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

300

500

700

900

1100

1300

mOsm/LASCDESC ASCDESC

NÉFRONS SUPERFICIAIS (MAIORIA)

NÉFRONS JUSTAMEDULARES (MINORIA)

600 mOsm

1300 mOsm

300

500

700

900

1100

1300


H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O



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

300

500

700

900

1100

1300


H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O



600 mOsm

1300 mOsm

Fluxo passivo de NaCl

Fluxo passivo de NaCl

Luz

Espaço peritubular

SEGMENTO ESPESSO ASCENDENTE

Reabsorve cerca de 25 % do Na+ filtrado

Não reabsorve água

Dilui o fluido tubular

Concentra o interstício

K+

+

InterstícioLuz

K+

Segmento espesso da alça de Henle

NKCC2

Na+K+

2 Cl-

Cl-

Transporte eletroneutro

H2O

[Na+] e [Cl-]

2 K+ATP

3 Na+

[Cl-]

Impermeável à água

+ -

K+

+K+

NKCC2

Na+K+

2 Cl-

Cl-

2 K+ATP

3 Na+

[Cl-]+ -

NaCl

Espessoimpermeável

a água

Osmolaridade

300

300

300

300

300

300

300

300 DUCT

O C

OLE

TOR

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Fino descendenteAltamentepermeável

a água

SISTEMA MULTIPLICADOR EM CONTRACORRENTE

Efeito unitário ativo (ΔOsmol = 200)

impermeável a água

300

300

300

300

300

300

300

300 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

400

400

400

400

400

400

400

400

200

200

200

200

200

200

200

200

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

impermeável a água

300

300

300

300

300

300

300

300 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

400

400

400

400

400

400

400

400

200

200

200

200

200

200

200

200

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Altamentepermeável

a água

Fluxo de água

400

400

400

400

400

400

400

400 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

400

300

400

400

400

400

400

400

200

200

200

200

200

200

200

200

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Equilíbrio osmótico

300

400

400

400

400

400

400

400 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

400

400

400

400

400

400

400

400

200

200

200

200

200

200

200

400

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Movimento

300

400

400

400

400

400

400

400 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

300

400

400

400

400

400

400

400

200

200

200

200

200

200

200

400

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl


350

400

400

400

400

400

400

500 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

350

400

400

400

400

400

400

500

150

200

200

200

200

200

200

300

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Restabelecimento do gradiente osmótico de 200 mOsmEquilíbrio osmótico

300

350

400

400

400

400

400

400 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

300

350

400

400

400

400

400

400

200

200

200

200

200

200

300

500

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Movimento e equilíbrio osmótico

350

375

400

400

400

400

450

550 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

350

375

400

400

400

400

450

550

150

175

200

200

200

200

250

350

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Restabelecimento do gradiente osmótico de 200Equilíbrio osmótico

300

350

375

400

400

400

400

450 DUCT

O C

OLE

TOR

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

300

350

375

400

400

400

400

450

175

200

200

200

200

250

350

550

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Movimento e equilíbrio osmótico 150

338

375

388

400

400

420

475

600

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

238

375

388

400

400

425

475

600

138

175

188

200

200

250

275

400

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Restabelecimento do gradiente osmótico de 200

DUCT

O C

OLE

TOR

300

338

375

400

388

400

425

475

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

300

338

375

400

388

400

425

475

138

175

188

250

200

275

400

600

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Movimento e equilíbrio osmótico

DUCT

O C

OLE

TOR

300

338

375

425

388

475

525

700

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

338

375

400

425

400

475

525

700

138

175

200

225

200

275

325

500

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

Restabelecimento do gradiente osmótico de 200

DUCT

O C

OLE

TOR


Efeito unitário$ 100 ou 200 mOsm

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.

300

338

375

425

388

475

525

700

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

338

375

400

425

400

475

525

700

138

175

200

225

200

275

325

500

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

equilíbrio osmótico Restabelecimento do gradiente osmótico de 200 AQ2

338

375

400

425

400

475

525

700

338

375

400

425

400

475

525

700

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

AMPc

PKAFosforilação de proteínas

NÚCLEO

Ativação gene AQ2

Proteínas envolvidas com exocitose

AQ2

MECANISMOS DA MEDULA INTERNA PERMITEM CONCENTRAR

A URINA AINDA MAIS ...

Néfrons justamedulares

COLE

TOR

MED

ULA

R IN

TERN

O

Segmento espesso

Fino

Asc

ende

nte

Fino

Des

cend

ente

Permeável a água

Impermeável a água

Permeável a água e ureia

700 700 500 MEDULA EXTERNA

MEDULA INTERNA

Néfrons justamedulares

COLE

TOR

MED

ULA

R IN

TERN

O

Segmento espesso

Fino

Asc

ende

nte

Fino

Des

cend

ente

Permeável a água

Impermeável a água


700 700 500

ureia

ureia

ureia

ureia

H2O

H2O

H2O

HAD

ureia

ureia

ureia

725

750

775

800

825

850

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

COLE

TOR

MED

ULA

R IN

TERN

O

Fino

Asc

ende

nte

700 700 500

ureia

ureia

ureia

ureia

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

750

725

775

800

825

725

750

H2O

775

800

825


COLE

TOR

MED

ULA

R IN

TERN

O


700 700 500

ureia

ureia

ureia

ureia

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

750

725

775

800

825

725

750

H2O

775

800

825 825

Movimento

H2O

COLE

TOR

MED

ULA

R IN

TERN

O

Efeito unitário passivo

700 700 500

ureia

ureia

ureia

ureia

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

800

750

850

900

950

750

800

H2O

850

900

950

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

tonicidade medular

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

700

750

800

850

900

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

~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

Volumes dos compartimentos do organismo

~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

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

~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

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

0

40

60

80

100

120

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 20DIAS

BALANÇO DE SÓDIO

Ingestão/excreção, mmoL/24h

20

0

40

60

80

100

120

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 20 150 20

DIAS

BALANÇO DE SÓDIO


20

0

40

60

80

100

120

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 20 150 20

DIAS

BALANÇO DE SÓDIO


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.

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?

0

20

40

60

80

100

120

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 150

DIAS

BALANÇO DE SÓDIO


0

20

40

60

80

100

120

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 150 20

DIAS

BALANÇO DE SÓDIO


0

20

40

60

80

100

120

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 150 20 150

DIAS

BALANÇO DE SÓDIO


0

20

40

60

80

100

120

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 150 20 150

DIAS

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

ECG

Pressão atrial

Sinais das terminações nervosasSensores de estiramento

Nervo vago direitoNervo vago esquerdo

Fibras barorreceptoras

(sensíveis a estiramento)

Aorta

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

Pres

são

arte

rial m

édia

(mm

Hg)

120

80

Pressão Arterial

Impulsos no nervo do seio carotídeo

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

Pres

são

(mm

Hg)

0

50

100

150

Despolarização

Pote

ncia

l do

rece

ptor

Elevação a 125 mmHg

Redução a75 mmHgDi

spar

o no

ner

vo

baro

rrec

epto

r

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

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.

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

ATP

+-ALDO

ENaC

Filtração10.000 mg/dia

ATP

+-

ALDOENaC

+- +-Filtração10.000 mg/dia

ATP

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)

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

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