Post on 07-Apr-2016
Regulação de Volume
290 mOsm/L 290 mOsm/L
Osmolaridade do extracelular
[Na+]e x 2 = 280 mOsm/L
Outros ≈ 5 a 10 mOsm/L
A osmolaridade do extracelular é dada quase
que exclusivamente por Na+, Cl- e HCO3-
K+
Prot
eína
s
HCO3-
Outros
Intracelular
Na+
Cl-
HCO3-
140 mM
105 mM
25 mM
Extracelular
A regulação da osmolaridade resulta em regulação do
volume intracelular
Se a osmolaridade não muda, o volume intracelular
não muda
A alteração da osmolaridade, tanto aumento como
diminuição, pode ser muito danosa para o cérebro
Regulação da osmolaridade está relacionada com o ganho ou perda de água livre:
Osmolaridade alta[Na+]plasma alto
Ingerir água
Ganho renal de água (Tc H2O) (com HAD)
Osmolaridade baixa[Na+]plasma baixo
Perda renal de água (clearance de água livre)(sem HAD)
Restringir a ingestão de água
TcH2O
= Tranporte de H2O em coletor medular (externo e externo)
mL/min (fluxo) (água livre de solutos reabsorvida)
Clearance de água livre – ClH2O = Volume de água de fica na urina de modo a diluí-la abaixo da osmolaridade do plasma mL/min (fluxo) (água livre de solutos excretada)
Clearance osmolar
Uosm x VClosm = Posm
• Se a Uosm = Posm : Closm = V
• Se a Uosm < Posm : tem “água livre se solutos” diluindo a urina abaixo da Posm (ClH2O)
• Se a Uosm > Posm : “água livre de solutos” foi reabsorvida em coletor medular
de modo a concentrar a urina acima da Posm (TcH2O)
ClH2O = V – Closm
TcH2O = Closm - V
•Uosm = Osmolaridade urinária
• V = Fluxo urinário (mL/min)
• Posm = Osmolaridade plasmática
Fluxo de plasma depurado de todos os solutos
Aumento na [Na+]plasma (aumento da osmolaridade)
Há pouca água em relação ao Na+
Distúrbios no metabolismo da água manifestam-se por:
Defeito na capacidade de concentrar a urina: perda excessiva de água e hipernatremia
- Diabetes insípidus central: falta de HAD
- Diabetes insípidus nefrogênico: falta de receptor para HAD, falta de AQ2
Falta de ingestão de água ou perda de água por outras vias.
ou
Redução na [Na+]plasma(redução na osmolaridade)
Há muita água em relação ao Na+
Defeito na capacidade de diluir a urina:
Secreção inapropriada de HAD (SIHAD)
Uso de floxetina SIHAD
Uso de tiazídicos + ingestão livre de H2O
Uso de sildenafil (Viagra) + ingestão livre de água
(insersão de AQP2, independente de HAD)
Ingestão excessiva de água (polidipsia)
Regulação de Volume Extracelular
Regulação do balanço de Sódio
~28 L
VOL. INTRACELULAR
~14 L
VOL. EXTRACELULAR
~42 L H2O TOTAL
[K+] = 150 mmol/L
[Na+] = 10 mmol/L
[K+] = 4 mmol/L
[Na+] = 140 mmol/L
Indivíduo Adulto com 70 Kg
~28 L
VOL. INTRACELULAR
INTRAVASCULAR
(~5 L)
INTERSTICIAL
(~11 L)
~14 L
VOL. EXTRACELULAR
~42 L H2O TOTAL
[K+] = 4 mmol/L
[Na+] = 140 mmol/L
[K+] = 150 mmol/L
[Na+] = 10 mmol/L
~28 L
VOL. INTRACELULAR
INTRAVASCULAR
(~5 L)
INTERSTICIAL
(~11 L)
~14 L
VOL. EXTRACELULAR
~42 L H2O TOTAL
~28 L
VOL. INTRACELULAR
HEMÁCIAS (~2 L)INTERSTICIAL
(~11 L)
~14 L
VOL. EXTRACELULAR
~42 L H2O TOTAL
PLASMA (~ 3 L)
A distribuição de volume entre
compartimentos vascular e intersticial
é determinada por ΔP e Δπ e pela
permeabilidade do capilar
ΔP = Pcap – Pint
Δπ = πcap – πint
Intravascular Interstício
PHcap
πcap
PHint
πint
A excreção renal de Na+ e, consequentemente, de água é o
parâmetro ajustado para preservar o volume extracelular,
mais especificamente o volume plasmático, em um nível
apropriado à capacitância vascular.
A regulação do volume extracelular visa a preservação da pressão arterial para garantir adequada perfusão tecidual.
A REGULAÇÃO DO VOLUME EXTRACELULAR ESTÁ
INTIMAMENTE RELACIONADA À REGULAÇÃO DO
VOLUME SANGÜÍNEO
O CONCEITO DE VOLEMIA ARTERIAL EFETIVA
O VOLUME SANGUÍNEO NÃO É UM PARÂMETRO ADEQUADO. ÀS
VEZES ELE ESTÁ AUMENTADO MAS OS RINS COMPORTAM-SE COMO
SE ELE ESTIVESSE REDUZIDO
Fístula artério-venosa
(desvio do sangue arterial para a circulação venosa)
Retenção de sal de água
Os rins recebem menos sangue
Aumento da excreção de sal de água
Fechamento da fístula
Normalização do fluxo sanguíneo renal
• Insuficiência cardíaca com diminuição do volume de ejeção
• Vasodilatação em áreas específicas (insuficiência hepática)
• Hipoalbuminemia
Outras situações em que a volume extracelular pode estar normal ou aumentado mas a volemia efetiva é percebida como diminuída:
Volume extracelular estar normal mas a volemia efetiva é percebida como aumentada:
• IMERSÃO EM ÁGUA
Imersão em água – “Head-out”
Aumento do retorno venoso
Estimulação de sensores de
estiramento da caixa torácica
Aumento da excreção de sal de água
Imersão
Horas
Mas
sa e
xcre
tada
de
sódi
o
Imersão
Minutos%
de
redu
ção
em re
laçã
o à
pré-
imer
são
Atividade de renina no plasmaAldosterona plasmática
M. Epstein, 1976
Como o organismo reage às variações na
ingestão diária de sódio?
0
40
60
80
100
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140
160
-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60
mm
ol/2
4h
Ing Na 20
DIAS
BALANÇO DE SÓDIO
Ingestão/excreção, mmoL/24h
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ol/2
4h
Ing Na 20 150 20
DIAS
BALANÇO DE SÓDIO
Ingestão/excreção, mmoL/24h
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mm
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Ing Na 20 150 20
DIAS
BALANÇO DE SÓDIO
Ingestão/excreção, mmoL/24h
20
- 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.
O efeito de uma queda na ingestão de
sódio sobre a excreção de sódio
0
20
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-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60
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Ing Na 150
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BALANÇO DE SÓDIO
Ingestão/excreção, mmoL/24h
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Ing Na 150 20
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BALANÇO DE SÓDIO
Ingestão/excreção, mmoL/24h
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Ing Na 150 20
DIAS
BALANÇO DE SÓDIO
Ingestão/excreção, mmoL/24h
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ol/2
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Ing Na 150 20 150
DIAS
BALANÇO DE SÓDIO
Ingestão/excreção, mmoL/24h
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-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60
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ol/2
4h
Ing Na 150 20 150
DIAS
BALANÇO DE SÓDIO
Ingestão/excreção, mmoL/24h
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-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60
mm
ol/2
4h
Ing Na 150 20 150
DIAS
BALANÇO DE SÓDIO
Ingestão/excreção, mmoL/24h
0
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120
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-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60
mm
ol/2
4h
Ing Na 150 20 150
DIAS
BALANÇO DE SÓDIO
- 158 mmol Na+
- 1,1 L H2O
+ 158 mmol Na+
+ 1,1 L H2O
Ingestão/excreção, mmoL/24h
• Rins normais conseguem manter facilmente o balanço de sódio, mesmo
em face de variações amplas da ingestão desse íon
• Antes de os rins atingirem esse balanço, sempre ocorre uma pequena
retenção de sódio (na ingestão excessiva) ou depleção de sódio (quando a
ingestão é restringida)
• Essa pequena retenção ou depleção de sódio é sempre acompanhada de
retenção ou depleção de água, devido ao mecanismo da sede e à liberação
de HAD
• Esse pequeno volume retido (ou perdido) afeta exclusivamente o espaço
extracelular
• O organismo percebe essas pequenas variações e procura neutralizá-las
COMO A VOLEMIA EFETIVA INFLUENCIA OS RINS
NATRIURESE PRESSÓRICA
0
100
200
300
400
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180Pressão (mmHg)
z
Excreção de Sódio (mEq/ dia)
0
100
200
300
400
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180Pressão (mmHg)
z
Excreção de Sódio (mEq/ dia)
0
100
200
300
400
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180Pressão (mmHg)
z
Excreção de Sódio (mEq/ dia)
Mecanismo da natriurese pressórica:
• Aumento do fluxo sanguíneo medular
• Retração de transportadores de sódio em membrana apical de túbulos
proximais para vesículas subapicais
• outros?
A natriurese pressórica é importante, mas insuficiente para
garantir um controle fino do volume extracelular
Há necessidade de um sistema de controle mais refinado
BARORRECEPTORES E
INERVAÇÃO SIMPÁTICA DOS RINS
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
ECG
Pressão atrial
Sinais das terminações nervosasSensores de estiramento
Nervo vago direitoNervo vago esquerdo
Fibras barorreceptoras do
arco aórtico
(sensíveis a estiramento)
Aorta
Corpos aórticos
Artéria pulmonar
Sensores de estiramento no lado arterial
Nervo glossofarígeoArtéria carótida externa
Nervo vago
Fibras barorreceptores do
seio carotídeo
(sensíveis a estiramento)
Corpo carotídeo
Sensores de estiramento no lado arterial
Pressão arterial média
Centro coordenador
Vias aferentes
Medula +
Bararreceptores
Detector
+
Vias eferentes
Efetor
Coração Vasos
-
Bradicardia e vasodilatação -
Controle rápido da pressão arterial
O controle a longo prazo da pressão arterial envolve
a modulação da excreção renal de sal de água
• Por alteração na filtração glomerular (Qa e ∆P)
• Por alteração na reabsorção tubular de Na+ e H2O
As alterações na excreção renal de Na+ e H2O são
decorrentes da ativação, via sensores de estiramento, dos seguintes sistemas de sinais hormonais ou neurais:
. Sistema Nervoso Simpático
. Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona
. Arginina-Vasopressina (AVP) ou HAD
. Fator Atrial Natriurético (FAN)
. Sistema Nervoso Simpático
. Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona
. Arginina-Vasopressina (AVP) ou HAD
. Fator Atrial Natriurético
Ativação simpática nos rins
• Contração das arteríolas aferente e eferente, com redução no fluxo plasmático
renal e na filtração glomerular
Qa (Ra + Re)
Se Qa Filtração...
Ativação simpática nos rins
• Inervação simpática dos túbulos renais
• Em túbulos proximais: aumento da atividade de NHE3 e da Na+/K+-ATPase
NHE3
Na+ H2CO3
H+ HCO3- 3 HCO3
-
Na+
NBC1
2 K+
ATP3 Na+
Célula de túbulo proximal
Tensão na parede do vaso
+
Volume sangüíneo
Receptores de tensão
+
Vias aferentes
+
Centro vasomotor +
Eferentes simpáticos
-
-Excreção de Na+
+
Influxo simpático aos néfrons
-
Redução do volume sanguíneo
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
-
. Sistema Nervoso Simpático
. Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona
. Arginina-Vasopressina (AVP) ou HAD
. Fator Atrial Natriurético
Sensores Renais:
Aparelho Justaglomerular
Barajas L.Am J Physiol 237:F333, 1979Em: The Kidney - Brenner e Rector
Renina
a. aferente
Barorreceptor
Na+
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.
Cérebro
Pulmão
Fígado
Angiotensinogênio
Angiotensina I Angiotensina II
Adrenal
Rim
Angiotensina II
HAD
Aldosterona
Excreção de Na+ e H2O
Renina
• Contração das arteríolas, principalmente da eferente
AÇÕES DA ANGIOTENSINA II NOS RINS
πe
Qa (Ra + Re)
∆ P> Ra >> Re
Se Qa Filtração...
...Se ∆P Fração de filtração
Qa ∆ P
Filtração
Fração de filtração
πe
πe
PHReabsorção tubular
Pressão oncótica em capilar peritubular será maior
Pressão hidrostática em capilar peritubular será menor
Aumento da reabsorção em Tub. Prox.
Fatores físicos peritubulares
PHcpt
Angiotensina II aumenta a reabsorção de Na+ e H2O:
• ativação da troca Na+/H+ (NHE3)
• ativação de cotransporte Na+ - HCO3- (NBC1)
• ativação da Na+/K+-ATPase
NHE3
Na+ H2CO3
H+ HCO3- 3 HCO3
-
Na+
NBC1
2 K+
ATP3 Na+
Célula de túbulo proximal
• Angiotensina diminui o fluxo sanguíneo em vasos retos
menor remoção de solutos da medula
maior reabsorção de água em segmento fino descendente e em coletor
aumento do efeito multiplicador do sistema em contracorrente
aumento da reabsorção de água em coletor
ALDOSTERONA
DPte = - 55 mV
2 K+ATP
3 Na+
K+
Conexão e coletor cortical
Luz InterstícioNa+
K+
Principal
Intercalada b
Cl-
Intercalada α
ALDOSTERONA:
- POUPA Na+
- ELIMINA K+
Filtração10.000 mg/dia
ATP
+-
ENaC
MECANISMOS DE AÇÃO DA ALDOSTERONA
Receptor para aldosterona
Filtração10.000 mg/dia
ATP
+-ALDO
ENaC
MECANISMOS DE AÇÃO DA ALDOSTERONA
CÉLULAS PRINCIPAIS DO DUCTO COLETOR
Filtração10.000 mg/dia
ATP
+-
ALDOENaC
+- +-Filtração10.000 mg/dia
ATP
ALDOENaC
+- +-Filtração10.000 mg/dia
ATP
ALDOENaC
Na ausência de aldosterona:
O balanço de sódio ainda ocorre, mas de forma precária
Pequenas perdas líquidas podem provocar desidratações graves
Deficiência de aldosterona:
• Addison
• Uso prolongado de inibidores da enzima conversora de Ang I
A produção de ALDOSTERONA é estimulada por:
- Angiotensina II
- Aumento da concentração de K+ no plasma
- ACTH
• Sistema Nervoso Simpático
• Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona
• Arginina-Vasopressina (AVP) ou HAD
• Fator Natriurético Atrial
Vasopressina (HAD) é o ponto de integração entre balanço de Na+ e H2O
Uma comparação das
sensibilidades dos mecanismos
osmorregulatórios e
barorregulatórios
na produção e liberação de
vasopressina
Robertson GL, 1982 Em: R. Greger e U. Windhorst
Mudança relativa (%)
[AVP
] plas
ma (
pmol
/L)
Basal
Osmolaridade (mOsm/L)
Pressão
Volume
Vasopressina (Hormônio Antidiurético)
Células musculares
lisas Membrana basal
Célula enditelialNervo autônomo
Luz do vaso
γ β
αq GDP
Receptor V1
αq GTP
PLC RE
Núcleo
DAG + IP3Ca2+
Contração das células musculares lisas
Vasopressina
Célula muscular lisa
Constrição dos vasos (receptor V1)
Hormônio Antidiurético (vasopressina)
γ βα
Receptor V2 HAD
ACαATP
AMPc
PKAFosforilação de proteínas
NÚCLEO
Proteínas envolvidas com exocitose
AQ2
Ativação gene AQ2
Células principais
. Sistema Nervoso Simpático
. Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona
. Arginina-Vasopressina (AVP) ou HAD
• Fator Natriurético Atrial
Aumento do volume sanguíneo
Estiramento de células atriais
Fator Natriurético Atrial
Fator Atrial Natriurético
Aumento da excreção
de Sal e Água
• Vasodilatação renal• Inibição da reabsorção
de Na+ em ducto coletor medular
Fator Atrial Natriurético
. Vasodilatação de arteríolas aferente e eferente
GMPc ativação de PKG (Ser/Thr cinase)
GTP GMPc
FAN
Domínios guanilato ciclase
Filtração
πe
PHReabsorção tubular
Peptídeo Natriurético Atrial
Qa (Ra + Re)
∆ P> Ra >> Re
Ações antagônicas às da angiotensina II
Fração de filtração
πe
PHcpt
Fator Natriurético Atrial
. Aumento do fluxo sanguíneo em vasos retos
Maior remoção de solutos da medula
Menor capacidade de concentrar a urina
Menor reabsorção de água
GMPc ativação de PKG (Ser/Thr cinase)
GTP GMPc
PNA
Domínios guanilato ciclase
Fator Natriurético Atrial
GMPc ativação de PKG (Ser/Thr cinase)
GTP GMPc
FNA
Domínios guanilato ciclase
. Inibição da reabsorção de Na+ em coletor medular interno (coletor papilar)
. Inibição da liberação e da ação de AVP e AngII
volume sanguíneo
+
Tensão na parede dos átrios
+Secreção do Fator Natriurético Atrial
Excreção de sódio
Reabsorção tubular de sódio
-
Regulação da osmolaridade e do volume extracelular estão intimamente relacionados, mas cada um dos sistemas usa sensores e efetores distintos:
Sensores• Osmolaridade: osmorreceptores • Volume: sensores de pressão e estiramento
Transdutores hormonais• Osmolaridade: HAD• Volume: Angiotensina - Aldosterona; sistema nervoso simpático; HAD e fator
natriurético atrial
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) - principalmente no distal e coletor