Resumen capítulo 27 guyton | Resumos Fisiologia Humana

Bruno Hollanda 2009.2 RESUMO FISIOLOGIA (GUYTON)Cap. 27

Formação de Urina pelos Rins – Processamento Tubular do Filtrado Glomerular

I- Reabsorção e Secreção pelos Túbulos Renais:

Após o filtrado glomerular entrar nos túbulos renais, ele flui através de porções sucessivas antes

de ser excretado como urina. Ao longo desse curso, algumas substâncias são reabsorvidas

seletivamente dos túbulos de volta para o sangue, enquanto outras são secretadas do sangue para

o lúmen tubular. Para muitas substâncias, a reabsorção tem um 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.

Os processos de filtração glomerular e reabsorção tubular são quantitativamente muito

superiores em relação à excreção urinária para muitas substâncias. Diferentemente da filtração

glomerulares, que é relativamente não seletiva, a reabsorção tubular é altamente seletiva.

1) Mecanismos de Reabsorção Tubular:

A reabsorção tubular inclui mecanismos ativos e passivos. Para que uma substância seja

reabsorvida, ela deve primeiro ser transportada (1) através das membranas epiteliais tubulares

para o líquido intersticial renal e, posteriormente, retorna ao sangue (2) através da membrana dos

capilares peritubulares. Água e solutos podem ser transportado por via transcelular, através das

próprias membranas celulares, ou por via paracelular, através de espaços juncionais entre as

células. A seguir, são transportadas do interstício renal para o sangue através das paredes dos

capilares peritubulares por ultrafiltração (bulk flow), que é mediada por forças hidrostáticas e

coloidosmóticas.

Um exemplo de transporte ativo primário é a reabsorção de sódio através da bomba de sódio-

potássio, que obtêm energia pela hidrólise do ATP. Essa reabsorção ocorre em todas as porções

do túbulo, principalmente na porção proximal.

A difusão facilitada, um exemplo de transporte passivo, é descrita também pela reabsorção de

sódio, mediada por proteínas transportadoras. Estas mesmas proteínas transportadoras são

importantes no processo de transporte ativo secundário, onde se ligam à substâncias como

glicose ou aminoácidos e utilizam a energia liberada pela difusão facilitada do sódio a favor do seu

gradiente eletroquímico, para irem contra o seu gradiente, para dentro da célula.

A água é sempre reabsorvida por um mecanismo passivo, denominado osmose, principalmente

pela devido à reabsorção de sódio, que aumenta a concentração no plasma, “puxando” a água.

Algumas substâncias são secretadas nos túbulos por transporte ativo secundário, que envolve

frequentemente o contratransporte da substância com íons sódio. Um exemplo é o

contratransporte de íons hidrogênio, que se movem através da membrana luminal, para dentro do

túbulo.

Certas porções do túbulo, especialmente o túbulo proximal, reabsorvem moléculas grandes como

proteínas por pinocitose, onde a proteína se adere à borda em escova da membrana luminal e

esta porção invagina-se para o interior da célula e seja formada uma vesícula contendo tal

proteína. Uma vez dentro da célula, a proteína é digerida e seus aminoácidos constituintes são

reabsorvidos através da membrana basolateral para dentro do líquido intersticial.. Como a

pinocitose requer energia, ela é considerada uma forma de transporte ativo.

Para a maioria das substâncias que são reabsorvidas ou secretadas ativamente, há um limite

para a taxa na qual o soluto pode ser transportado, denominado transporte máximo. Esse limite é

devido à saturação dos sistemas específicos, quando a quantidade de soluto excede a capacidade

das proteínas transportadoras e de enzimas envolvidas no processo. Um bom exemplo é o sistema

de transporte de glicose no túbulo proximal; em casos de diabetes melito, o sangue fica muito

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Formação de Urina pelos Rins – Processamento Tubular do Filtrado Glomerular I- Reabsorção e Secreção pelos Túbulos Renais: Após o filtrado glomerular entrar nos túbulos renais, ele flui através de porções sucessivas antes de ser excretado como urina. Ao longo desse curso, algumas substâncias são reabsorvidas seletivamente dos túbulos de volta para o sangue, enquanto outras são secretadas do sangue para o lúmen tubular. Para muitas substâncias, a reabsorção tem um 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. Os processos de filtração glomerular e reabsorção tubular são quantitativamente muito superiores em relação à excreção urinária para muitas substâncias. Diferentemente da filtração glomerulares, que é relativamente não seletiva, a reabsorção tubular é altamente seletiva.

Mecanismos de Reabsorção Tubular: A reabsorção tubular inclui mecanismos ativos e passivos. Para que uma substância seja reabsorvida, ela deve primeiro ser transportada (1) através das membranas epiteliais tubulares para o líquido intersticial renal e, posteriormente, retorna ao sangue (2) através da membrana dos capilares peritubulares. Água e solutos podem ser transportado por via transcelular , através das próprias membranas celulares, ou por via paracelular , através de espaços juncionais entre as células. A seguir, são transportadas do interstício renal para o sangue através das paredes dos capilares peritubulares por ultrafiltração ( bulk flow ), que é mediada por forças hidrostáticas e coloidosmóticas. Um exemplo de transporte ativo primário é a reabsorção de sódio através da bomba de sódio- potássio, que obtêm energia pela hidrólise do ATP. Essa reabsorção ocorre em todas as porções do túbulo, principalmente na porção proximal. A difusão facilitada , um exemplo de transporte passivo, é descrita também pela reabsorção de sódio, mediada por proteínas transportadoras. Estas mesmas proteínas transportadoras são importantes no processo de transporte ativo secundário , onde se ligam à substâncias como glicose ou aminoácidos e utilizam a energia liberada pela difusão facilitada do sódio a favor do seu gradiente eletroquímico, para irem contra o seu gradiente, para dentro da célula. A água é sempre reabsorvida por um mecanismo passivo, denominado osmose , principalmente pela devido à reabsorção de sódio, que aumenta a concentração no plasma, “puxando” a água. Algumas substâncias são secretadas nos túbulos por transporte ativo secundário, que envolve frequentemente o contratransporte da substância com íons sódio. Um exemplo é o contratransporte de íons hidrogênio, que se movem através da membrana luminal, para dentro do túbulo. Certas porções do túbulo, especialmente o túbulo proximal, reabsorvem moléculas grandes como proteínas por pinocitose , onde a proteína se adere à borda em escova da membrana luminal e esta porção invagina-se para o interior da célula e seja formada uma vesícula contendo tal proteína. Uma vez dentro da célula, a proteína é digerida e seus aminoácidos constituintes são reabsorvidos através da membrana basolateral para dentro do líquido intersticial.. Como a pinocitose requer energia, ela é considerada uma forma de transporte ativo. Para a maioria das substâncias que são reabsorvidas ou secretadas ativamente, há um limite para a taxa na qual o soluto pode ser transportado, denominado transporte máximo. Esse limite é devido à saturação dos sistemas específicos, quando a quantidade de soluto excede a capacidade das proteínas transportadoras e de enzimas envolvidas no processo. Um bom exemplo é o sistema de transporte de glicose no túbulo proximal; em casos de diabetes melito , o sangue fica muito

concentrado de glicose e esta excede o transporte máximo, não sendo completamente reabsorvida, como em condições normais, o que causa a excreção urinária de glicose. Substâncias que são reabsorvidas passivamente não apresentam um transporte máximo, pois sua taxa de transporte é determinada por outros fatores, como (1) o gradiente eletroquímico, (2) a permeabilidade da membrana e (3) o tempo que o líquido que contém a substância permanece dentro do túbulo. O transporte deste tipo é denominado transporte gradiente-tempo , por que a taxa de transporte depende do gradiente eletroquímico e do tempo que a substância está no túbulo, o qual, por sua vez, depende da taxa de fluxo tubular. II- Reabsorção e Secreção ao Longo de Diferentes Porções do Néfron:

Reabsorção Tubular Proximal: O túbulo proximal possui uma capacidade muito grande de reabsorção. Isto decorre de suas características celulares, pois estas apresentam metabolismo elevado e um grande número de mitocôndrias. Além disso, as células possuem uma borda em escova muito extensa, aumentando a superficie de contato e, junto a isso, um extenso labirinto de canais intercelulares e basais. A extensa superfície de membrana da borda em escova é carregada com moléculas carreadoras que transportam uma grande fração dos íons sódio, ligados por meio do mecanismo de co- transporte com nutrientes como glicose e aminoácidos. O restante do sódio é transportado por mecanismos de contratransporte , que reabsorvem sódio e secretam, ao mesmo tempo, hidrogênio. Na primeira metade do túbulo proximal, o sódio é reabsorvido junto a glicose e aminoácidos, mas na segunda metade, menos glicose e aminoácidos são reabsorvidos, sendo o sódio, agora, reabsorvido, principalmente, com íons cloreto. Obs.: O túbulo proximal também é um local importante para secreção de ácidos e bases orgânicos, como sais biliares , oxalato , urato e catecolaminas , que são produtos finais do metabolismo do corpo e devem ser removidas rapidamente. A filtração destas substâncias, mais a secreção no túbulo proximal e a ausência quase total de reabsorção, contribuem para a rápida excreção destas substâncias na urina.
Transporte de Soluto e Água na Alça de Henle: A porção descendente do segmento fino da alça de Henle é altamente permeável à água e moderadamente permeável à maioria dos solutos, incluindo uréia e sódio. Cerca de 20% da água filtrada é reabsorvida na alça de Henle, e quase tudo isto ocorre no componente descendente fino. O componente ascendente, tanto a porção fina quanto a espessa, é praticamente impermeável à água, uma característica importante para a concentração da urina. As células do segmento espesso da alça de Henle apresentam alta atividade metabólica e são capazes de reabsorver ativamente sódio, cloreto e potássio. Quantidades consideráveis de outros íons, como cálcio, bicarbonato e magnésio, também são reabsorvidas nessa porção. Um componente importante desta parte é a bomba de sódio-potássio, que fornece um gradiente favorável para a movimentação de sódio do líquido tubular para dentro da célula. Essa movimentação é mediada por um co-transportador de 1 sódio, 2 cloreto e 1 potássio. Esta proteína co-transportadora utiliza a energia liberada pela difusão do sódio para conduzir a reabsorção de potássio para dentro da célula contra um gradiente de concentração. Embora este co-transportador mova quantidades iguais de ânions e cátions para dentro da célula, há um retrovazamento de íons potássio para o lúmen, criando uma carga positiva neste. Esta carga faz com que cátions como magnésio e cálcio sofram difusão do lúmen tubular através do espaço paracelular para o líquido intersticial.

pressões hidrostáticas e coloidosmóticas do interstício renal e, em última análise, a reabsorção de água e de solutos dos túbulos renais. Estas forças incluem: ▪ Pressão Hidrostática dentro dos Capilares Peritubulares (Pc): Se opõe à reabsorção; ▪ Pressão Hidrostática no Interstício Renal (Pif): Fora dos capilares, que favorecem a reabsorção;

▪ Pressão Coloidosmótica nos Capilares Peritubulares (πc): Gerada pelas proteínas

plasmáticas, que favorece a reabsorção;

▪ Pressão Coloidosmótica no Interstício Renal (πif): Gerada pelas proteínas, que se

opõe à reabsorção. Outro fator que contribui para a alta taxa de reabsorção de líquido nos capilares peritubulares é um grande coeficiente de filtração (Kf), devido à grande condutividade hidráulica e à grande área de superfície dos capilares. Os dois determinantes da reabsorção dos capilares peritubulares que são influenciados diretamente pelas alterações hemodinâmicas renais são as pressões hidrostáticas e coloidosmóticas dos capilares peritubulares. A primeira é influenciada pela pressão arterial e pelas resistências das arteríolas aferentes e eferentes. (1) Elevações na pressão arterial tendem a elevar a pressão hidrostática dos capilares peritubulares e a diminuir a taxa de reabsorção. (2) Aumento na resistência das arteríolas aferentes ou eferentes reduz a pressão hidrostática e tende a aumentar a taxa de reabsorção. Embora a constrição das arteríolas eferentes aumente a pressão hidrostática capilar glomerular, ela diminui a pressão hidrostática dos capilares peritubulares. O segundo maior determinante da reabsorção capilar peritubular é a pressão coloidosmótica do plasma nestes capilares; o aumento da pressão aumenta a reabsorção dos capilares peritubulares. A pressão coloidosmótica dos capilares peritubulares é determinada pela pressão coloidosmótica plasmática sistêmica e pela fração de filtração, que quanto maior, mais concentrado fica o plasma que permanece nos capilares peritubulares. Em última análise, alterações nas forças físicas dos capilares peritubulares influenciam a reabsorção tubular por alterarem as forças físicas no interstício renal que circunda os túbulos.

Mecanismos de Natriurese Pressória e Diurese Pressórica: Mesmos pequenos aumentos na pressão arterial frequentemente causam aumentos acentuados na excreção urinária de sódio e água, fenômenos denominados natriurese pressórica e diurese pressórica. Por causa dos mecanismos auto-reguladores dos rins, o aumento da pressão arterial tem um pequeno efeito sobre o fluxo sanguíneo e sobre a TFG. Este pequeno aumento na TFG contribui, em parte, para o efeito da pressão arterial aumentada sobre o débito urinário. Um segundo efeito da pressão arterial aumentada é que ela diminui a porcentagem da carga filtrada de sódio e água que é reabsorvida pelos túbulos. Os mecanismos responsáveis para que isto ocorra é o discreto aumento na pressão hidrostática capilar peritubular, especialmente nos vasa recta (ou vasos retos) da medula renal, e um aumento subsequente na pressão hidrostática do interstício renal, que intensifica o retorno de sódio para dentro do lúmen tubular, reduzindo, desta forma, a reabsorção líquida de sódio e água e aumentando ainda mais a taxa de débito urinário quando a pressão arterial se eleva. Um terceiro fator que contribui para os mecanismos de natriurese e diurese pressórica é a formação reduzida de angiotensina II. Esta aumenta a reabsorção de sódio pelos túbulos renais e também estimula a secreção de aldosterona, o que aumenta ainda mais a reabsorção de sódio. Portanto, a formação diminuída de angiotensina II contribui para a reabsorção tubular de sódio diminuída que ocorre quando a pressão arterial está aumentada.

Controle Hormonal: a) Aldosterona: Secretada pelas células da zona glomerulosa do córtex supra-renal, é um regulador importante da reabsorção de sódio e da secreção de potássio pelos túbulos renais. Seu local primário de atuação é nas células principais do túbulo coletor cortical. A aldosterona estimula a bomba de sódio-potássio no lado basolateral da membrana, aumentando também a permeabilidade ao sódio do lado luminal da membrana. A ausência de aldosterona, pelo mau funcionamento da supra-renal, gera uma perda acentuada de sódio e um acúmulo de potássio, o que ocorre na doença de Addison. O inverso ocorre em pacientes com tumores da supra-renal, gerando a síndrome de Conn. b) Angiotensina II: É o hormônio de retenção de sódio mais potente do organismo, produzida em baixas de pressão sanguínea e/ou volume de líquido extracelular, como ocorre em hemorragias ou perdas de sal e água. Possui diversos efeitos: (1) estimula a secreção de aldosterona; (2) contrai as arteríolas eferentes, o que reduz a pressão hidrostática dos capilares peritubulares, aumentando a reabsorção, e reduz o fluxo sanguíneo renal, elevando a TFG e aumentando a pressão coloidosmótica nos capilares peritubulares, aumentando, também, a reabsorção tubular; (3) estimula diretamente a reabsorção de sódio nos túbulos proximais, alças de Henle, túbulos distais e túbulos coletores, estimulando a bomba de sódio-potássio na membrana basolateral e a troca sódio-hidrogênio na membrana luminal, especialmente no túbulo proximal. c) ADH: Aumenta a permeabilidade do túbulo distal, túbulo coletor e ducto coletor à água. Ele se liga a receptores V2 específicos no final dos túbulos distais, túbulos coletores e ductos coletores, aumentando a formação de AMP cíclico e ativando proteínas quinases. Isto estimula o movimento de uma proteína intracelular denominada aquaporina- 2 (AQP-2) para o lado luminal das membranas, onde agrupam-se e se fundem à membrana celular por exocitose, formando c anais para a água que permitem a difusão rápida de água através das células. Quando a concentração de ADH diminui, as moléculas de AQP- 2 são movidas de volta para o citoplasma celular, removendo, desta forma, os canais para água da membrana e reduzindo a permeabilidade à água. d) Peptídeo Natriurético Atrial: Diminuem a reabsorção de sódio e água principalmente nos ductos coletores. São produzidos por células específicas dos átrios cardíacos quando distendidas em função da expansão do volume plasmático. Essa reabsorção de sódio e água aumenta a excreção urinária, o que auxilia a retornar o volume sanguíneo ao normal. e) Hormônio da Paratireóide (Paratormônio): É um dos hormônios de cálcio mais importantes do organismo. Aumentam a reabsorção tubular de cálcio, especialmente nos túbulos distais e nas alças de Henle. Além dessa ação, ele também inibe a reabsorção de fosfato pelo túbulo proximal e estimula a reabsorção de magnésio pela alça de Henle.
Ativação do Sistema Nervoso Simpático: A ativação do sistema nervoso simpático pode diminuir a excreção de sódio e água ao contrair as arteríolas renais, reduzindo, assim, a TFG. A ativação simpática também aumenta a reabsorção de sódio no túbulo proximal, no ramo ascendente espesso da alça de Henle e em porções mais distais do túbulo renal. Finalmente, sua estimulação também aumenta a liberação de renina e a formação de angiotensina II, o que se soma ao efeito global para aumentar a reabsorção tubular e diminuir a excreção renal de sódio.

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▪ Pressão Coloidosmótica nos Capilares Peritubulares (πc): Gerada pelas proteínas

▪ Pressão Coloidosmótica no Interstício Renal (πif): Gerada pelas proteínas, que se