quarta-feira, 27 de novembro de 2013

Fisiologia Renal

Sistema Renal


O Sistema renal é formado por dois órgãos denominados de rins, os quais realizam a maior parte das funções de excreção, filtrando o sangue e recolhendo deste os resíduos metabólicos de todas as células do nosso corpo. Este órgão é dotado de um sistema de tubos condutores do produto final deste filtrado, que é a urina, a qual chamamos de vias urinárias, que são compostas por: pelve renal, ureteres, bexiga urinária e uretra. A urina produzida pelos rins, é o veículo no qual este aparelho. controla a eliminação de água, sais minerais, íons, resíduos, metabólicos, enfim, substâncias que em excesso causam um desequilíbrio fisiológico em nosso organismo.

Anatomia fisiológica dos Rins


Figura: Página 309 - Fisiologia - Guyton - 

Os dois rins situam-se na parede posterior do abdome, fora da cavidade peritoneal. Cada rim de um ser humano adulto pesa cerca de 150 gramas e tem o tamanho aproximado de uma mão fechada. O lado medial de cada ruim contém uma região chamada de Hilo. Pelo Hilo passam a artéria e veia renais, vasos linfáticos, suprimento nervoso e o ureter, que carreia urina do ruim a bexiga.
Na bexiga, a urina é armazenada e periodicamente eliminada do corpo. O ruim é circundado por uma cápsula resistente que projete as estruturas internas, que são mais delicadas.

A disseção longitudinal completa de um ruim permite a visão de duas principais regiões:
Uma mais externa, o córtex, e uma interna, conhecida como medula. A medula é dividida em múltiplas massas teciduais como o formato em cones denominados pirâmides renais.
A base de cada pirâmide origina-se no limite entre as regiões cortical e medular e termina na papila, que se projeta para o espaço da pelve renal, que é uma estrutura em formato de funil que continua com a extremidade superior do ureter. A borda externa da pelve é divida em estruturas de fundo cego chamadas de cálices maiores, que se dividem em cálices menores, os quais coletam a urina dos túbulos de cada papila. As paredes dos cálices, pelve e ureter contém elementos contráteis que se propelem a urina em direção a bexiga, onde é armazenado até que seja eliminada pela micção.

Função do Rim


Figura: Página 309 - Fisiologia - Guyton - 

Os rins realizam suas funções mais importantes pela filtração do plasma e posterior remoção de substâncias do filtrado em taxas variáveis dependendo das necessidades do corpo. Portanto, os rins ‘‘limpam’’ as substâncias indesejáveis do filtrado e(Portanto do sangue) por excretá-los através da urina, enquanto devolve as substâncias que são necessárias à corrente sanguínea.
1- Excreção de produtos indesejáveis do metabolismo e de substâncias químicas estranhas.
2- Regulação do equilíbrio de água e eletrólitos.
3- Regulação da osmolalidade dos líquidos corporais e da concentração de eletrólitos.
4- Regulação da pressão arterial.
5- Regulação do equilíbrio ácido-base.
6- Secreção, metabolismo e excreção de hormônios.
7- Gliconeogênese.

O néfron e a Unidade Funcional do Rim


Figura: Página 310 - Fisiologia - Guyton - 

Cada ruim contém cerca de um milhão de néfrons. Cada um deles capaz de formar urina. O ruim não pode regenerar novos néfrons. Portanto, com a lesão renal, doença ou envelhecimento, há um gradual declínio no número de néfrons. Após os 40 anos de idade, o número de néfrons funcionais geralmente diminui cerca de 10% a cada 10 anos; assim, com 80 anos muitas pessoas têm 40% a menos de néfrons funcionais em comparação com a idade de 40 anos. Essa perda não põe risco à vida porque alterações adaptativas nos néfrons remanescentes os permitem excretar a quantidade apropriada de água, eletrólitos e produtos residuais.
Cada néfron contêm (1) um grupo de capilares glomerulares chamado glomérulo, pelos quais grandes quantidades de líquido são filtradas do sangue, e (2) um longo túbulo, no qual o líquido filtrado é convertido em urina no trajeto para a pelve renal.

O glomérulo contém uma rede de capilares que se unificam e se anastomosam e que, comparados com outros capilares, têm uma pressão hidrostática alta ( cerca de 60mmHg).

Os capilares glomerulares são cobertos por células epiteliais, e todo glomérulo está envolvido pela cápsula de Bowman. O líquido filtrado dos capilares glomerulares flui para o interior da cápsula de Bowman e dai para o interior túbulo proximal, que se situa na zona cortical renal.
A partir do túbulo proximal, o líquido flui para o interior da alça de Henle, a qual mergulha no interior da medula renal. Cada alça consiste em um ramo descendente e um ascendente. As paredes do ramo descentes e da parte inferior do ramo ascendente são muito finas e, portanto são denominadas de segmento fino da alça de Henle. Após a porção ascendente da alça ter retornado parcialmente de volta ao córtex, as paredes tornam-se mais espessas e são denominadas segmento espesso do ramo ascendente.

No final do segmento espesso do ramo ascendente está em segmento curto, que na realidade é uma placa na parede do túbulo, conhecida como mácula densa. Mácula densa tem um papel importante no controle da função do néfron. Depois da mácula densa, o liquido entra no túbulo distal, que, como o túbulo proximal, situa-se no córtex renal. Este é seguido pelo túbulo conector e o túbulo coletor cortical , que levam ao ducto coletor cortical. 
As partes iniciais de oito a dez ductos coletores corticais juntam-se para formar um único ducto coletor maior que se dirige para medula e forma o ducto coletor medular. Os ductos coletores se unem para formar ductos progressivamente
maiores que se esvaziam na pelve através das extremidades das papilas renais. Em cada rim, há cerca de 250 grandes ductos coletores, cada um dos quais coletam urina de aproximadamente 4000 néfrons.

Diferenças regionais na estrutura do néfron: Néfrons corticais e justamedulares.

Embora cada néfron tenha todos os compomentes descritos anteriormente, há algumas diferenças dependendo de quão profundos os néfrons se situam no interior do parênquima renal. Os néfrons que têm os glomérulos localizados na zona cortical externas são chamadas de néfrons corticais; eles têm alças de Henle curtas que penetram apenas em uma pequena extensão no interior da medula.

Cerca de 20 a 30% dos néfrons têm glomérulos mais profundos, no córtex renal, perto da medula, e são chamados de néfrons justamedulares. Estes néfrons têm longas alças de Henle que mergulham profundamente no interior da medula, em direção ás papilas renais.

As estruturas vasculares que suprem os néfrons justamedulares também diferem daqueles que suprem os néfrons corticais. Para os néfrons corticais, todo o sistema tubular é envolvido por uma extensa malha de capilares peritubulare. Para os néfrons justamedulares longas arteríolas eferentes estendem-se dos glomérulos para a região externa da medula e então se dividem em capilares peritubulares especializados denominados vasa recta, que se se estendem para o interior da medula, acompanhado paralelamente as alças de Henle. Assim como a alça de Henle, os vasa recta retornam para a zona cortical e esvaziam-se nas veias corticais. Essa rede especializada de capilares na medula tem papel importante na formação de uma urina concentrada.

FUNÇÃO DO NÉFRON

A função básica do néfron é a de limpar, ou ‘‘aclarar’’ (ou ‘‘depurar’’) o plama sanguíneo, dele retirando as substâncias indesejáveis durante sua passagem pelo ruim, ao mesmo tempo em que retêm no sangue todas as substâncias que ainda são necessárias ao corpo.
Por exemplo, os produtos finais do metabolismo, como especialmente, a uréia e a creatinina, são retirados do sangue. E os íons sódio, os íons de cloreto e outros íons são também eliminados quando presentes no sangue em quantidades excessivas.

O néfron depura o plasma das substâncias indesejáveis por dois mecanismos distintos:

1-Filtra grande quantidade de plasma, em condições normais, de cerca de 125 ml por minuto, através das membranas glomerulares do próprio néfron. Então, conforme esse líquido filtrado flui ao longo dos túbulos, as substâncias indesejáveis não são reabsorvidas, sendo assim eliminadas pela urina, enquanto substâncias necessárias são seletivamente reabsorvidas para os plasma. 
(2) algumas substâncias são depuradas pelo processo de secreção. Isto é, as paredes dos túbulos removem, por processos ativos, substâncias do sangue para secreta-las para o interior dos túbulos.

Micção

Figura: Página 311 - Fisiologia - Guyton - 

O termo micção define o esvaziamento da bexiga urinária da urina nela contida. Entretanto, antes que isso possa acontecer, a urina deve ser transportada do rim até a própria bexiga.

Transporte da Urina para a Bexiga.

A urina formada em cada um dos rins é coletada, inicialmente na pelve de cada rim. Passando ao longo do ureter, para a bexiga urinária, como representado na figura abaixo. A passage da urina pelo ureter é causada por peristaltismo, que é uma contração intermitente, semelhante a uma onda, com origem na pelve renal e que se propaga pelo ureter até a bexiga.
Essa contração empurra a urina é transportada da pelve à bexiga em menos de 30 segundos.

Ocasionalmente, infecções graves ou anormalidades congênitas destroem a capacidade de contração da parede ureteral. Como resultado, a urina passa a se acumular na pelve, fazendo com que fiquei distendida e provocando infecção que pode passar para o próprio rim. De igual modo, a estagnação da urina pode causar a precipitação de substâncias cristalinas, as mais comuns sendo diversos sais de cálcio e esses precipitados podem formar, eventualmente grandes cálculos, ou pedras do rim, capazes de ocupar total ou parcialmente todo o espaço da pelve renal. Por outro lado, esses cálculos podem provocar dores muito intensas e impedindo adicionais ao fluxo da urina.

Armazenamento da Urina na Bexiga

A bexiga urinária é um órgão de depósitos ou de armazenamento, impedindo o gotejar contínuo da urina. Até que fiquei com volume de 200 a 400 ml, sua pressão interna não fica muito aumentada. Isso resulta da capacidade da parede vesical, formada por músculo liso, de ser estirada de forma muito extensa, sem que isso produza tensão significativa nesse músculo.

Entretanto, quando a bexiga está cheia com mais de 200 a 400 ml de urina, a pressão começa aumentar, atingindo, por vezes, valores da ordem de 40 mm Hg, quando a bexiga contém 600 a 700 ml.

A Formação da Urina Resulta da Filtração Glomerular

Figura: Página 314 - Fisiologia - Guyton - 

As taxas com que as diferentes substâncias são excretadas na urina representam a soma de três processos renais.

(1) Filtração glomerular,
(2)Reabsorção de Substâncias dos túbulos renais para o sangue e
(3) Secreção de substâncias para os túbulos renais.
Matematicamente isto pode ser expresso por:
Ø Taxa de excreção urinária = Taxa de filtração Ø Taxa de reabsorção + Taxa de secreção
A formação da urina começa quando uma grande quantidade de liquid praticamente sem proteínas é filtrado dos capilares glomerulares para o interior da cápsula de Bowman. A maior parte das substâncias do plasma, exceto as proteínas, é livremente filtrada, de forma que a concentração dessas substância no filtrado glomerular da cápsula de Bowman é a mesma do plasma.
Conforme o líquido filtrado sai da cápsula de Bowman e flui nos túbulos, ele é modificado pela reabsorção de água e solutos específicos de volta para os capilares peritubulares ou pela secreção de outras substâncias dos capilares peritubulares para os túbulos.

Filtração Glomerular.


Figura: Página 315 - Fisiologia - Guyton - 

A maior parte, 99%, do filtrado glomerular reabsorvido nos túbulos. Apenas em torno de 0,9%vira urina. Parte da urina é originada por secreção tubular.O processo de filtração permite a passagem de moléculas com até o diâmetro da molécula de albumina (que é bem grande). O filtrado glomerular corresponde ao plasma livre de proteínas, pois todas são grandes como a albumina, não passando pelas fenestras (poros). Se houver uma infeção renal há uma maior dilatação dos capilares, abrindo mais as fenetras, permitindo a passagem de moléculas maiores, pois aumentam a permeabilidade. Se num exame de urina for verificada a presença de albumina é porque há uma infeção.

PF=PH (PO + PC)
PF- Pressão de filtração;
PH- Pressão hidrostática do sangue;
PO- Pressão osmótica;
PC-Pressão capsular (a pressão causada pela resistência que o líquido sofre ao descer pelos túbulos)

No inicio do glomérulo, na arteríola aferente, a PO é baixa e a PH é alta. Conforme vai ocorrendo a filtração, a PH vai baixando e a PO aumentando, fazendo com que o sangue que sai pela arteríola eferente tenha alta PO. Isso faz com que ele (o sangue) tenha alta capacidade de reabsorção das substâncias dos túbulos renais. A pressão sanguínea é extremamente importante para a filtração do sangue nos rins. Quando essa pressão está baixa, diminui a filtração do sangue, aumentando a taxa de ureia, intoxicando o animal. Existem alguns mecanismos internos que mantém a filtração e fluxo plasmático renal, independente da pressão sanguínea dentro de certos limites.
Existem algumas substâncias que são fruto apenas de filtração glomerular (inulina, creatinina- produzida pelo próprio organismo), ou seja o único processo que sofrem no rim é a filtração, outras substâncias com essa característica são o paraminohipurato e diodrast, mas são totalmente removidas do organismo numa só passagem pelo rim (estão presentes na artéria renal mas ausentes na veia renal).

Provas de função renal- Depuração renal (Clearance). O clearance é o volume de plasma depurado por minuto para excretar certa substância do organismo, pela urina, por minuto.
Por exemplo: uma substância encontrada em 1mg/ml do plasma, aparece com 5mg/ml em cada 0,5ml/min de urina que é produzida pelo animal:
P – Concentração Plasmática – 1mg/ml V – Volume de Urina – 0,5ml/min
U – Concentração Urinária – 5 mg/ ml O clearance é:

C = U x V/ P = 2,5ml/min
Como a inulina só sofre filtração, o volume de plasma depurado será o mesmo que o excretado dela, ou seja, o clearance da inulina é igual a taxa de filtração glomerular (quando de filtrado glomerular está sendo filtrado por minuto). Da mesma forma, o clearance da paraminohipurato é igual ao fluxo do rim plasmático renal.

O rim é um dos órgãos mais vascularizados do organismo e é capaz de alterar a composição química do organismo em poucos minutos (alterar o pH provovando acidose ou alcalose, (Alterar os níveis de potássio ou sódio, etc.). Quando maior a capacidade de concentração de urina do animal, menor a necessidade de ingestão de água. Isso se mede pelo ponto de congelamento da urina. Quanto mais solutos na urina, menor o ponto de congelamento dela (Mais baixo é o grau), pois está mais concentrada.

Processo de Reabsorção Tubular

Após o filtrado glomerular entrar nos túbulos renais, ele flui através de porções sucessivas do túbulo proximal, alça de Henle, túbulo distal, túbulo coletor e, finalmente, ducto coletor-antes de ser excretado como urina. Al longo desse curso, algumas substâncias são rebsorvidas seletivamente dos túbulos de volta para o sangue, enquanto outras são excretadas do sangue para o lúmen tubular. Por fim, a urina total formada representa a soma de três processos renais básicos- filtração glomerular, reabsorção tubular e secreção tubular-como segue:
Excreção urinária = Filtração glomerular – Reabsorção tubular + Secreção tubular para muitas substâncias , a reabsorção tem o papel bem mais importante do que o da secreção na determinação da taxa final de excreção urinária. No entanto, a secreção é responsável por quantidades significativas de íons potássio, íons hidrogênio e de outras poucas substâncias que aparecem na urina.

A Reabsorção Tubular é Seletiva e Quantitativamente Grande.

A reabsorção de solutos ocorre através de mecanismos de transporte, que podem ser:
1- Transporte Ativo – ocorre gasto de energia. A substância que a célula precisa captar, ou expulsar, terá que se mover na direção contrária a do equilíbrio eletroquímico da célula com o meio externo. Ou seja, contra o gradiente de concentração. Para isso precisa de energia de uma proteína usada que transport (carreador). Pode ser Uniporte, carreador que transporta apenas uma substância,ou contratransporte, carreador que transporta mais de uma substância.
2- Difusão Passiva – não há gasto de energia. A passagem de substância se dá espontaneamente, por diferença eletroquímica entre o meio externo e interno da célula. A substância se move do meio onde o potencial eletroquímico está alto para o de baixo potencial. A difusão cessa quando essa diferença eletroquímica é nula.
Existem dois tipos de contratransporte:
Ø Simporte - tipo de contratransporte onde as substâncias são transportadas no mesmo sentido.

Exemplos:

1. Sódio + Cloro – Túbulo contorcido proximal (que absorve 65% do filtrado glomerular- possui microvilosidades);
2. Sódio + Potássio + 2 Cloro – (importantíssimo para o organismo reter água) ramo ascendente da alça de Henle;
3. Sódio + Glicose – Túbulo contorcido proximal;
4. Sódio + aminoácidos – Túbulos contorcidos proximais e distais.
Ø Antiporte – tipo de contratrasnporte onde as substâncias são transportadas em sentido contrário, ou seja, enquanto uma é secretada a outra é absorvia. Ex :
1. Sódio x Hidrogênio – (importante para a manutenção do equilíbrio ácido- base) Túbulos contorcidos proximais e distais.
2. Sódio x Potássio – Túbulo contorcido distal. Em todos os túbulos renais há absorção de sódio. Essa absorção se dá com o sódio ligado a glicose a aminoácidos, a cloretos, pelo simporte Na(+)K(+)2CL ou pelas trocas (Antiporte) Na(+) x H(+) ou na Na(+) K(+). As células dos túbulos contorcidos distais possuem duas faces; a face voltada para a luz do túbulo e a voltada
para o interstício. A que está voltada para o interstício possui um mecanismo ligado a sódio-potássio-ATPase que excreta sódio e capta potássio.
Isso se faz com que falte sódio no interior da célula. Na face voltada para a luz, há canais de sódio que se abre para captação do sódio, quando há pouca quantidade dele na célula, e eliminam potássio. Esse mecanismo facilita a absorção de sódio. O sódio é importantíssimo, pois é ele quem retém a água no organismo. Sem sódio o animal desidrata. Por isso a hidratação de um animal deve ser feita com água associada com sódio (soro fisiológico).
Todo potássio que aparece na urina é fruto de secreção tubular. Esse controle é importante, pois o aumento brusco de potássio pode causar parada cardíaca.
A reabsorção de água nos túbulos é isosmótica. Outro fator que favorece a reabsorção é a diferença de pressão osmótica nos capilares (artéria eferente).

Secreção Tubular

As substâncias orgânicas (ácidos e bases) são secretadas, no túbulo contorcido distal, através de um mecanismo que a s transformam em aniotentes (radical de um ácido) e cationte (radical de um ácido) e cationtes (radical de uma de uma base). Esse mecanismo é extremamente eficiente chegando a excretar mais que a filtração. Não possui especificidade.
Por exemplo: a penicilina é um ácido orgânico excretado pela urina por este mecanismo. Se quiser mantê-la por mais tempo no organismo, deve-se ministra-la junto com outro ácido orgânico para que compita com ela na excreção (seriam dois ácidos a serem excretados e não apenas um).

O sistema renina-angiotensina aldosterona

O sistema renina-angiotensina é o responsável pela resposta corporal a situações de baixa no volume de sangue e na pressão, fatores que acarretam a diminuição da circulação de sangue nos rins e a consequente ativação do sistema. Simplificadamente o que ocorre é: os rins liberam renina, que atuará na transformação de angiotensinogênio em angiotensina I, ativando-a; a angiotensina I é então transformada em angiotensina II, que atuará aumentando a secreção de aldosterona. Dessa forma se tem um aumento na reabsorção de sódio e água, que acarretará o aumento no volume sanguíneo E na pressão.

A regulação da secreção de aldosterona se dá principalmente pela concentração sanguínea de potássio e pela ativação do sistema renina- Angiotensina. A angiotensina faz com que os rins retenham água e sal de duas maneiras diferentes: atuando diretamente sobre os rins nessa retenção ou faz com que as Glândulas adrenais secretem aldosterona, e a aldosterona, por sua vez, aumenta a Reabsorção de sal e água pelos túbulos renais.
A concentração sanguínea de sódio tem pouco efeito sobre a secreção deste mineralocorticoide – quando se encontra aumentada a secreção d aldosterona é reduzida um pouco. A secreção de aldosterona é aumentada quando se tem uma alta concentração de potássio, na tentativa de aumentar sua eliminação, e quando o sistema renina-angiotensina é ativado, na tentativa de aumentar a pressão arterial e o volume sanguíneo. Já as o ACTH(Hormônio Adenocorticotrófico) é necessário para que haja produção de aldosterona, mas não exerce atividade reguladora da sua secreção.

Bibliografia Textual e Imagens:

Guyton, A.; HALL, J. Tratado de Fisiologia Médica, 11a ed. Elsevier, 2006. Fisiologia 
Humana/ Guyton /Sexta Edição. Arthur C.; HALL, John E.

JUNQUEIRA, Luiz C.; CARNEIRO, José. Histologia Básica. 11 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008.

Componentes:

Ariadine
Gloracy
Iara de Sousa 

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