de toda a AH (descendente e ascendente), TCD e no interstício da medula renal é igual a 300 mOsm/L. 2. O transporte ativo de íons (NaCl principalmente) na parte ascendente espessa da AH faz com que haja um aumento da osmolaridade no interstício (400 mOsm/L) e redução no túbulo da AH (200 mOsm/L), pois este túbulo é impermeável à água. 3. Pelo gradiente osmótico, há a passagem de água da parte descendente da AH (por osmose) para o interstício, a fim de manter o equilíbrio. A osmolaridade do interstício é mantida em 400 mOsm/L (igual a etapa anterior), mas na parte descendente da AH foi elevada para 400 mOsm/L, enquanto na parte ascendente foi mantida em 200 mOsm/L. 4. Ocorre a chegada de mais filtrado glomerular ao final do TCP para a AH, fazendo com que o líquido com 400 mOsm/L da AH seja empurrado para a parte ascendente fina da AH (passa de 200 para 400 mOsm/L); a parte ascendente espessa se mantem em 200 mOsm/L. Portanto, está começando a criar um gradiente osmótico no interstício. 5. A reabsorção ativa dos íons na parte espessa da AH faz com que a osmolaridade do interstício medular seja aumentada para 500 mOsm/L na parte inferior da medula e uma pequena redução para 350 mOsm/L próximo ao córtex renal. No final da parte espessa da AH e início do TCD, o fluido está bem hiposmótico (150 mOsm/L). 6. Novamente, o fluido no ramo descendente da AH atinge o equilíbrio com o interstício (osmose) e empurra o líquido par a parte ascendente da AH. Assim, ocorre uma elevação da osmolaridade na parte descendente (de 400 para 500 mOsm/L) e ocorre a manutenção da osmolaridade no interstício medular e a mesma hipotonicidade no início do TCD. 7. A repetição destas fases, sobretudo a 4 até a 6, leva a uma maior hiperosmolaridade (pela concentração de NaCl e ureia) na parte inferior do interstício medular, chegando até 1200 mOsm/L, permitindo um gradiente osmolar na parte descendente da AH (de 300 até 1200 mOsm/L), uma elevação da osmolaridade no início do ramo ascendente fino (1000 mOsm/L) e sua redução até o início do TCD (100 mOsm/L). Portanto, em resumo, a reabsorção ativa e repetitiva de cloreto de sódio e ureia no ramo ascendente espesso da alça de Henle (impermeável à água) e a chegada de mais íons de cloreto de sódio no início do ramo descendente da AH (permeável à água), faz surgir o sistema multiplicador de contracorrente e permite a manutenção da hiperosmolaridade na medula renal. No entanto, esta hiperosmolaridade não pode ser perdida quando ocorre a reabsorção de água no TC por ação do ADH, portanto, entra o papel da vasa reta na manutenção dessa hiperosmolaridade medular renal. VASA RETA A vasa reta serve como um trocador do mecanismo de contracorrente, minimizando a retirada de solutos do interstício medular renal (evita a lavagem pelo ADH). Assim, o sangue flui pela medula renal pela vasa reta, que apresenta alta permeabilidade à água e aos solutos de forma semelhante aos outros capilares sanguíneos. A medida que o sangue flui pela vasa reta descendente em direção à papila renal, ele fica gradativamente mais concentrado pela difusão dos solutos vindos do interstício. Já quando ele flui pela parte ascendente em direção ao córtex renal, o sangue fica gradativamente menos concentrado, já que ocorre difusão dos solutos para o interstício. Portanto, ocorre um “desvio” da osmolaridade da parte descendente e ascendente em relação ao interstício. Porexemplo, em um local em que a osmolaridade está 800 mOsm/L no interstício, a osmolaridade na vasa reta descendente é de 770 mOsm/L e na ascendente é 830 mOsm/L, o que promove um influxo do soluto (entra na vasa reta descendente) e um efluxo de soluto (saída na vasa reta ascendente). Agora, em relação ao fluxo de água, pelo gradiente osmótico, ocorre o fluxo de água da vasa reta para o interstício na parte ascendente e entrada de água na vasa reta ascendente. Assim, devido a forma em U da vasa reta, ela evita a lavagem da medula renal e pode receber água reabsorvida no TC, sem a perda da hiperosmolaridade medular, pois a vasa reta se localiza ao lado da AH e do TC. URINA CONCENTRADA URINA CONCENTRADA = hiperosmótica (>300 mOsm/L) e, em geral, acompanhada de pequeno volume urinário. A formação da urina concentrada ocorre sob a ação do ADH, que possui receptores no TCD e principalmente no TC. Ela é produzida pelos néfrons justamedulares, que mergulham profundamente na medula renal, indo quase até a papila renal. Vitória Alvarenga Os mecanismos de formação da urina concentrada no TCP não sofrem influências do ADH. O fluido no TCP tem a mesma osmolaridade plasmática e, como nessa estrutura ocorre a reabsorção isosmótica de água, cloreto de sódio e ureia, a osmolaridade não é alterada ao longo do TCP. Já na parte descendente da AH, em direção à papila renal, devido à alta permeabilidade à água e baixa ao soluto, o fluido tubular se torna mais concentrado (hiperosmol), nos mesmos valores do interstício da medula renal até os valores próximos a 1200 mOsm/L junto à papila renal. A parte ascendente fina da AH é basicamente impermeável à água e pouco permeável aos solutos, então, ocorre a reabsorção passiva do soluto, havendo redução da osmolaridade. Já na parte ascendente espessa, continua a impermeabilidade à água, porém, ocorre reabsorção ativa dos solutos (NaCl, K+ e outros) e o fluido se torna hiposmótico no final da AH (100 mOsm/L). O valor da osmolaridade ao longo do TCD vai depender da presença do ADH, que, na formação da urina concentrada, estão elevados e tornam esse túbulo permeável à água pela ação das aquaporinas, permitindo uma reabsorção de água e concentrando o fluido tubular. A ureia, aqui, tem baixa permeabilidade. Assim, no final do TCD, a osmolaridade é cerca de 300 mOsm/L ou igual ao filtrado glomerular. E, por fim, a concentração do fluido no TC vai depender da osmolaridade da medula renal e da presença do ADH, assim, níveis elevados de ADH tornam o TC altamente permeável à água, pela ação das aquaporinas. Portanto, ocorre difusão da água do TC para o interstício da medula renal e, depois, para a parte ascendente da vasa reta, evitando a perda renal de água. À medida que o fluido no TC se desloca em direção à papila renal, ele se torna mais concentrado (até 1200 mOsm/L). Então, tem-se a formação de uma urina concentrada e com baixo volume. Em relação à ureia no TC, devido aos transportadores específicos, ela é reabsorvida para a medula renal e contribui para a manutenção da osmolaridade medular renal. A concentração osmolar elevada da urina se deve a presença do cloreto de sódio, mas também ao potássio, ureia e creatinina. Ainda, destaca-se que a eliminação do cloreto de sódio vai depender dos níveis circulantes da aldosterona, que, em níveis elevados, causa uma elevada absorção de NaCl e a urina, apesar de concentrada, tem volume baixo desse sal. Quando há níveis baixos de aldosterona, há grande perda renal de cloreto de sódio. CONTROLE DA VOLEMIA VOLEMIA = quantidade de sangue total de um indivíduo. Homens: 74 ml/kg. Mulheres: 67 ml/kg. • Volemia globular: quantidade de células sanguíneas. Homens: 30,5 ml/kg. Mulheres: 23,5 ml/kg. • Volemia plasmática: volume de plasma na circulação. 43,5 ml/kg para ambos os sexos O ganho de água e outros líquidos advém do mecanismo da sede e a perda de água se faz pela urina (maior valor), fezes, suor e respiração. ADH A secreção de ADH pela neurohipófise depende de: - Variações do volume plasmático - Variações da osmolaridade plasmática - Variações da pressão arterial Ainda, outros fatores podem promover estímulos para a sua secreção (náusea, angiotensina II e nicotina) ou inibição (ANP, álcool e bradicinina). Para alterar a secreção de ADH, é preciso uma variação da osmolaridade plasmática menor que 1%, pois os osmorreceptores hipotalâmicos são altamente sensíveis. Os receptores localizados no átrio e em grandes vasos pulmonares são os responsáveis por gerar informações sobre a “baixa pressão” que vão até o hipotálamo. Já os baroceptores do seio aórtico e carotídeo são responsáveis pelas variações de alta pressão, ambos fazendo uma sinapse no tronco cerebral antes de chegar ao hipotálamo. O ADH promove a formação das aquaporinas e permite o fluxo de água dos túbulos renais, sobretudo o túbulo coletor, para o interstício medular renal. Ainda, o ADH permite a secreção de ureia do TC para o interstício por difusão facilitada, o que auxilia na manutenção da osmolaridade medular. A água que foi reabsorvida no TCD e TC segue para a parte ascendente da vasa reta e retorna à circulação. O ADH se liga no receptor basolateral da célula do TC denominado de V2, ativando a proteína G, que, por sua vez, ativa a Adenil ciclase e promove a formação de AMPc, que ativa a fosfodiesterase, levando à formação da proteína cinase A (PKA), que resulta na inserção de vesículas de canais de água denominados de aquaporinas 2 (AQP2) na membrana apical e, também, no núcleo, leva a formação de novas AQP2. As AQP3 e AQP4 estão na membrana basal. Além disso, o ADH aumenta a permeabilidade do TC à ureia por meio do sistema AMPc/PKA e está associado à fosforilação dos receptores UT-A1 e UT-A3 (transportadores de ureia), permitindo a difusão facilitada da ureia do TC para o interstício. • Ureia é responsável (40%) pela manutenção do gradiente hiperosmótico da medula renal. Vitória Alvarenga Quando a osmolaridade plasmática estiver aumentada ou o volume plasmático ou a pressão sanguínea estiverem reduzidos, é induzido o mecanismo da sede para repor o volume de água no organismo. CONTROLE DA OSMOLARIDADE OSMOLARIDADE PLASMÁTICA = número de partículas osmoticamente ativas de um soluto presentes em um litro de plasma (solvente). • Na+: 142 • K+: 4,2 • Ca2+: 1,3 • Mg+: 0,8 • Cl-: 106 • HCO3-: 24 • H2PO4-: 2 • Glicose: 5,6 • Ureia: 4,0 • Proteínas = 1,2 • Outras: 4,8 Cerca de 80% da osmolaridade plasmática é devido ao cloreto de sódio. O valor normal da pressão osmótica é de 5,44 mmHg. O controle da osmolaridade é realizado pelos níveis circulantes de aldosterona e do peptídeo natriurético atrial (ANP). A primeira promove uma maior reabsorção renal de sódio, enquanto a segunda promove a secreção renal de sódio. Portanto, elas possuem funções antagônicas. ALDOSTERONA É um hormônio esteroide, derivado do colesterol, da classe dos mineralocorticoideides, produzido pelas células da zona glomerulosa do córtex da adrenal. CONCENTRAÇÃO NORMAL: 5-8 ng% Ela é transportada em sua forma livre no plasma, ligada a proteínas. EFEITOS FISIOLÓGICOS: • Aumento da reabsorção renal de sódio (cloreto segue). • Aumento da reabsorção de água (osmose) • Aumento da secreção de potássio e de hidrogênio. ESTÍMULOS PARA MAIOR SECREÇÃO: níveis elevados de angiotensina II e III e de potássio (hipercalemia). A elevação de apenas 3mEq/L na concentração de potássio plasmático aumenta os níveis de aldosterona em cerca de 8-10 vezes. DEGRADAÇÃO: no fígado EXCREÇÃO: parte pela bile e parte pelos rins. A perda total de aldosterona (adrenalectomia) leva à severa depleção de sódio (hiponatremia) e aumento da concentração de potássio (hipercalemia), que levam o indivíduo ao óbito entre 3-15 dias. A aldosterona apresenta um efeito via o núcleo da célula tubular renal, formando as proteínas indutoras (ação genômica)e uma ação mais rápida (ação não genômica), aumentando a permeabilidade ao íon potássio para a sua secreção. Assim, por ser lipossolúvel, a aldosterona vai até o núcleo da célula tubular (via receptores específicos) e induz a formação de proteínas indutoras, que irão formar os canais para a reabsorção do sódio. As proteínas indutoras migram até a membrana apical e criam os canais de sódio, que difundem passivamente para a célula tubular e, depois, para os espaços intercelulares por meio de transporte ativo pela bomba de sódio-potássio ATPase. O K+ é secretado ativamente para o lúmen. O aparelho justaglomerulares é composto pelas células da mácula densa (no início do TCD, ao lado das arteríolas) e das células justaglomerulares. As variações no fluxo de sódio na mácula densa informam (de forma desconhecida) para as células justaglomerulares para produzirem a renina (enzima), que fica estocada em grânulos de secreção e são lançadas na circulação renal. FATORES QUE PERMITEM A SECREÇAO DE RENINA: • Pressão de perfusão: quando está reduzida, é detectada pela arteríola aferente (barorreceptores de alta pressão), induzindo a secreção de renina. • Ativação dos nervos simpáticos: o aumento do tônus do SNS na arteríola aferente e aumenta a secreção de renina. • Ação da mácula densa: quando a liberação de NaCl pela mácula densa é reduzida, ocorre o aumento da secreção de renina. A renina cliva a molécula de angiotensinogênio em angiotensina I sem efeitos fisiológicos. Logo, a enzima conversora de angiotensina (ECA), produzida nos pulmões e um pouco nos rins, transforma a angiotensina I em angiotensina II, com muitos efeitos fisiológicos. A angiotensina II aumenta discretamente a secreção de aldosterona. EFEITOS FISIOLÓGICOS DA ANGIOTENSINA II: - Estimulação de secreção de aldosterona das adrenais - Vasoconstrição arteriolar acentuada, aumentando a PA. - Estimulação da secreção do ADH - Indução do mecanismo central da sede - Aumento da reabsorção tubular renal de cloreto de sódio. ANP É um hormônio produzido pelas células atriais do coração, tendo meia vida de 2 a 4 minutos. Também pode ser chamado de cardionatrina ou ANF. Vitória Alvarenga ESTÍMULO PARA SECREÇÃO: expansão volêmica ou aumento da pressão sanguínea. Os barorreceptores de baixa pressão estao localizados nos átrios e no VD e respondem ao estiramento (enchimento cardíaco aumentado). FUNÇÕES: atuar na regulação da volemia, da osmolaridade e da PA, promovendo natriurese, diurese e perda de cloreto, sem grandes variações na osmolaridade. OBS: existe outra molécula semelhante, também produzida no VD, chamada de BNP (peptídeo natriurético cerebral), com vida média de 20 minutos. O efeito fisiológico do ANP e do BNP são os mesmos, mas o ANP é mais potente, apesar de menor concentração plasmática (40 pg/ml) em relação ao BNP (80 pg/ml). EFEITOS FISIOLÓGICOS: - Natriurese e diurese, reduzindo a reabsorção ativa de NaCl e a reabsorção de água no TC. - Vasodilatação da arteríola aferente e constrição a eferente, com elevação da TFG e da carga filtrada de sódio. - Inibição parcial da secreção de renina pelas células do aparelho justaglomerular. - Inibição parcial da secreção de angiotensina II (pela redução dos níveis de renina) - Inibição parcial da secreção de aldosterona pela adrenal. - Inibição parcial da secreção de ADH pela neurohipófise - Provável secreção de uma molécula pelos rins com efeitos semelhantes ao ANP, chamada de urodilatina. As ações renais do ANP se fazem por meio do mensageiro GMPc, que inibe os canais ativos de cátions na membrana apical da célula tubular por meio da redução da atividade da bomba de sódio e potássio, diminuindo a reabsorção ativa de sódio e aumentando a sua excreção. EFEITOS CIRCULATÓRIOS DO ANP: - Vasodilatação venosa e arterial - Inibição dos efeitos constritores da angiotensina II, catecolaminas e endotelina. EFEITOS SOBRE O SNC DO ANP: - Redução do tônus simpático periférico - Redução do reflexo da sede no hipotálamo - Redução da secreção de ADH pela neurohipófise. MECANISMO DA SEDE SEDE = sensação consciente do indivíduo para buscar a reposição de líquidos no organismo. Este mecanismo ocorre quando há elevação da osmolaridade plasmática (principal), redução volêmica ou pressórica (exemplos: hemorragia ou transpiração excessiva), aspectos sociais e culturais (exemplo: beber numa festa) ou por alguma doença que afete a função renal (ex: diabetes insipidus). Uma elevação da osmolaridade plasmática de apenas 2 a 3% desencadeia forte sensação de sede, porém, para a mesma intensidade de sensação de sede, a volemia ou pressão arterial pode reduzir de 10-15%. O limiar da sede se inicia entorno de 294 mOsm/L e se torna intenso ao redor de 310 mOsm/L. Em um mecanismo de sede normal e livre acesso à água, a osmolaridade é mantida constante, apesar de Vitória Alvarenga poder existir grandes variações nos mecanismos de formação da urina concentrada. Em uma pessoa com diabetes insipidus, a ingesta e a excreção de água pode ser até superior a 10 L/dia, sem alterar a osmolaridade plasmática (por isso polidipsia e poliúria). Os osmoceptores estão localizados no órgão vascular da lâmina terminal (OVLT) e no órgão subfornical (OSF) localizados no hipotálamo. Eles recebem influencias dos receptores de alta e baixa pressão (volemia), dos receptores da orofaringe e do TGI (umidificação das mucosas), níveis de angiotensina II (importante) e ADH, influências do hipotálamo (térmicas e límbicas) e do córtex cerebral (conscientes ou não). Os osmoceptores localizados no órgão vascular da lâmina terminal (OVLT) detectam variação da concentração de sódio, pois a infusão de uma solução hipertônica de cloreto de sódio em animais gera antidiurese, mas a infusão de solução hipertônica de sacarose (ou ureia) suprime esta resposta. A desidratação destes receptores gera potenciais de ação que atingem os núcleos supra-óptico e paraventricular (muito próximos) e estes desencadeiam potenciais de ação para a secreção de ADH da neurohipófise e a sede. O ato de beber água gera impulsos nervosos aferente de origem na orofaringe, que suprime temporariamente a sensação da sede, mesmo antes da absorção do TGI e das correções da osmolaridade e volemia plasmáticas. A ingestão de água também é influenciada por fatores sociais e culturais. DOENÇAS NEFRÓTICAS GLOMERULONEFRITE É uma inflamação e dano nos capilares glomerulares. A glomerulonefrite comeca̧ com acuḿulo de complexos antígeno-anticorpos na membrana das ceĺulas glomerulares, com formaca̧õ lenta de processo inflamatoŕio, espessamento da membrana capilar, invasaõ de tecido fibroso, com reduca̧õ acentuada da filtraca̧õ glomerular (reduca̧õ do kf) que evolui para a incapacidade de haver a filtraca̧õ glomerular, apresenta proteinuria, hematuŕia e edema de extremidades. As causas principais saõ infecçoẽs (virais ou por estreptococo), doenca̧s vasculares e autoimunes. O tratamento depende da causa primaŕia e inclui correca̧õ da hipertensaõ, administraca̧õ de antibiot́icos, corticosteroides e imunossupressores. PIELONEFRITE E ́ uma inflamaca̧õ do rim, em geral causada por bacteŕias, como a escherichia coli e enterobacter. Os sintomas saõ febre, naúseas, ardor ao urinar, podendo evoluir para insuficien̂cia renal e sepse. Os principais fatores de risco são as infeccõ̧es recorrentes do trato urinaŕio, relacõ̧es sexuais de risco e obstruçaõ do ureter; acomete mais mulheres que homens. O tratamento envolve a administracã̧o de antibiot́icos, a ciprofloxacina e, se associado a cálculos renais, uma intervenca̧õ ciruŕgica pode ser necessária. SÍNDROME NEFRÓTICA Tambeḿ chamada de nefrose, e ́ uma patologia renal que se caracteriza por elevaçaõ acentuada da permeabilidade capilar glomerular que implica em perda significante de proteínas (proteinuŕia) que desencadeia hipoproteinemia, edemas,ascite, urina turva e sensacã̧o de cansaço. As principais causas podem ser a glomeruloesclerose, nefropatia membranosa, luṕus, presenca̧ de lesaõ do glomeŕulo renal, hepatite B, drogas e can̂cer. O tratamento foca a origem da doença, como a hipertensão, diabetes ou acidentes tromboembólicos e não ha ́ medicacã̧o específica. DIABETES INSIPIDUS Tambeḿ grafado como insipitus (do latim), e ́ uma doença caracterizada pela reducã̧o acentuada na secreçaõ de ADH pela neurohipof́ise ou resisten̂cia dos receptores do ADH nos TCD e TC renais. A Diabetes Insipido (DI) pode ser classificada em 4 tipos: DIC, DIN, DIG, DI polidipsia. O diagnóstico da Diabetes Insipido e ́ em funcã̧o dos níveis circulantes de ADH com restricã̧o da ingesta de água, do volume e osmolaridade plasmática (diurese), ao volume de aǵua ingerido (dispepsia) e a urina não apresentar molećulas de glicose (sem glicosuŕia). O tratamento se faz com a administracã̧o de doses de desmopressina (um análogo sintet́ico do ADH). INSUFICIÊNCIA RENAL Pode ser classificada em Insuficien̂cia Renal Aguda (IRA) ou crônica (IRC), quando os rins deixam de funcionar ou reduzem sua eficien̂cia, apresentando reducã̧o da TFG e acuḿulo de metabólitos no sangue. As causas mais comuns da IRA são a redução da pressão arterial, bloqueio do trato urinaŕio e síndrome hemolítica-urem̂ica. As causas da IRC são a hipertensaõ arterial, nefropatia diabet́ica, síndrome nefrot́ica e doenca̧ renal policística. Os sintomas característicos saõ a antidiurese acentuada, edema, naúseas e vom̂itos, fadiga e uremia. O tratamento, na Vitória Alvarenga fase aguda, inclui hemodiaĺise ou diaĺise peritoneal e ate ́transplante renal; na fase cron̂ica inclui diuret́icos, antibiot́icos (para prevenir infecco̧ẽs), restriçaõ alimentar (sod́io e potaśsio) e de líquidos. DOENÇA RENAL POLICÍSTICA Tambeḿ denominada de síndrome renal policística e ́ uma doenca̧ genet́ica que afeta os rins, e ́hereditaŕia (mutaco̧ẽs nos genes PKD1) que leva a formaçaõ de vaŕios cistos (tumor benigno com crescimento lento e indolor). Manifesta-se com alteraco̧ẽs da funca̧õ renal, e ́ uma doenca̧ sistem̂ica que pode acometer outros oŕgaõs (fígado e pan̂creas). Esta relacionado à imunidade do paciente e os leucoćitos contribuem para a lesaõ tecidual, devido a ̀ produca̧õ de mediadores inflamatoŕios e relacionam-se com os genes dos receptores de citocinas. Os sintomas saõ a hipertensaõ arterial, cansaco̧, dor lombar, hematuŕia e infecco̧ẽs do trato urinaŕio. O diagnośtico e ́feito por ultrassom e naõ ha ́tratamento específico para a doenca̧, so ́a reduca̧õ dos sintomas. NEFRITE INTERSTICIAL E ́caracterizada por uma inflamaca̧õ renal com lesaõ nos tub́ulos renais e no tecido intersticial. Seu aparecimento deve-se a uma reaca̧õ imunoloǵica a um faŕmaco, neoplasia, doenca̧ autoimune ou alteraçaõ metaboĺica. As principais causas saõ por quimioterápicos, infecco̧ẽs renais (bacteriana, viral ou fuńgicas), nefropatia idiopat́ica e principalmente reaçaõ imunoloǵica a certos faŕmacos (penicilina, ampicilina, sulfa, analgeśicos e anti-inflamatoŕios naõ esteroides). Os sintomas incluem proteinuria, leucocituŕia, hematuŕia, febre, dor lombar e nas articulacõ̧es e micca̧õ frequente. O tratamento deve ter correcõ̧es da dieta, descontinuar o faŕmaco que levou a ̀ reaçaõ imunoloǵica e o uso de antibiot́icos (contra infeccõ̧es) e anti-inflamatoŕios naõ esteroides. SÍNDROME DE LIDDLE É um distuŕbio hereditaŕio raro, com mutaco̧ẽs nos genes SCNN1B e SCNN1G, nos quais os tub́ulos renais (TC) excretam muito potaśsio, mas reabsorve muito sod́io e aǵua, de forma semelhante ao hiperaldosteronismo. Esta aumentada a atividade dos canais de sod́io, levando a um quadro hipertensivo. Os sintomas incluem hipertensão, retencã̧o de líquidos, alcalose do tipo metaboĺica e hipopotassemia. O tratamento se faz com a utilizacã̧o de diuret́icos poupadores de potássio, como a amilorida.
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