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1 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 1. Compreender a formação da urina; Os rins têm diversas funções. Como órgãos excretores, asseguram a eliminação adequada de substâncias nocivas ou em excesso na urina. Como órgãos reguladores, mantêm o volume e a composição constantes dos líquidos corporais ao alterar a excreção de solutos e água. Por fim, como órgãos endócrinos, sintetizam e secretam hormônios: renina, eritropoetina, 1,25-di- hidroxicolecalciferol e prostaglandinas. A função mais importante dos rins é a regulação homeostática do conteúdo de água e íons no sangue, também chamada de balanço do sal e da água, ou equilíbrio hidroeletrolítico. Os rins mantêm concentrações normais de íons e água no sangue através do balanço da ingestão dessas substâncias com a sua excreção na urina, obedecendo ao princípio do balanço de massas. Os rins filtram, reabsorvem e secretam: Três processos básicos ocorrem nos néfrons: filtração, reabsorção e secreção. Filtração é o movimento de líquido do sangue para o lúmen do néfron. A filtração ocorre apenas no corpúsculo renal, onde as paredes dos capilares glomerulares e da cápsula de Bowman são modificadas para permitir o fluxo do líquido. Uma vez que o fluido filtrado, chamado de filtrado, chega ao lúmen do néfron, ele se torna parte do meio externo ao corpo, da mesma forma que as substâncias no lúmen intestinal fazem parte do meio externo. Devido a essa razão, tudo que é filtrado nos néfrons é destinado à excreção na urina, a não ser que seja reabsorvido para o corpo. APG 26 – Fisiologia do Sistema Urinário 2 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 Após o filtrado deixar a cápsula de Bowman, ele é modificado pelos processos de reabsorção e secreção. A reabsorção é um processo de transporte de substâncias presentes no filtrado, do lúmen tubular de volta para o sangue através dos capilares peritubulares. A secreção remove seletivamente moléculas do sangue e as adiciona ao filtrado no lúmen tubular. Embora a secreção e a filtração glomerular movam substâncias do sangue para dentro do túbulo, a secreção é um processo mais seletivo que, em geral, usa proteínas de membrana para transportar as moléculas através do epitélio tubular. O néfron modifica o volume e a osmolaridade do líquido Os 180 litros de fluido que são filtrados para a cápsula de Bowman a cada dia são quase idênticos ao plasma em sua composição e quase isosmóticos. À medida que este filtrado flui pelo túbulo proximal, cerca de 70% do seu volume é reabsorvido, restando 54 L no lúmen tubular. A reabsorção ocorre quando as células do túbulo proximal transportam solutos para fora do lúmen, determinando a reabsorção de água por osmose. O filtrado que deixa o túbulo proximal tem a mesma osmolaridade do que o filtrado que entrou. Por essa razão, dizemos que a função primária do túbulo proximal é a reabsorção isosmótica de solutos e água. O filtrado que deixa o túbulo proximal passa para a alça de Henle, o local principal para a produção de urina diluída. À medida que o filtrado passa pela alça de Henle, proporcionalmente é reabsorvido mais soluto do que água, e o filtrado torna-se hiposmótico com relação ao plasma. A maior parte do volume originalmente filtrado na cápsula de Bowman já foi reabsorvida para os capilares. A partir da alça de Henle, o filtrado passa para o túbulo distal e para o ducto coletor. Nesses dois segmentos, ocorre uma regulação fina do balanço de sal e de água sob o controle de vários hormônios. A reabsorção e a secreção determinam a composição final do filtrado. O volume e a osmolaridade finais da urina dependem das necessidades do corpo de conservar ou excretar água e soluto. No néfron, os solutos secretados se movem do plasma para o lúmen tubular. Excreção refere-se à remoção de uma substância do corpo. 3 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 A quantidade de qualquer substância excretada na urina reflete o resultado do seu manejo durante a sua passagem através do néfron. A excreção urinária de uma substância depende da sua filtração, reabsorção e secreção. Filtração A filtração do plasma para dentro dos túbulos renais é o primeiro passo na formação da urina. Esse processo relativamente inespecífico gera um filtrado, cuja composição é igual à do plasma menos a maioria das proteínas plasmáticas. Sob condições normais, as células sanguíneas permanecem no capilar, de modo que o filtrado é composto apenas de água e de solutos dissolvidos. Contudo, a filtração de todo o plasma deixaria para trás uma massa de células sanguíneas e proteínas que não podem fluir para fora do glomérulo. Em vez disso, apenas cerca de um quinto do plasma que flui ao longo dos rins é filtrado para dentro dos néfrons. Os quatro-quintos restantes do plasma, juntamente com a maior parte das proteínas plasmáticas e das células sanguíneas, passa para os capilares peritubulares. A porcentagem do volume total do plasma que é filtrada para dentro do túbulo é denominada fração de filtração. O corpúsculo renal contém três barreiras de filtração A filtração ocorre no corpúsculo renal, que consiste na rede de capilares glomerulares envolta pela cápsula de Bowman. As substâncias que deixam o plasma precisam passar através de três barreiras de filtração antes de entrarem no lúmen tubular: o endotélio do capilar glomerular, uma lâmina basal (membrana basal) e o epitélio da cápsula de Bowman. Os detalhes de como funcionam essas barreiras de filtração estão ainda em estudo. A primeira barreira é o endotélio capilar. Os capilares glomerulares são capilares fenestrados com grandes poros, que permitem que a maioria dos componentes plasmáticos sejam filtrados através do endotélio. Os poros são pequenos o bastante, contudo, para impedir que as células do sangue deixem o capilar. Proteínas carregadas negativamente, presentes na superfície dos poros, também ajudam a repelir as proteínas plasmáticas carregadas negativamente. 4 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 A segunda barreira de filtração é a lâmina basal, uma camada acelular de matriz extracelular que separa o endotélio do capilar do epitélio da cápsula de Bowman. A lâmina basal é constituída por glicoproteínas carregadas negativamente, colágeno e outras proteínas. Ela atua como uma peneira grossa, excluindo a maioria das proteínas plasmáticas do líquido que é filtrado através dela. A terceira barreira de filtração é o epitélio da cápsula de Bowman. A porção epitelial da cápsula que envolve cada capilar glomerular é formada por células especializadas, chamadas de podócitos. Os podócitos possuem longas extensões citoplasmáticas, denominadas pés, ou pedicelos, que se estende a partir do corpo principal da célula. Esses pedicelos envolvem os capilares glomerulares e se entrelaçam uns com os outros, deixando estreitas fendas de filtração fechadas por uma membrana semiporosa. A membrana da fenda de filtração contém diversas proteínas exclusivas, incluindo a nefrina e a podocina. Essas proteínas foram descobertas por investigadores que procuravam mutações gênicas responsáveis por duas doenças renais congênitas. Nessas doenças, em que a nefrina e a podocina estão ausentes ou anormais, as proteínas passam através da barreira de filtração glomerular para a urina. As células mesangiais glomerulares ficam entre e ao redor dos capilares glomerulares. As células mesangiais possuem feixes citoplasmáticos de filamentos semelhantes à ac-tina, que fazem essas células serem capazes de contrair e alteraro fluxo sanguíneo pelos capilares. Além disso, as células mesangiais secretam citocinas associadas a processos inflamatórios e imunes. A alteração da função das células mesangiais tem sido associada a muitas doenças renais. 5 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 A pressão nos capilares causa a filtração: As três pressões que determinam a filtração gloumerular: pressão do capilar sanguíneo, pressão coloidosmótica do capilar e a pressão do fluido capsular. 1. A pressão hidrostática (PH) do sangue que flui através dos capilares glomerulares força a passagem de fluido através do seu endotélio fenestrado. A pressão sanguínea nos capilares é de 55 mmHg, em média, e favorece a filtração para dentro da cápsula de Bowman. Apesar de a pressão cair à medida que o sangue flui através dos capilares, ela ainda permanence maior do que as pressões que se opõem a ela. Como resultado, a filtração ocorre ao longo de quase todo o comprimento dos capilares glomerulares. 2. A pressão coloidosmótica no interior dos capilares glomerulares é mais alta do que a no fluido da cápsula de Bowman. Esse gradiente de pressão é devido à presença de proteínas no plasma. O gradiente de pressão osmótica é, em média, de 30 mmHg e favorece o movimento de líquido de volta para os capilares. 3. A cápsula de Bowman é um espaço fechado (diferentemente do líquido intersticial), de forma que a presença de fluido no interior dessa cápsula cria uma pressão hidrostática do fluido (Pfluido), que se opõe ao fluxo de fluido para o interior da cápsula. O líquido filtrado para fora dos capilares deve deslocar o líquido já presente no lúmen da cápsula. A pressão hidrostática capsular é, em média, de 15 mmHg, opondo-se à filtração. A força motriz resultante é de 10 mmHg na direção que favorece a filtração. Essa pressão pode não parecer muito alta, mas quando combinada com a grande permeabilidade natural dos capilares glomerulares fenestrados, ela resulta em uma rápida filtração de fluido para o interior dos túbulos. O volume de fluido que é filtrado para dentro da cápsula de Bowman por unidade de tempo é a taxa de filtração glomerular (TFG). A TFG média é de 125 mL/min, ou de 180 L/dia, uma taxa impressionante, considerando-se que o volume plasmático total é de apenas cerca de 3 litros. Essa taxa significa que os rins filtram todo o volume plasmático 60 vezes por dia, ou 2,5 vezes a cada hora. Se a maior parte do filtrado não fosse reabsorvida durante a sua passagem pelo néfron, ficaríamos sem o plasma em apenas 24 minutos de filtração. A TFG é influenciada por dois fatores: a pressão de filtração resultante, já descrita, e o coeficiente de filtração. A pressão de filtração é determinada primeiro pelo fluxo sanguíneo renal e pela pressão arterial. O coeficiente de filtração possui dois componentes: a área de superfície dos capilares glomerulares, disponível para a filtração e a permeabilidade da interface entre capilar e cápsula de Bowman. Nesse aspecto, a filtração glomerular é semelhante às trocas de gases nos alvéolos, em que a taxa da troca gasosa depende da diferença entre as pressões parciais dos gases, da área de superfície dos alvéolos e da permeabilidade da barreira de difusão alvéolo-capilar. 6 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 A TFG é relativamente constante: A pressão arterial fornece a pressão hidrostática, que impulsiona a filtração glomerular. Logo, parece razoável assumir que se a pressão arterial aumentasse, a TFG aumentaria, e se a pressão arterial diminuísse, a TFG diminuiria. Entretanto, esse geralmente não é o caso. Em vez disso, a TFG é notavelmente constante em uma ampla faixa de pressões arteriais. Contanto que a pressão arterial média do sangue fique entre 80 e 180 mmHg, a TFG é, em média, de 180 L/dia. A TFG é controlada primariamente pela regulação do fluxo sanguíneo através das arteríolas renais. Se a resistência global das arteríolas renais aumenta, o fluxo sanguíneo renal diminui, e o sangue é 7 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 desviado para outros órgãos. O efeito do aumento da resistência sobre a TFG, entretanto, depende de onde a mudança na resistência ocorre. Se a resistência aumenta na arteríola aferente, a pressão hidrostática diminui no lado glomerular da constrição. Isso se traduz em uma diminuição na TFG. Se a resistência aumenta na arteríola eferente, o sangue acumula antes da constrição, e a pressão hidrostática nos capilares glomerulares aumenta. O aumento da pressão glomerular aumenta a TFG. Modificações opostas ocorrem com a diminuição da resistência nas arteríolas aferente ou eferente. A maior parte da regulação ocorre na arteríola aferente. A TFG está sujeita a autorregulação: A autorregulação da TFG é um processo de controle local, no qual o rim mantém uma TFG relativamente constante frente às flutuações normais da pressão arterial. Uma função importante da autorregulação da TFG é proteger as barreiras de filtração da pressão arterial alta que pode danificá- las. O processo da autorregulação ainda não está completamente elucidado, mas vários mecanismos atuam dentro desse processo. A resposta miogênica está relacionada à habilidade intrínseca do músculo liso vascular de responder a mudanças na pressão. A retroalimentação (ou feedback) tubuloglomerular é um mecanismo de sinalização parácrina pelo qual mudanças no fluxo de líquido na alça de Henle alteram a TFG. Resposta miogênica A resposta miogênica da arteríola aferente é similar à autorregulação em outras arteríolas sistêmicas. Quando o músculo liso da parede da arteríola estira, devido ao aumento da pressão arterial, canais iônicos sensíveis ao estiramento se abrem, e as células musculares despolarizam. A despolarização leva à abertura de canais de Ca2! dependentes de voltagem, e o músculo liso vascular se contrai. A vasoconstrição aumenta a resistência ao fluxo e leva a uma redução no fluxo sanguíneo através das arteríolas. A redução do fluxo sanguíneo diminui a pressão de filtração no glomérulo. Se a pressão arterial diminui, o tônus de contração arteriolar desaparece, e a arteríola torna-se maximamente dilatada. Contudo, a vasodilatação não é tão eficaz em manter a TFG como a vasoconstrição, devido ao fato de que normalmente a arteríola aferente está bastante relaxada. Consequentemente, quando a pressão arterial média diminui para menos de 80 mmHg, a TFG diminui. Esse decréscimo é adaptativo, pois se menos plasma é filtrado, o potencial para a perda de líquido na urina diminui. Em outras palavras, um decréscimo na TFG ajuda o corpo a conservar o volume sanguíneo. Retroalimentação tubuloglomerular A retroalimentação tubuloglomerular é uma via de controle local, na qual o fluxo de líquido através dos túbulos renais altera a TFG. A configuração torcida do néfron faz a porção final do ramo espresso ascendente da alça de Henle passar entre as arteríolas aferente e eferente. As paredes tubulares e arteorilares são modificadas nessa região em que elas entram em contato umas com as outras, e, juntas, formam o aparelho justaglomerular. A porção modificada do epitélio tubular é formada por uma placa de células, chamada de mácula densa. A parede da arteríola aferente adjacente a ela possui células musculares lisas especializadas, 8 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 chamadas de células granulares (também conhecidas como células justaglomerulares ou células JG). As células granulares secretam renina, uma enzima envolvida no balanço do sal e da água (Capítulo20). Quando o NaCl que passa pela mácula densa aumenta, como resultado da TFG aumentada, as células da mácula densa enviam sinais parácrinos à arteríola aferente vizinha. A arteríola aferente se contrai, aumentando a resistência e diminuindo a TFG. Evidências experimentais indicam que as células da mácula densa transportam NaCl, e que o aumento no transporte de sal inicia a retroalimentação tubuloglomerular. O fluxo também pode ser detectado nas células tubulares renais pelos cílios primários, que estão localizados na superfície apical voltada para o lúmen. Os cílios primários são conhecidos por atuar como sensores do fluxo, assim como transdutores de sinais para o desenvolvimento normal. A comunicação parácrina entre a mácula densa e a arteríola aferente é complexa, e os detalhes ainda estão sendo estudados. Experimentos mostram que muitos sinalizadores parácrinos, incluindo ATP, adenosina e óxido nítrico, passam da mácula densa para a arteríola como parte da retroalimentação tubuloglomerular. Hormônios e neurônios autonômicos também influenciam a TFG: Embora mecanismos locais dentro do rim tentem manter constante a TFG, a importância dos rins na homeostasia da pressão arterial sistêmica significa que centros integradores externos ao rim podem superar os controles locais. Os hormônios e o sistema nervoso autônomo alteram a TFG de duas maneiras: mudando a resistência das arteríolas e alterando o coeficiente de filtração. O controle neural da TFG é mediado pelos neurônios simpáticos que inervam as arteríolas aferente e eferente. A inervação simpática via receptores $ no músculo liso vascular causa vasoconstrição. Se a atividade simpática é moderada, há um pequeno efeito na TFG. Entretanto, se a pressão arterial sistêmica cai abruptamente, como ocorre em uma hemorragia ou em uma desidratação grave, a vasoconstrição das arteríolas induzida pelo sistema nervoso simpático diminui a TFG e o fluxo sanguíneo renal. Essa é uma resposta adaptativa que visa conservar o volume de líquido corporal. Vários hormônios também influenciam a resistência arteriolar. Entre os mais importantes estão a angiotensina II, um potente vasoconstritor, e as prostaglandinas, que atuam como vasodilatadoras. Esses mesmos hormônios podem afetar o coeficiente de filtração devido à sua atuação sobre os podócitos ou sobre as células mesangiais. Os podócitos alteram o tamanho das fendas de filtração glomerular. Se as fendas se alargam, ocorre um aumento na área de superfície disponível para a filtração, e a TFG aumenta. A contração das células mesangiais evidentemente altera a área de superfície do capilar glomerular disponível para a filtração. Temos ainda muito que aprender sobre esses processos, os quais estão sendo ativamente investigados por fisiologistas. 9 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 Reabsorção: A cada dia, 180 L de líquido são filtrados dos capilares glomerulares para dentro dos túbulos renais, todavia, apenas cerca de 1,5 L é excretado na urina. Assim, mais de 99% do líquido que entra nos túbulos é reabsorvido para o sangue à medida que o filtrado percorre os néfrons. A maior parte dessa reabsorção ocorre no túbulo proximal, com uma quantidade menor de reabsorção nos segmentos distais do néfron. A reabsorção no néfron distal é finamente regulada, possibilitando aos rins reabsorverem seletivamente íons e água de acordo com as necessidades do organismo para a manutenção da homeostasia. Uma questão que você pode estar se perguntando é: “Por que se preocupar em filtrar 180 L/dia e depois reabsorver 99% disso? Por que não simplesmente filtrar e excretar o 1% que precisa ser eliminado?”. Existem duas razões. Primeiro, muitas substâncias exógenas são filtradas nos túbulos, mas não são reabsorvidas para o sangue. A alta taxa diária de filtração ajuda a retirar essas substâncias do plasma muito rapidamente. 10 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 Uma vez que uma substância é filtrada para o interior do lúmen da cápsula de Bowman, ela não faz mais parte do meio interno corporal. O lúmen do néfron faz parte do ambiente externo, e todas as substâncias presentes no filtrado estão destinadas a deixarem o corpo através da urina, a não ser que exista algum mecanismo de reabsorção tubular para impedir que isso ocorra. Muitos nutrientes pequenos, como a glicose e intermediários do ciclo do ácido cítrico, são filtrados, porém são reabsorvidos de maneira muito eficiente no túbulo proximal. Segundo a filtração de íons e água para dentro dos túbulos simplifica a sua regulação. Se uma porção do filtrado que alcança o néfron distal não é necessária para manter a homeostasia, ela passa para a urina. Com uma alta TFG, essa excreção pode ocorrer de forma bastante rápida. Contudo, se os íons e a água são necessários, eles são reabsorvidos. A reabsorção pode ser ativa ou passiva A reabsorção de água e solutos do lúmen tubular para o líquido extracelular depende de transporte ativo. O filtrado que flui da cápsula de Bowman para o túbulo proximal tem a mesma concentração de solutos do líquido extracelular. Portanto, para transportar soluto para fora do lúmen, as células tubulares precisam usar transporte ativo para criar gradientes de concentração ou eletroquímicos. A água segue osmoticamente os solutos, à medida que eles são reabsorvidos. O transporte ativo de Na! do lúmen tubular para o líquido extracelular cria um gradiente elétrico transepitelial, no qual o lúmen é mais negativo do que o LEC. Os ânions, então, seguem o Na! positivamente carregado para fora do lúmen. A saída de Na! e de ânions do lúmen para o LEC dilui o fluido luminal e aumenta a concentração do LEC, de forma que a água deixa o túbulo renal por osmose. A redução do volume do lúmen tubular aumenta a concentração de solutos (incluindo K! , Ca2! e ureia) que permaneceram no filtrado: a mesma quantidade de soluto em um volume menor equivale a uma concentração mais alta de soluto. Uma vez que as concentrações de soluto no lúmen são mais altas do que as concentrações de soluto no líquido extracelular, os solutos difundem-se para fora do lúmen se o epitélio do túbulo for permeável a eles. A reabsorção envolve tanto o transporte transepitelial quanto o transporte paracelular. No transporte transepitelial (também chamado de transporte transcelular), as substâncias atravessam as membranas apical e basolateral das células tubulares epiteliais para chegar ao líquido intersticial. Na via paracelular, as substâncias passam através de junções celulares entre células vizinhas. O caminho seguido pelo soluto depende da permeabilidade das junções epiteliais e do seu gradiente eletroquímico. Para solutos que se movem através do transporte transepitelial, suas concentrações ou seus gradientes eletroquímicos determinam seus mecanismos de transporte. Solutos que se movem a favor do seu gradiente de concentração usam canais de vazamento ou carreadores de difusão facilitada para cruzarem a membrana celular. As moléculas que necessitam se deslocar contra seu gradiente de concentração são transportadas por mecanismos de transporte ativo primário ou indiretos (normalmente secundários). O sódio está direta ou indiretamente envolvido em muitos exemplos de transporte passivo e ativo. Transporte ativo do sódio: A reabsorção ativa de Na! é a força motriz primária para a maior parte dos mecanismos de reabsorção renal. Como já mencionado, a composição do filtrado que entra no túbulo proximal é semelhante à composição iônica plasmática, com uma concentração maior de Na! do que a encontrada nas células. Dessa forma, o Na! presente no filtrado pode entrar nas células 11 UNIDEP- Camila Paese 2º Período23/05/2024 tubulares passivamente, de acordo com seu gradiente eletroquímico. O transporte apical do Na! utiliza várias proteínas transportadoras por simporte e antiporte ou de canais de vazamento abertos. No túbulo proximal, o trocador Na -H! (NHE) desempenha um papel fundamental na reabsorção do Na, assim como o canal de Na epitelial (ENaC) na membrana apical. Uma vez no interior da célula tubular, o Na é ativamente transportado para seu exterior através da membrana basolateral em uma troca com o K pela Na! -K -ATPase. Um canal de vazamento de K! impede o acúmulo de K! no interior da célula. O resultado final é a reabsorção de Na! através do epitélio tubular. Transporte ativo secundário: simporte com sódio: O transporte ativo secundário acoplado ao sódio é responsável pela reabsorção de muitas substâncias, incluindo a glicose, aminoácidos, íons e vários metabólitos orgânicos. A membrana apical contém o cotransportador de Na-glicose (SGLT) que leva a glicose para o citoplasma contra seu gradiente de concentração através do uso da energia do Na!, que se move a favor de seu gradiente eletroquímico. Na superfície basolateral da célula, o Na! é bombeado para fora pela Na -K -ATPase, ao passo que a glicose se difunde para fora através de um mecanismo de difusão facilitada envolvendo o uso de transportadores GLUT. O mesmo padrão básico é utilizado por outras moléculas que são transportadas acopladas ao Na!: uma proteína de simporte apical e um carreador para difusão facilitada ou um trocador iônico na membrana basolateral. Outras moléculas que são reabsorvidas por mecanismos similares incluem os aminoácidos, o lactato, intermediários do ciclo do ácido cítrico, como o !-cetoglutarato (!CG), e íons, como o fosfato e o sulfato. Alguns dos transportadores apicais utilizam o H! no lugar do Na. Reabsorção passiva: ureia: A ureia, um resíduo nitrogenado, não possui mecanismos de transporte ativo no túbulo proximal, mas pode se deslocar através das junções celulares epiteliais por difusão, se houver um gradiente de concentração da ureia. Inicialmente, as concentrações de ureia no filtrado e no líquido extracelular são iguais. Entretanto, o transporte ativo de Na! e de outros solutos para fora do lúmen tubular proximal gera um gradiente de concentração através do processo descrito a seguir. Quando o Na! e outros solutos são reabsorvidos no túbulo proximal, a transferência de partículas osmoticamente ativas torna o líquido extracelular mais concentrado que o filtrado que permaneceu no lúmen tubular. Em resposta ao gradiente osmótico, a água move-se por osmose através do epitélio. Até esse ponto, nenhuma molécula de ureia foi transportada para fora do lúmen, uma vez que não havia nenhum gradiente de concentração da ureia. Quando a água é reabsorvida, a concentração de ureia no lúmen tubular aumenta – a mesma quantidade de ureia está presente em um volume menor de água. Uma vez que o gradiente de concentração de ureia existe, a ureia move-se do lúmen tubular para o líquido extracelular, sendo transportada através das células ou pela via paracelular. Endocitose: proteínas plasmáticas: A filtração do plasma nos glomérulos normalmente deixa a maior parte das proteínas plasmáticas no sangue, mas algumas proteínas menores e peptídeos podem passar através da barreira de filtração. A maioria das proteínas filtradas é removida do filtrado no túbulo proximal, de forma que normalmente apenas traços de proteínas aparecem na urina. Mesmo sendo pequenas, as proteínas filtradas são muito grandes para serem reabsorvidas pelos transportadores ou por canais. A maior parte delas entra nas células do túbulo proximal por endocitose mediada por receptores na membrana apical. Uma vez no interior das células, as proteínas são digeridas nos lisossomos. Os aminoácidos resultantes são transportados através da membrana basolateral e absorvidos no sangue. A digestão renal de pequenas proteínas filtradas, na verdade, é um método importante pelo qual peptídeos sinalizadores podem ser removidos da circulação. 12 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 O transporte renal pode atingir saturação: A maior parte dos transportes no néfron usa proteínas de membrana e exibe as três características do transporte mediado: saturação, especificidade e competição. A saturação refere-se à taxa de transporte máximo, que ocorre quando todos os transportadores disponíveis estão ocupados (saturados com) pelo substrato. Em concentrações abaixo do ponto de saturação, a taxa de transporte é diretamente relacionada à concentração do substrato (FIG. 19.9). Em concentrações de substrato iguais ou acima do ponto de saturação, o transporte ocorre a uma taxa máxima. A taxa de transporte no ponto de saturação é o transporte máximo (Tm). A reabsorção da glicose no néfron é um excelente exemplo das consequências da saturação. Em concentrações normais de glicose no plasma, toda a glicose que entra no néfron é reabsorvida antes de alcançar o final do túbulo proximal. O epitélio tubular é bem suprido de transportadores para capturar a glicose à medida que o filtrado flui através dele. 13 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 Todavia, o que acontece se a concentração de glicose no sangue se torna excessiva, como ocorre no diabetes melito? Nesse caso, a glicose é filtrada mais rapidamente do que os transportadores podem a reabsorver. Esses transportadores se tornam saturados e são incapazes de reabsorver toda a glicose que flui ao longo do túbulo. Como resultado, parte da glicose não é reabsorvida e é excretada na urina. Considere a seguinte analogia: assuma que os transportadores são como assentos de um trem da Disneylândia. Em vez de embarcar no trem estacionado a partir de uma plataforma parada, os passageiros sobem em uma esteira rolante que os carrega pelo trem. Quando os passageiros veem um assento livre, eles sentam nele. Entretanto, se há mais pessoas na esteira rolante do que o número de assentos existentes no trem, algumas pessoas não encontrarão lugar para sentar. Como a esteira está levando as pessoas em direção à saída, elas não podem esperar pelo próximo trem. Em vez disso, acabam sendo transportadas para a saída. As moléculas de glicose que são filtradas na cápsula de Bowman são como os passageiros sobre a esteira rolante. Para serem reabsorvidas, cada molécula de glicose deve ligar-se a um transportador conforme o filtrado flui através do túbulo proximal. Se apenas algumas moléculas entram no túbulo de cada vez, cada uma pode encontrar um transportador livre e ser reabsorvida, como ocorre quando há um pequeno número de pessoas na esteira rolante, e todas encontram assento no trem. Contudo, se as moléculas de glicose são filtradas mais rapidamente para dentro do túbulo do que os transportadores de glicose podem as transportar, parte da glicose permanece no lúmen tubular e é excretada na urina. 14 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 As pressões nos capilares peritubulares favorecem a reabsorção: A reabsorção refere-se ao movimento de solutos e água do lúmen tubular para o líquido intersticial. De que maneira, então, o líquido reabsorvido entra no capilar? A resposta é que a pressão hidrostática que existe ao longo de toda a extensão dos capilares peritubulares é menor do que a pressão coloidosmótica, de modo que a pressão resultante favorece a reabsorção. Os capilares peritubulares têm uma pressão hidrostática média de 10 mmHg (em contraste com os capilares glomerulares, em que a pressão hidrostática média é de 55 mmHg). A pressão coloidosmótica, quefavorece o movimento do líquido para dentro dos capilares, é de 30 mmHg. Como resultado, o gradiente de pressão nos capilares peritubulares é de 20 mmHg, favorecendo a absorção do líquido para dentro dos capilares. O líquido que é reabsorvido passa dos capilares para a circulação venosa e retorna ao coração. Secreção: Secreção é a transferência de moléculas do líquido extracelular para o lúmen do néfron. A secreção, assim como a reabsorção, depende principalmente de sistemas de transporte de membrana. A secreção de K! e H! pelo néfron distal é importante na regulação da homeostasia desses íons. Além disso, muitos compostos orgânicos são secretados. Esses compostos incluem tanto metabólitos produzidos no corpo quanto substâncias provenientes do meio externo, conhecidas como xenobióticos. A secreção torna o néfron capaz de aumentar a excreção de uma substância. Se uma substância filtrada não é reabsorvida, ela é excretada com muita eficácia. Se, no entanto, a substância filtrada para dentro do túbulo não é reabsorvida, e ainda é secretada para dentro do túbulo a partir dos capilares peritubulares, a excreção é ainda mais eficaz. A secreção é um processo ativo, uma vez que requer transporte de substratos contra seus gradientes de concentração. A maioria dos compostos orgânicos é secretada através do epitélio do túbulo proximal para o interior do lúmen tubular por transporte ativo secundário. Analisaremos como o túbulo realiza a secreção de ânions orgânicos. Os transportadores responsáveis pela secreção de solutos orgânicos apresentam pouca especifidade. Por exemplo, a família do transportador de ânions orgânicos (OAT), mostrado nessa figura, é capaz de transportar uma grande variedade de ânions endógenos e exógenos, desde sais biliares até benzoato, utilizado como conservante em refrigerantes, salicilato, proveniente do ácido acetilsalicílico, e o adoçante artificial sacarina. A secreção de ânions orgânicos pelo OAT é um exemplo de transporte ativo terciário, em que o uso da energia do ATP é removido em duas etapas do OAT. Vejamos como isso funciona. 15 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 Na primeira etapa desse processo, que é um transporte ativo direto, o túbulo proximal usa ATP para manter a baixa concentração intracelular de Na! . Na segunda etapa, o gradiente de Na! é, então, usado para concentrar o dicarboxilato dentro da célula tubular, utilizando um cotransportador Na!- dicarboxilato, chamado de NaDC. O NaDC é encontrado tanto na membrana apical quanto na membrana basolateral das células do túbulo proximal. Dicarboxilatos são as formas iônicas dos ácidos dicarboxílicos, que possuem dois grupos (OCOOH). A concentração de dicarboxilato dentro da célula tubular determina o terceiro passo da secreção de ânions orgânicos. O OAT é um transportador ativo indireto, que utiliza o movimento do dicarboxilato a favor do seu gradiente de concentração para deslocar um ânion orgânico contra o seu gradiente, transferindo-o para o interior da célula. No passo final, uma vez que o ânion orgânico está concentrado no interior da célula tubular, ele pode ser facilmente transportado por difusão facilitada para o interior do lúmen tubular. Os transportadores apicais ainda não foram completamente identificados, mas parecem ser trocadores de ânions. Excreção 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. Apenas a taxa de excreção de uma substância não nos diz nada sobre como o rim maneja essa substância. A taxa de excreção de uma substância depende (1) da taxa de filtração da substância e (2) de se a substância é reabsorvida, secretada ou ambas, enquanto ela passa ao longo do túbulo renal. O manejo renal de uma substância e a TFG são, muitas vezes, de interesse clínico. Por exemplo, os médicos usam a informação sobre a TFG da pessoa como um indicador da função global do rim. Indústrias farmacêuticas que desenvolvem fármacos precisam fornecer à Food and Drug Administration* informação completa sobre como o rim maneja cada novo composto. 16 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 Todavia, como os investigadores que lidam com seres humanos vivos podem avaliar a filtração, a reabsorção e a secreção em néfrons individuais? Eles não têm como fazer isso de maneira direta: os rins não são facilmente acessíveis e os néfrons são microscópicos. Por essa razão, cientistas tiveram de desenvolver uma técnica que lhes permitisse avaliar a função renal usando apenas a análise da urina e do sangue. Para fazer isso, eles aplicam o conceito de depuração. 17 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 2. Compreender a fisiologia da micção; Micção: Uma vez que o filtrado deixa os ductos coletores, ele já não pode mais ser modificado, e a sua composição não se altera. O filtrado, agora chamado de urina, flui para a pelve renal e, então, desce pelo ureter, em direção à bexiga urinária, com a ajuda de contrações rítmicas do músculo liso. A bexiga urinária é um órgão oco cujas paredes contêm camadas bem desenvolvidas de músculo liso. Na bexiga, a urina é armazenada até que seja excretada no processo conhecido como micção. A bexiga urinária pode se expandir para armazenar um volume aproximado de 500 mL de urina. O colo da bexinga é contínuo com a uretra, um tubo único pelo qual a urina passa até alcançar o meio externo. A abertura entre a bexiga e a uretra é fechada por dois anéis musculares, chamados de esfincteres. O esfincter interno da uretra é uma continuação da parede da bexiga e é formado por músculo liso. Seu tônus normal o mantém contraído. O esfincter externo da uretra é um anel de músculo esquelético, controlado por neurônios motores somáticos. A estimulação tônica proveniente do sistema nervoso central mantém a contração do esfincter externo, exceto durante a micção. A micção é um reflexo espinal simples que está sujeito aos controles consciente e inconsciente pelos centros superiores do encéfalo. À medida que a bexiga urinária se enche com urina e as suas paredes se expandem, receptores de estiramento enviam sinais através de neurônios sensoriais para a medula espinal. Lá, a informação é integrada e transferida a dois conjuntos de neurônios. O estímulo da bexiga urinária cheia estimula os neurônios parassimpáticos, que inervam o músculo liso da parede da bexiga urinária. O músculo liso contrai, aumentando a pressão no conteúdo da bexiga urinária. Simultaneamente, os neurônios motores somáticos que inervam o esfincter externo da uretra são inibidos. A contração da bexiga urinária ocorre em uma onda, a qual empurra a urina para baixo, em direção à uretra. A pressão exercida pela urina força o esfincter interno da uretra* a abrir enquanto o esfincter externo relaxa. A urina passa para a uretra e para fora do corpo, auxiliada pela gravidade. Este reflexo de micção simples ocorre principalmente em crianças que ainda não foram treinadas para o controle dos esfincteres. Uma pessoa que foi treinada para o controle esfincteriano adquire um reflexo aprendido, que mantém o reflexo da micção inibido até que ele ou ela deseje conscientemente urinar. O reflexo aprendido envolve fibras sensoriais adicionais à bexiga urinária, que sinalizam ograu de enchimento. Centros no tronco encefálico e no córtex cerebral recebem essa informação e superam o reflexo de micção básico, inibindo diretamente as fibras parassimpáticas e reforçando a contração do esfincter externo da uretra. Quando chega o momento apropriado para urinar, esses mesmos centros removem a inibição e facilitam o reflexo, inibindo a contração do esfincter externo da uretra. Além do controle consciente da micção, vários fatores inconscientes podem afetar esse reflexo. A “bexiga tímida” é uma condição na qual a pessoa não consegue urinar na presença de outra pessoa, 18 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 apesar de sua intenção consciente de fazê-lo. O som de água corrente facilita a micção e, muitas vezes, é utilizado para ajudar os pacientes a urinar quando a uretra está irritada pela inserção de um cateter, um tubo inserido dentro da bexiga urinária para drená-la passivamente. 19 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 A regulação da pressão arterial é um processo complexo que envolve múltiplos sistemas e mecanismos, muitos dos quais estão diretamente relacionados ao rim. Aqui estão os principais sistemas de regulação da pressão arterial relacionados ao rim: 1. Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona (SRAA): Renina: Enzima secretada pelos rins em resposta a uma baixa perfusão renal, baixa concentração de sódio no túbulo distal ou estimulação simpática. o Angiotensina II: Um potente vasoconstritor formado a partir da angiotensina I pela ação da enzima conversora de angiotensina (ECA). A angiotensina II aumenta a pressão arterial ao contrair os vasos sanguíneos, estimular a liberação de aldosterona e promover a reabsorção de sódio e água pelos rins. o Aldosterona: Hormônio produzido pelas glândulas adrenais que aumenta a reabsorção de sódio (e, consequentemente, de água) nos túbulos renais, elevando o volume sanguíneo e a pressão arterial. 2. Mecanismo de Filtração Glomerular: o A taxa de filtração glomerular (TFG) influencia a quantidade de sódio e água que é filtrada pelo glomérulo. Alterações na TFG podem modificar o volume sanguíneo e a pressão arterial. 3. Mecanismo de Feedback Tubuloglomerular: o As células da mácula densa no túbulo distal sensoriamente detectam alterações na concentração de sódio e sinalizam as células justaglomerulares para ajustar a secreção de renina, regulando assim a pressão arterial. 4. Pressor Humoral: o Além da renina e da angiotensina II, outros hormônios como a vasopressina (hormônio antidiurético, ADH) e o peptídeo natriurético atrial (ANP) também participam da regulação da pressão arterial através da modulação da reabsorção de água e sódio nos rins. 5. Sistema Nervoso Simpático: o A estimulação simpática dos nervos renais pode aumentar a secreção de renina, diminuir a excreção de sódio e água e, assim, elevar a pressão arterial. 6. Regulação da Pressão Arterial a Longo Prazo: o Os rins desempenham um papel crucial na regulação a longo prazo da pressão arterial através do controle do balanço de sódio e água. A capacidade dos rins de ajustar a excreção de sódio em resposta a alterações na pressão arterial (natriurese pressórica) é fundamental para manter a pressão arterial em níveis normais. Esses sistemas interagem de maneira complexa para garantir que a pressão arterial seja mantida dentro de uma faixa adequada, permitindo a perfusão adequada dos tecidos sem causar danos aos vasos sanguíneos. 20 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 3. Entender os Sistemas de regulação da Pressão Arterial relacionados ao rim; Sistema rim-líquidos corporais para o controle da pressão arterial: ↠ O controle a longo prazo da pressão arterial está intimamente relacionado à homeostasia do volume de líquido corporal, determinado pelo balanço entre ingestão e a eliminação de líquido. ↠ O sistema rim-líquidos corporais para o controle da pressão arterial atua lenta, mas poderosamente, como se segue: se o volume sanguíneo aumenta e a capacitância vascular não é alterada, a pressão arterial se elevará também. Essa elevação faz com que os rins excretem o volume excessivo, normalizando, assim, a pressão. O aumento do volume de líquido pode elevar a pressão arterial por aumentar o débito cardíaco ou a resistência periférica total: O mecanismo geral pelo qual o aumento do volume do líquido extracelular pode elevar a pressão arterial, se a capacidade vascular não for aumentada ao mesmo tempo, é mostrado na figura abaixo. A importância do sal (nacl) no esquema rim-líquidos corporais para o controle da pressão arterial: Estudos experimentais mostraram que o aumento da ingestão de sal tem probabilidade muito maior de elevar a pressão arterial que a elevação da ingestão de água. O motivo desse achado é que a água pura é normalmente excretada pelos rins, com quase a mesma rapidez com que é ingerida, o que não ocorre com o sal. O acúmulo de sal no corpo também eleva, de modo indireto, o volume de líquido extracelular por dois motivos básicos: • Quando ocorre excesso de sal no líquido extracelular, a osmolalidade do líquido aumenta, o que estimula o centro da sede no encéfalo, fazendo com que a pessoa beba quantidade maior de água para normalizar a concentração extracelular de sal. Isso eleva o volume do líquido extracelular. • O aumento da osmolalidade, causado pelo sal em excesso no líquido extracelular, estimula também o mecanismo secretor do hipotálamo-hipófise posterior, que passa a liberar maior quantidade de hormônio antidiurético. Esse hormônio faz com que os rins reabsorvam quantidade muito aumentada de água pelos túbulos renais, reduzindo o volume excretado de urina e elevando o volume do líquido extracelular. Assim, por essas razões importantes, a quantidade de sal acumulada no corpo é o principal determinante do volume do líquido extracelular. Como apenas pequenos aumentos do volume do líquido extracelular e do sangue podem, com frequência, elevar muito a pressão arterial, se a capacidade vascular não aumentar ao mesmo tempo, o acúmulo extra de pequena quantidade de sal no corpo pode acarretar elevação considerável da pressão arterial. Entretanto, isso somente é verdade quando a acumulação de excesso de sal leva a um aumento no volume sanguíneo e se, ao mesmo tempo, não eleva a capacidade vascular. 21 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 O sistema renina-angiotensina: seu papel no controle da pressão arterial ↠ Além da capacidade dos rins de controlar a pressão arterial por meio de alterações do volume do líquido extracelular, os rins têm também outro potente mecanismo de controle da pressão: o chamado sistema renina-angiotensina. ↠ A renina é enzima proteica liberada pelos rins quando a pressão arterial cai para níveis muito baixos. Sua resposta consiste em elevar a pressão arterial de diversos modos, contribuindo para a correção da queda inicial da pressão. ↠ Os estímulos que ativam a via SRA são todos relacionados direta ou indiretamente à baixa pressão arterial: • As células granulares são sensíveis à pressão arterial. Elas respondem à baixa pressão arterial nas arteríolas renais, secretando renina. • Os neurônios simpáticos, ativados pelo centro de controle cardiovascular quando a pressão arterial diminui, terminam nas células granulares e estimulam a secreção de renina. • A retroalimentação parácrina – da mácula densa no túbulo distal para as células granulares – estimula a liberação de renina. Quando o fluxo de líquidoatravés do túbulo distal é alto, as células da mácula densa liberam sinais parácrinos, que inibem a liberação de renina. Quando o fluxo de líquido no túbulo distal diminui, as células da mácula densa sinalizam para as células granulares secretarem renina. COMPONENTES DO SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA: ↠ A renina é sintetizada e armazenada em forma inativa chamada pró- renina nas células justaglomerulares (células JG) dos rins. As células JG são células musculares lisas modificadas, situadas principalmente nas paredes das arteríolas aferentes imediatamente proximais aos glomérulos. ↠ Quando a pressão arterial cai, reações intrínsecas dos rins fazem com que muitas das moléculas de pró-renina nas células JG sejam clivadas, liberando renina. A maior parte da renina é liberada no sangue que perfunde os rins para circular pelo corpo inteiro. Entretanto, pequenas quantidades de renina permanecem nos líquidos locais dos rins onde exercem diversas funções intrarrenais. ↠ A renina é enzima, e não substância vasoativa. Ela age enzimaticamente sobre outra proteína plasmática, a globulina referida como substrato de renina (ou angiotensinogênio), liberando peptídeo com 10 aminoácidos, a angiotensina I. A angiotensina I tem ligeiras propriedades vasoconstritoras, mas não suficientes para causar alterações significativas na função circulatória. A renina persiste no sangue por 30 minutos a 1 hora e continua a causar a formação de angiotensina durante todo esse tempo. 22 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 ↠ Alguns segundos após a formação de angiotensina I, dois aminoácidos adicionais são removidos da angiotensina I, formando o peptídeo de oito aminoácidos angiotensina II. Essa conversão ocorre, em grande parte, nos pulmões, enquanto o sangue flui por seus pequenos vasos catalisados pela enzima conversora de angiotensina presente no endotélio dos vasos pulmonares. Outros tecidos, tais como rins e vasos sanguíneos, também contêm enzimas conversoras e, portanto, formam localmente angiotensina II. ↠ A angiotensina II é vasoconstritor extremamente potente, e ela afeta a função circulatória por outros modos. Entretanto, ela persiste no sangue por apenas 1 ou 2 minutos por ser rapidamente inativada por múltiplas enzimas sanguíneas e teciduais, coletivamente chamadas de angiotensinases. ↠ A angiotensina II exerce dois efeitos principais capazes de aumentar a pressão arterial. O primeiro, a vasoconstrição em muitas áreas do corpo, ocorre com muita rapidez. A vasoconstrição se dá, de modo muito intenso, nas arteríolas e com intensidade muito menor nas veias. A constrição das arteríolas aumenta a resistência periférica total, elevando, dessa forma, a pressão arterial. Além disso, a leve constrição das veias promove o aumento do retorno venoso do sangue para o coração, contribuindo para o maior bombeamento cardíaco contra a pressão elevada. ↠ O segundo meio principal, pelo qual a angiotensina II eleva a pressão arterial, é a diminuição da excreção de sal e de água pelos rins. Essa ação eleva lentamente o volume do líquido extracelular, o que aumenta a pressão arterial durante as horas e dias subsequentes. Esse efeito a longo prazo, agindo pelo mecanismo de controle do volume do líquido extracelular, é ainda mais potente que a vasoconstrição aguda na elevação eventual da pressão arterial. ↠ Quando a ANG II no sangue alcança a glândula suprarrenal, ela estimula a síntese e a liberação da aldosterona. Por fim, no néfron distal, a aldosterona desencadeia as reações intracelulares que estimulam a reabsorção de Na+ pelo túbulo renal. O PAPEL DO SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA NA MANUTENÇÃO DA PRESSÃO ARTERIAL NORMAL A DESPEITO DE GRANDES VARIAÇÕES NA INGESTÃO DE SAL: ↠ Uma das mais importantes funções do sistema reninaangiotensina é a de permitir que a pessoa ingira quantidades muito pequenas ou muito grandes de sal, sem apresentar grandes variações do volume do líquido extracelular ou da pressão arterial. ↠ Essa função é explicada pelo esquema abaixo, que mostra o efeito inicial do aumento da ingestão de sal como sendo o de elevar o volume do líquido extracelular que, por sua vez, aumenta a pressão arterial. Então, a pressão arterial elevada aumenta o fluxo sanguíneo pelos rins, além de outros efeitos, reduz a secreção de renina para nível muito mais baixo e provoca, sequencialmente, a redução da retenção renal de sal 23 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 e água, a quase normalização do volume do líquido extracelular e, por fim, a quase normalização da pressão arterial. ↠ Assim, o sistema renina-angiotensina é mecanismo de feedback automático, que contribui para a manutenção da pressão arterial em níveis próximos aos normais, mesmo quando a ingestão de sal é aumentada. Ao contrário, quando a ingestão de sal diminui para abaixo da normal ocorrem efeitos opostos. ANGIOTENSINA II: ↠ A angiotensina II é um hormônio notável, com efeitos adicionais que levam ao aumento da pressão arterial. Essas ações fazem da ANG II um hormônio importante por si só, não meramente como uma etapa intermediária na via de controle da aldosterona. ↠ A angiotensina II tem efeitos significativos no equilíbrio hídrico e na pressão arterial, além de estimular a secreção de aldosterona, demonstrando a função integrada dos sistemas renal e circulatório. A ANG II aumenta a pressão arterial tanto direta quanto indiretamente através de cinco mecanismos adicionais: • A ANG II aumenta a secreção de vasopressina. Receptores de ANG II no hipotálamo iniciam este reflexo. A retenção de líquido nos rins sob a influência da vasopressina ajuda a conservar o volume sanguíneo, mantendo, assim, a pressão arterial. • A ANG II estimula a sede. A ingestão de líquido é uma resposta comportamental que aumenta o volume sanguíneo e eleva a pressão arterial. • A ANG II é um dos mais potentes vasoconstritores conhecidos em seres humanos. A vasoconstrição faz a pressão arterial aumentar sem que ocorra mudança no volume sanguíneo. • A ativação de receptores de ANG II no centro de controle cardiovascular aumenta a estimulação simpática do coração e dos vasos sanguíneos. A estimulação simpática aumenta o débito cardíaco e a vasoconstrição, os quais aumentam a pressão arterial. • A ANG II aumenta a reabsorção de Na + no túbulo proximal. • A ANG II estimula um transportador apical, o trocador Na+ -H + (NHE). A reabsorção de sódio no túbulo proximal é seguida pela reabsorção de água, de forma que o efeito resultante é a reabsorção isosmótica do líquido, conservando volume. • A angiotensina promove constrição das arteríolas renais, o que diminui o fluxo sanguíneo pelos rins. O lento fluxo sanguíneo reduz a pressão nos capilares peritubulares, provocando a rápida reabsorção de líquido pelos túbulos. • Angiotensina II é também um dos mais potentes estimuladores da secreção de aldosterona pelas glândulas suprarrenais. Uma vez que esses efeitos de aumento da pressão causados pela ANG II se tornaram conhecidos, não foi uma surpresa as companhias farmacêuticas começarem a buscar por fármacos que bloqueassem a ANG II. Essas pesquisas resultaram no desenvolvimento de uma nova classe de fármacos anti- hipertensivos, chamados de inibidores da ECA. Esses medicamentos bloqueiam a conversão de ANG 24 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 I em ANG II mediada pela ECA, ajudando, assim, a relaxar os vasos sanguíneos e baixar a pressão arterial. Entretanto, os inibidores da ECA causam efeitos colaterais em alguns pacientes. A ECA inativa uma citocina chamada de bradicinina. Quando a ECA é inibidapor medicamentos, os níveis de bradicinina aumentam, e, em alguns pacientes, isso produz uma tosse seca. Uma solução foi o desenvolvimento de fármacos chamados de bloqueadores dos receptores de angiotensina, que bloqueiam os efeitos da ANG II sobre a pressão arterial ligando-se aos receptores AT1. RAPIDEZ E INTENSIDADE DA RESPOSTA PRESSÓRICA VASOCONSTRITORA AO SISTEMA RENINA- ANGIOTENSINA: ↠ A figura abaixo mostra experimento, demonstrando o efeito da hemorragia sobre a pressão arterial em duas condições distintas: com funcionamento do sistema renina-angiotensina; e sem seu funcionamento (o sistema foi interrompido por anticorpo bloqueador de renina). Note que, após a hemorragia - suficiente para causar diminuição da pressão arterial para 50 mmHg -, a pressão arterial se elevou novamente para 83 mmHg, quando o sistema renina-angiotensina estava funcional. Ao contrário, elevouse apenas para 60 mmHg quando o sistema estava bloqueado. ↠ Esse fenômeno mostra que o sistema reninaangiotensina é suficientemente potente para elevar a pressão arterial, no mínimo, até a metade do normal alguns minutos após hemorragia intensa. Portanto, em alguns casos, esse pode ser o mecanismo salvador da vida para o corpo, em especial no choque circulatório. Note também que o sistema vasoconstritor reninaangiotensina precisa de cerca de 20 minutos para ser ativado. Desse modo, seu controle da pressão arterial é mais lento que os reflexos nervosos e o sistema simpático norepinefrina-epinefrina. A ALDOSTERONA CONTROLA O EQUILÍBRIO DO SÓDIO: A reabsorção de sódio não aumenta diretamente a baixa pressão arterial, mas a retenção de Na+ aumenta a osmolalidade, o que estimula a sede. Quando a pessoa bebe mais líquido, o volume do LEC aumenta. Quando o volume do sangue aumenta, a pressão arterial também aumenta. EQUILÍBRIO DO SÓDIO E DO VOLUME DO LEC: A adição de NaCl no corpo aumenta a osmolalidade. Este estímulo desencadeia duas respostas: a secreção de vasopressina e a sede. A vasopressina liberada faz os rins conservarem água (por reabsorção de água do filtrado) e concentrarem a urina. 25 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 ↠ A regulação dos níveis sanguíneos de Na + ocorre através de uma das vias endócrinas mais complicadas do corpo humano. A reabsorção de Na+ nos túbulos distais e ductos coletores renais é regulada pelo hormônio esteroide aldosterona: quanto mais a aldosterona, maior a reabsorção de Na+ . Devido a uma das ações da aldosterona ser o aumento da atividade da Na+ -K + - ATPase, ela também promove a secreção de K + . ↠ A aldosterona é um hormônio esteroide sintetizado no córtex da glândula suprarrenal, a porção externa da glândula que se situa no topo de cada rim. Assim como outros hormônios esteroides, a aldosterona é secretada no sangue e transportada por uma proteína carreadora até seu alvo. O sítio primário da ação da aldosterona é o último terço do túbulo distal e a porção do ducto coletor que percorre o córtex do rim (o ducto coletor cortical). O alvo primário da aldosterona são as células principais (células P). 26 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 ↠ A aldosterona entra nas células P por difusão simples. Uma vez em seu interior, ela se liga a um receptor citoplasmático. Na fase inicial da sua ação, canais de Na + e K + na membrana apical aumentam seu tempo de abertura sob a influência de uma molécula sinalizadora ainda não identificada. ↠ Com o aumento dos níveis intracelulares de Na+ , a atividade da Na+ -K + -ATPase aumenta, transportando o Na + citoplasmático para o LEC e captando do LEC para o interior da célula P. O resultado é um rápido aumento da reabsorção de Na + e da secreção de K+ que não requer a síntese de novos canais ou proteínas ATPase. Na fase mais lenta da ação da aldosterona, canais e bombas recém-sintetizados são inseridos na membrana das células epiteliais. ↠ Observe que a resbasorção de Na+ e água é regulada separadamente no néfron distal. A água não segue automaticamente a reabsorção do Na+ : a vasopressina precisa estar presente para tornar o epitélio do néfron distal permeável à água. Em contrapartida, a reabsorção do Na + no túbulo proximal é automaticamente seguida pela reabsorção da água, pois o epitélio do túbulo proximal é sempre livremente permeável à água. ↠ Existem dois estímulos principais que controlam a secreção fisiológica da aldosterona: o aumento da concentração extracelular de K+ e a queda da pressão sanguínea. Níveis elevados de K + atuam diretamente sobre o córtex da glândula suprarrenal em um reflexo que protege o corpo da hipercalemia. O decréscimo da pressão sanguínea ativa uma via complexa, o que resulta na liberação de um hormônio, a angiotensina II, que estimula a secreção de aldosterona em muitas situações. EQUILÍBRIO DO POTÁSSIO: ↠ A aldosterona (mas não outros componentes do SRA) exerce um papel fundamental na homeostasia do potássio. Apenas cerca de 2% da carga de K + no corpo está presente no LEC, porém mecanismos reguladores mantêm a concentração plasmática de K + em uma faixa bastante estreira (3,5-5 mEq/L). ↠ Sob condições normais, o balanço das massas iguala a excreção de K + com a sua ingestão. Se a ingestão excede a excreção e o K + no plasma aumenta, a aldosterona é liberada para o sangue pelo efeito direto da hipercalemia no córtex da glândula suprarrenal. A ação da aldosterona sobre as células P do néfron distal mantém os canais iônicos dessas células abertos por mais tempo e aumenta a atividade da bomba Na+ -K + -ATPase, aumentando a excreção renal de K +. 27 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 ↠ A regulação dos níveis de potássio no corpo é essencial para a manutenção de um estado de bem- estar. Mudanças nos níveis extracelulares de K + afetam o potencial de repouso da membrana de todas as células. Se a concentração plasmática (e do LEC) de K + diminui (hipocalemia), o gradiente de concentração entre a célula e o LEC torna-se maior, mais K + deixa a célula, e o potencial de repouso da membrana torna-se mais negativo. Se a concentração de K + no LEC aumenta (hipercalemia), o gradiente de concentração diminui e mais K + permanence nas células, despolarizando-as. (Lembre-se que quando a concentração plasmática de K + se altera, ânions, como o Cl- , também são adicionados ou removidos do LEC em uma relação 1:1, mantendo a neutralidade elétrica geral.). Devido a seus efeitos em tecidos excitáveis, como o coração, os médicos estão sempre preocupados em manter a concentração plasmática de K + dentro de sua faixa normal. Se a concentração de K + cai abaixo de 3 mEq/L ou sobe acima de 6 mEq/L, os tecidos excitáveis musculares e nervosos começam a apresentar alterações em suas funções. Por exemplo, a hipocalemia causa fraqueza muscular, uma vez que é mais difícil para neurônios e músculos hiperpolarizados dispararem potenciais de ação. O perigo dessa condição está na insuficiência dos músculos respiratórios e do coração. Felizmente, a fraqueza do músculo esquelético geralmente é significativa o bastante para levar os pacientes a buscarem tratamento antes que ocorram problemas cardíacos. A hipocalemia moderada pode ser corrigida por meio da ingestão oral de suplementos e alimentos ricos em K + , como suco de laranja e bananas. A hipercalemia é o distúrbio de potássio mais perigoso, porque, neste caso, a despolarização dos tecidos excitáveis os torna mais excitáveis inicialmente. Subsequentemente, as células são incapazes de se repolarizar completamente e, na verdade, tornam-se menos excitáveis. Nesse estado, elas apresentam potenciaisde ação que são menores do que o normal ou inexistentes. Alterações na excitabilidade do músculo cardíaco devido a alterações na concentração plasmática de K + podem levar a arritmias cardíacas. Resumo da via renina-angiotensina-aldosterona (RAA) controla a secreção de aldosterona. 1. Desidratação, deficiência de Na+ e hemorragia são estímulos que iniciam a via da renina- angiotensina-aldosterona. 2. Diminuição do volume sanguíneo; 3. Queda da pressão arterial; 4. Estímulo das células renais justaglomerulares, para secretar a enzima renina. 5. Nível de renina no sangue aumenta; 6. A renina converte a angiotensina em angiotensina I; 7. Altos níveis de angiotensina I no sangue; 8. Conforme o sangue flui pelos capilares, sobretudo dos pulmões, a enzima conversora de angiotensina (ECA) converte angiotensina I no hormônio angiotensina II. 9. Nível sanguíneo de angiotensina II sobe; 10. Angiotensina II estimula o córtez da suprarrenal a secretar aldosterona; 11. Níveis de aldosterona aumentam no sangue que circula para os rins; 28 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 23/05/2024 12. Nos rins, a aldosterona aumenta a reabsorção de Na+, que, por sua vez, promove a reabsorção de água por osmose. Em consequência disso, perde-se menos água na urina. A aldosterona também estimula os rins a intensificarem a secreção de K+ e H+ na urina. 13. Volume sanguíneo aumenta; 14. PA volta ao normal; 15. A angiotensina II também estimula a contração da musculatura lisa das paredes das arteríolas. A constrição resultante das arteríolas aumenta a pressão sanguínea e, desse modo, ajuda a elevar a pressão de volta ao normal; 16. Além da angiotensina II, um segundo fator que estimula a secreção de aldosterona é uma concentração maior de K+ no sangue (ou líquido intersticial). A diminuição no nível sanguíneo de K+ produz o efeito oposto.