MECANISMOS DE CONCENTRAÇÃO E DILUIÇÃO DA URINA REGULAÇÃO DA OSMOLARIDADE DOS FLUIDOS...

MECANISMOS DE CONCENTRAÇÃO E DILUIÇÃO DA URINA

REGULAÇÃO DA OSMOLARIDADE DOS FLUIDOS CORPORAIS

Entram nas alças finas descendentes da alça de Henle,

cerca 33 % do volume filtrado

32,4 mL/mim

Composição: solução quase só de NaCl

Osm: 290 mOsm/L

MECANISMO CONTRACORRENTE DE GERAÇÃO DA HIPERTONICIDADE MEDULAR

mOsm/LASCDESC ASCDESC

NÉFRONS SUPERFICIAIS (MAIORIA)

NÉFRONS JUSTAMEDULARES (MINORIA)

600 mOsm

1300 mOsm

600 mOsm

1300 mOsm

Não passa água

H2OSegmento fino

ascendente

Rebasorve cerca de 2% do Na+ filtrado - Fluxo passivo de NaCl(secreta ureia proveniente de ducto coletor medular)

Sem reabsorção de H2O – Impermeável a água

COMEÇA A DILUIR A URINA

600 mOsm

1300 mOsm

Fluxo passivo de NaCl

Espaço peritubular

SEGMENTO ESPESSO ASCENDENTE

Reabsorve cerca de 25 % do Na+ filtrado

Não reabsorve água

Dilui o fluido tubular

Concentra o interstício

InterstícioLuz

Segmento espesso da alça de Henle

Transporte eletroneutro

[Na+] e [Cl-]

2 K+ATP

Impermeável à água

2 K+ATP

[Cl-]+ -

Espessoimpermeável

a água

Osmolaridade

300 DUCT

Fino descendenteAltamentepermeável

a água

SISTEMA MULTIPLICADOR EM CONTRACORRENTE

Efeito unitário ativo (ΔOsmol = 200)

impermeável a água

300 DUCT

impermeável a água

300 DUCT

Altamentepermeável

a água

Fluxo de água

400 DUCT

Equilíbrio osmótico

400 DUCT

Movimento

400 DUCT

500 DUCT

Restabelecimento do gradiente osmótico de 200 mOsmEquilíbrio osmótico

400 DUCT

Movimento e equilíbrio osmótico

550 DUCT

Restabelecimento do gradiente osmótico de 200Equilíbrio osmótico

450 DUCT

Movimento e equilíbrio osmótico 150

Restabelecimento do gradiente osmótico de 200

Movimento e equilíbrio osmótico

Restabelecimento do gradiente osmótico de 200

Efeito unitário$ 100 ou 200 mOsm

Ricosou 1.200 mOSm

Efeito multiplicador contracorrente:

ponha a turma para andar

Após algum tempo, esse

gradiente estará

estabelecido.

Quanto mais longo o

percurso (a alça), mais

ricos (mais concentrado)

ficarão os da curva.

Se correrem muito

(aumento de fluxo) parte

da capacidade de

enriquecer (de concentrar)

será perdida.

equilíbrio osmótico Restabelecimento do gradiente osmótico de 200 AQ2

A reabsorção de H2O em coletor faz com que o

fluido tubular entre em equilíbrio osmótico com

o interstício medular

Hormônioantidiurético

O Hormônio Antidiurético (HAD) insere canais para água

(AQ2) em membrana de células de ducto coletor

Células principais

γ βα

Receptor V2 para HADHAD

ACαATP

PKAFosforilação de proteínas

NÚCLEO

Ativação gene AQ2

Proteínas envolvidas com exocitose

MECANISMOS DA MEDULA INTERNA PERMITEM CONCENTRAR

A URINA AINDA MAIS ...

Néfrons justamedulares

Segmento espesso

Permeável a água

Impermeável a água

Permeável a água e ureia

700 700 500 MEDULA EXTERNA

MEDULA INTERNA

Néfrons justamedulares

Segmento espesso

Permeável a água

Impermeável a água

700 700 500

825 825

Movimento

Efeito unitário passivo

700 700 500

Difusão de NaCl do segmento fino ascendente para o interstício elevando a

tonicidade medular

A recirculação de ureia entre o final do túbulo coletor e

a porção ascendente fina da alça de Henle é essencial à

formação de uma medula hipertônica e à excreção de

uma urina concentrada ao máximo

Vasos retos na manutenção da

hipertonidade medular

Vasos retos descendentes:Perdem águaGanham solutos

Vasos retos ascendentes:Ganham águaPerdem solutos

Na saída, há uma maior quantidade de água e de solutos do que entrou

Como funciona a regulação da excreção renal de água?

Balanço de água nas 24 horas:

Entradas: - Ingestão de água (1,2 L)- Água dos alimentos (1,0 L)- Água produzida pelo metabolismo (0,3 L)

Saídas: - Perda insensível (0,7 L)- Suor (0,1 L)- Fezes (0,2 L)- Urina (1,5 L)

Se, temporariamente, houver diferença entre a entrada e saída de água,

haverá mudança na concentração total de solutos, e mudança na

osmolalidade. No extracelular, haverá mudança na concentração de Na+,

o soluto mais abundante.

Perda de água: aumento da osmolalidade

Ganho de água: diminuição da osmolalidade

VOL. INTRACELULAR

VOL. EXTRACELULAR

~42 L H2O TOTAL

[K+] = 150 mmol/L

[Na+] = 10 mmol/L

[K+] = 4 mmol/L

[Na+] = 140 mmol/L

Volumes dos compartimentos do organismo

VOL. INTRACELULAR

VOL. EXTRACELULAR

~42 L H2O TOTAL

[K+] = 150 mmol/L

[Na+] = 10 mmol/L

[K+] = 4 mmol/L

[Na+] = 140 mmol/L

Se a osmolalidade do extracelular cai, entra água nas células, até as osmolalidades se igualarem.

VOL. INTRACELULAR

VOL. EXTRACELULAR

~42 L H2O TOTAL

[K+] = 150 mmol/L

[Na+] = 10 mmol/L

[K+] = 4 mmol/L

[Na+] = 140 mmol/L

Se a osmolalidade do extracelular aumenta, sai água das células, até as osmolalidades se igualarem.

PRODUÇÃO e LIBERAÇÃO HAD e MECANISMO DA SEDE

Osmoreceptores:

Org. vasc da lâmina terminal

Org. subfornical do hipotálamo

Núcleos supraóptico e

paraventricular

A regulação do balanço de água é coordenada no Hipotálamo

Os sinais processados no hipotálamo serão traduzidos em:

- Sensação de sede

- Liberação de Arginina Vasopressina (AVP) ou HormÔnio antidiurético (HAD)

Ambas as respostas são disparadas por aumento de osmolaridade do plasma

Baylis PH, 1987.

Em: R. Greger e U. Windhorst

REGULANDO O BALANÇO DE ÁGUA, O ORGANISMO CONTROLA A OSMOLARIDADE.

SE A OSMOLARIDADE SE MANTÉM CONSTANTE, O VOLUME INTRACELULAR SE

MANTÉM CONSTANTE.

A REGULAÇÃO DO VOLUME EXTRACELULAR É FEITA REGULANDO O

BALANÇO DE SÓDIO

A excreção renal de Na+ é o parâmetro ajustado para

preservar o volume extracelular em um nível apropriado.

Os mecanismos de regulação de volume extracelular controlam a quantidade de osmoles do extra, onde o principal soluto é Na+.

SE HÁ AUMENTO OU REDUÇÃO NA INGESTÃO DE Na+, A CONCENTRAÇÃO DE Na+

NO MEIO EXTRACELULAR NÃO VARIA, PORQUE SE O ORGANISMO TEM

MECANISMOS NORMAIS DE REGULAÇÃO DA OSMOLARIDADE, ÁGUA É RETIDA

(OU PERDIDA) NO (DO) ORGANISMO NA MESMA PROPORÇÃO E A

CONCENTRAÇÃO DE Na+ NÃO VARIA.

AUMENTO DA INGESTÃO DE SÓDIO

-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60

Ing Na 20DIAS

BALANÇO DE SÓDIO

Ingestão/excreção, mmoL/24h

-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60

Ing Na 20 150 20

BALANÇO DE SÓDIO

-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60

Ing Na 20 150 20

BALANÇO DE SÓDIO

- 158 mmol Na+

- 1,1 L H2O

+ 158 mmol Na+

+ 1,1 L H2O

Se aumentamos a ingestão de NaCl, retemos água

proporcionalmente e o peso corporal aumenta.

SE A CONCENTRAÇÃO DE Na+ NÃO VARIA E A FILTRAÇÃO GLOMERULAR NÃO SE

ALTERA, A QUANTIDADE FILTRADA DE Na+ NÃO MUDA.

POR QUE CONSEGUIMOS EXCRETAR A MESMA QUANTIDADE DE Na+ QUE

PASSAMOS A INGERIR POUCOS DIAS APÓS AUMENTAR O Na+ DA DIETA?

COMO OS RINS RESPONDEM A UMA QUEDA NA

INGESTÃO DE SÓDIO?

-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60

Ing Na 150

BALANÇO DE SÓDIO

-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60

Ing Na 150 20

BALANÇO DE SÓDIO

-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60

Ing Na 150 20

BALANÇO DE SÓDIO

-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60

Ing Na 150 20 150

BALANÇO DE SÓDIO

-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60

Ing Na 150 20 150

BALANÇO DE SÓDIO

-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60

Ing Na 150 20 150

BALANÇO DE SÓDIO

-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60

Ing Na 150 20 150

BALANÇO DE SÓDIO

- 158 mmol Na+

- 1,1 L H2O

+ 158 mmol Na+

+ 1,1 L H2O

SE A CONCENTRAÇÃO DE Na+ NÃO VARIA E A FILTRAÇÃO GLOMERULAR NÃO SE

ALTERA, A QUANTIDADE FILTRADA DE Na+ NÃO MUDA.

POR QUE CONSEGUIMOS EXCRETAR A MESMA QUANTIDADE DE Na+ QUE

PASSAMOS A INGERIR POUCOS DIAS APÓS REDUZIR O Na+ DA DIETA?

A REGULAÇÃO DO BALANÇO DE Na+ A LONGO PRAZO DEPENDE DO ESTADO DE

ENCHIMENTO VASCULAR. PORQUE A FINALIDADE DO BALANÇO DE Na+ É

MANTER BOA PERFORMANCE CARDIOCIRCULATÓRIA.

O OBJETIVO É MANTER CADA CÉLULA DO ORGANISMO RECECENDO SANGUE

ADEQUADAMENTE.

Os sensores monitoram um parâmetro físico – estiramento ou tensão – que serve como um índice de função circulatória.

Sensores para a homeostase de volume:(Sistema aferente)

- Sensores cardiopulmonares (enchimento cardíaco)- Sensores arteriais (débito cardíaco)

(sensores na caixa toráxica)

- Sensores renais (perfusão renal)

Sensores cardiopulmonares:- Sensores atriais - Sensores ventriculares e pulmonares

Estes receptores são terminações nervosas não mielinizadas do nervo vago.

Langer GAem: R. Greger e U. Windhorst

Pressão atrial

Sinais das terminações nervosasSensores de estiramento

Nervo vago direitoNervo vago esquerdo

Fibras barorreceptoras

(sensíveis a estiramento)

Corpos aórticos

Artéria pulmonar

Sensores de estiramento no lado arterial

Nervo glossofarígeoArtéria carótida externa

Nervo vago

Seio carotídeo

(barorreceptores: sensíveis a

estiramento)

Corpo carotídeo

Sensores de estiramento no lado arterial

rial m

Pressão Arterial

Impulsos no nervo do seio carotídeo

Ilustração esquemática do padrão de disparo de potenciais de ação no nervo do seio carotídeo

Despolarização

Elevação a 125 mmHg

Redução a75 mmHgDi

Tensão na parede do vaso

Volume sangüíneo

Receptores de tensão

Vias aferentes

Centro vasomotor +

Eferentes simpáticos

-Excreção de Na+

Influxo simpático aos néfrons

Tensão na parede do vaso

-Volume sangüíneo

Receptores de tensão inibidos

Vias aferentes inativas

Centro vasomotor

Eferentes simpáticos

Influxo simpático aos néfrons

Excreção de Na+ e H2O

Sensores Renais:

Aparelho Justaglomerular

Barajas L.Am J Physiol 237:F333, 1979Em: The Kidney - Brenner e Rector

Renina

a. aferente

Barorreceptor

Mácula densa Renina

Mecanismo barorreceptor na regulação da secreção de renina

. Modificação da liberação de renina em resposta a estiramento das

células justaglomerulares

Secreção de renina é inversamente relacionada à pressão de perfusão:

• Varia apenas levemente com pressões entre 160 mmHg e 95 mmHg,

• Em pressões abaixo de 95 mmHg, há grande aumento da secreção de renina

Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona (SRAA)

Renina é também liberada por:

• Mecanismo neural (simpático)

Estímulo de b-adrenoceptores de células granulares justaglomerulares

aumenta a liberação de renina (aumento do AMPc celular)

• Mecanismo via mácula densa

Redução do volume circulante e da filtração glomerular reduzem a

quantidade de NaCl em mácula densa e estimula a liberação de renina.

Uma vez ativados, os sensores ativam os seguintes sistemas de sinais hormonais ou neurais:

. Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona

. Sistema Nervoso Simpático

. Arginina-Vasopressina (AVP) ou HAD

. Peptídeo Atrial Natriurético

Ações da angiotensina II nos rins:

- Vasoconstrição de arteríolas, principalmente da arteríola

eferente.

. Redução da filtração glomerular

- Aumento da reabsorção de solutos e água em túbulos

proximais.

- Diminuição do fluxo sanguíneo em vasos retos e aumento da

osmolalidade medular.

Angiotensina estimula a

produção e liberação de

ALDOSTERONA

Filtração10.000 mg/dia

+-ALDO

ALDOENaC

+- +-Filtração10.000 mg/dia

ALDOENaC

+- +-Filtração10.000 mg/dia

ALDOENaC

ALDOSTERONA:Conservadora de Sódio

Espoliadora de Potássio

Inervação Renal:(Sistema eferente)

Sistema nervoso simpático

Principal neurotransmissor: norepinefrina

Mecanismo efetor

Estimulação simpática (redução do volume vascular):- Redução no fluxo plasmático renal e na filtração glomerular- Aumento da reabsorção tubular proximal de Na+

- Aumento da secreção de renina (SRAA)

Inibição simpática (quando há aumento do volume vascular):- Aumento no fluxo plasmático renal- Diminuição da reabsorção tubular proximal de Na+ - Diminuição da secreção de renina

Uma vez ativados, esses sensores ativam os seguintes sistemas de sinais hormonais ou neurais:

Vasopressina (HAD) é o ponto de integração entre balanço de Na+ e H2O

Uma comparação das sensibilidades dos

mecanismos osmorregulatórios e

barorregulatórios

Robertson GL, 1982 Em: R. Greger e U. Windhorst

Além do aumento da osmolalidade, a redução do vaolume circulante efetivo também

aumenta a liberação de HAD

Uma vez ativados, esses sensores ativam os seguintes sistemas de sinais hormonais ou neurais:

Peptídeo Natriurético Atrial

. Vasodilatação de arteríolas aferente e eferente

. Aumento do fluxo plasmático renal/ Redução na fração de

filtração (FF).

. Aumento do fluxo sanguíneo em vasos retos e redução da

osmolalidade medular.

. Inibe a liberação e a ação de AVP e AII

. Inibe a reabsorção de Na+ em coletor medular interno

(coletor papilar)

GMPc ativação de PKG (Ser/Thr cinase)

volume sanguíneo

Tensão na parede dos átrios

+Secreção do Fator Natriurético Atrial

Excreção de sódio

Reabsorção tubular de sódio

Regulação de osmolaridade e de volume extracelular estão intimamente relacionados, mas cada um dos sistemas usa sensores e efetores distintos:

SensoresOsmolaridade: osmorreceptores Volume: sensores de pressão e estiramento

Transdutores hormonaisOsmolaridade: HADVolume: Angiotensina - Aldosterona; sistema nervoso simpático; HAD e peptídeo atrial natriurético

Efetores

Osmolaridade: canais para H2O (ducto coletor); mecanismos da sede

Volume: excreção de Na+ (desde a filtração a mecanismos de reabsorção de Na+ em praticamente todo o nefro)

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