Fisiologia renal - Minicurso fisiologia dos sistemas

bem-vindos à quarta aula do minicurso de fisiologia dos sistemas Nesta aula abordaremos a fisiologia renal todas as aulas deste minicurso possuem um questionário com gabarito se quiser acessá-lo basta se tornar membro do canal em qualquer nível você também pode optar por ter acesso aos slides e roteiros dos vídeos consulte nossos planos e se torne membro do fisiologia humana os rins são dois órgãos na parede posterior do abdômen que possui aproximadamente 150 g de peso cada sendo ligeiramente maiores nos homens apesar do pequeno tamanho em relação à massa corporal os rens recebem aproximadamente 20% do débito

cardíaco ou 1,1 l por minuto Uma Breve descrição das estruturas renais é necessária para a posterior de sua função em sua porção Medial o rim possui um Ilo que dá passagem a três estruturas principais a veia renal a artéria renal e a pelv renal estruturas menores como linfáticos e nervos também passam por essa região uma visão interna do rim revela uma região mais externa chamada de córtex renal e uma mais interna que é a medula renal a medula renal é formada por um conjunto de estruturas chamadas de pirâmides renais entre as pirâmides localizam-se as colunas

renais Observe que as pirâmides possuem uma ponta as papilas que se abrem em pequenos ductos chamados de cálices renais menores os cálices renais menores se juntam e formam os cálices renais maiores que por sua vez se juntam e formam a pelve renal a pelve renal por sua vez continua no ureter os ureteres desembocam na bexiga órgão que armazena a urina da bexiga a urina passa para uretra E então chega ao meio externo uma curiosidade sobre a uretra é que ela é bem mais longa nos homens a uretra mais curta da mulher a predispõem às infecções

urinárias uma vez que o trajeto que as bactérias precisam percorrer é mais curto Além disso o ós externo da uretra nos homens está mais distante do ânus dificultando a colonização do trato urinário por bactérias desta região para entendermos a funcionalidade renal é importante que entendamos os aspectos gerais da sua divisão arterial veja que da artéria renal os vasos vão vão se dividindo e tornando-se progressivamente menores até formarem as arteríolas interlobulares também chamadas de radiais destas artérias partem vasos diminutos as arteríolas aferentes a artería aferente forma um emaranhado de vasos muito finos chamados de capilares glomerulares

e aqui estamos na parte microscópica dos rins E chegamos a sua unidade funcional o néfron o néfron é formado por um sistema tubular e por um sistema vascular e executa as funções típicas dos rins vamos compreendê-lo melhor até o momento chegamos aos capilares glomerulares seguindo a divisão dos vasos arteriais os capilares glomerulares originados a partir da artería aferente encontra-se en voltos pela cápsula renal mais conhecido como cápsula de Bowman que é a porção inicial do sistema tubular do nefron o conjunto formado pela cápsula de Bowman e os capilares glomerulares formam uma estrutura visível na microscopia

os corpúsculos renais os capilares glomerulares convergem e forma arteríola eferente que está saindo da cápsula de Bowman veja que agora uma nova rede de capilares se forma a partir da arteríola eferente os capilares peritubulares estes capilares peritubulares circundam o sistema tubular formando vênulas que convergem formando As veias radiais interlobulares que vão convergir até formar a veia renal eu sei são muitos nomes mas a compreensão da estrutura do néfron e da anatomia Geral do rim são cruciais para entendermos o seu funcionamento cada rim possui entre 800.000 e 1 milhão de néfrons e cada um deles possui

a capacidade de formar urina nefros não se regeneram de modo que sua perda é definitiva conforme envelhecemos a um declínio natural Na quantidade de néfrons nos glomérulos renais a pressão é elevada cerca de 60 MM de mercúrio e o líquido é filtrado em direção a cápsula de Bowman ao passar pela cápsula de Bowman o líquido vai percorrer o sistema tubular passando pelo túbulo contorcido proximal daí fluindo para a alça de henley que possui um ramo ascendente e outro descendente que Como podemos observar possui um segmento espesso e outro Delgado da alça de henley passa pelo

túbulo contorcido distal indo para o túbulo coletor e daí para o ducto coletor cada parte deste sistema tubular possui funções de absorção e secreção distintos que ainda veremos melhor em linhas Gerais veja que em cada ducto coletor desemboca diversos túbulos coletores cada rim possui cerca de 250 destes ductos cada qual trazendo urina de aproximadamente 4000 néfrons agora vamos juntar a parte microscópica do rim com sua anatomia no córtex renal é onde se localizam os glomérulos envoltos pela cápsula de bman e os túbulos contorcidos proximal e distal veja que há dois tipos de néfrons os corticais

localizados na porção mais externa da medula renal e por isso chamados de corticais que compreende de 70 a 80% do mas veja que há os néfrons justa medulares localizados na parte mais interna do córtex perceba a diferença do tamanho da alça de henley de cada um dos néfrons os dos justa medulares são bem mais longos e percorrem grande extensão das pirâmides renais enquanto os corticais penetram bem menos percebe-se também que os ductos coletores dirigem-se para o ápice da pir pirâmide as papilas renais lembre-se que as pirâmides renais abrem-se nos cálices renais menores a urina já

se encontra pronta no ducto coletor gotejando a partir das papilas nos cálices renais menores E aí seguindo o trajeto anatômico já descrito até o meio externo mas como a urina se forma é o que veremos agora a estrutura do capilar glomerular é similar a de outros capilares porém difere por possuir uma camada a mais é formado pelo endotélio vascular membrana basal e por uma camada de células endoteliais chamadas de podócitos à primeira vista por possuir uma camada a mais formada pelos podócitos poderia se imaginar que a permeabilidade dos glomérulos renais é menor do que os

demais no entanto é o inverso sua perme idade é maior isso se dá pois os capilares glomerulares não são contínuos como a maioria e sim fenestrados ou seja possuem uma série de pequenas aberturas a passagem de proteínas por estas fenestra é mínima já que o endotélio é rico em proteínas carregadas negativamente que repele a maioria das proteínas plasmáticas a membrana basal atua como uma barreira adicional Já que é é rica em uma rede de colágeno e proteoglicanos e negativamente carregada por fim a última camada atuando na filtração é a dos podócitos estas células epiteliais possuem

projeções que não são contínuas e também possuem carga negativa formando assim barreira adicional contra passagem de proteínas a filtra habilidade dos solutos é inversamente proporcional ao seu tamanho os selecionam o que será filtrado Com base no seu tamanho e carga elétrica veja na tabela a filtra habilidade de cada substância A água a que passa com mais facilidade é determinada como um e os demais usam a água como referencial veja que o sódio e glicose passam com muita facilidade os poros possuem um diâmetro de 8 nôm e a albumina é apenas um pouco menor com 6

nanômetros ou seja pelo tamanho a Albumina conseguiria passar mas possui carga negativa e é repelida como vimos os capilares glomerulares possuem uma pressão alta maior do que a da cápsula de Bowman como a pressão hidrostática dos capilares glomerulares é alta e como ele é bastante permeável ocorre muita filtração ou seja o líquido presente nos glomérulos passa para cápsula de bman a maior parte das substâncias do sangue passam para a cápsula de bman no entanto proteínas não passam através desta barreira Esta é a primeira etapa na formação da urina e é chamada de filtração ou seja

processo no qual o líquido é filtrado e entra no sistema tubular uma vez que uma substância cai no sistema tubular ela poderá ser reabsorvida para os capilares peritubulares novamente processo chamado de reabsorção ou seja não é porque uma substância foi filtrada que ela necessariamente estará na urina Além disso algumas substâncias além de serem filtradas nos glomérulos são também secretadas pelos capilares peritubulares para dentro do sistema tubular de forma que a concentração de determinada substância na urina é determinada por taxa de filtração menos taxa de reabsorção mais taxa de secreção de todo o sangue que chega

aos rins 20% do plasma é filtrado a quantidade de líquido filtrada por dia é de cerca de 180 l ou 125 ml por minuto mas apenas 1 l de urina é formado por dia ou seja a maior parte do filtrado é reabsorvido Pare e pense um pouco substâncias que não são mais necessárias para o organismo são filtradas pelo glomérulo e não serão reabsorvidas assim a sua taxa de excreção é igual à taxa de filtração Este é o exemplo da creatinina uma substância pode também ser filtrada e parcialmente reabsorvida a depender da necessidade do organismo como

é o caso do sódio e cloreto algumas substâncias são filtradas mas não totalmente reabsorvidas isso é válido para moléculas com valor nutricional como glicose e aminoácidos Há outras que além de serem livremente filtradas são ainda ativamente secretadas pelos capilares peritubulares no sistema tubular isso é importante para substâncias que precisam ser rapidamente excretadas como ácidos e bases orgânicas a taxa de filtração glomerular Ou seja a quantidade de volume que é filtrada nos glomérulos diariamente é de 180 l por dia a princípio não faz sentido uma substância ser filtrada no glomérulo para posteriormente ser reabsorvida a elevada

taxa de filtração glomerular é necessária para rápida remoção excretas do metabolismo e substâncias que podem afetar a homeostase isso faz com que muitas moléculas necessárias como a glicose sejam filtradas mas a reabsorção completa impede sua perda na urina como vimos as substâncias podem ser reabsorvidas no sistema tubular e isso pode ser calculado através da seguinte fórmula filtração igual a taxa de filtração glomerular vezes concentração no sangue assim considera-se o seguinte a molécula é livremente filtrada nos glomérulos veja na tabela por exemplo que a glicose é completamente reabsorvida se a concentração plasmática de glicose é de

1 g por L assim a quantidade filtrada é de 180 g por dia já que a quantidade de líquido filtrado é de aproximadamente 180 L para quase todas as substâncias a filtração e reabsorção ultrapassam por muito a excreção como a quantidade de sangue que passa nos rins é muito elevada pequenas alterações na filtração e na reabsorção renal levam a grandes mudanças no volume urinário imagine um caso em que a taxa de filtração glomerular se mantenha constante porém haja uma diminuição de 10% na reabsorção como o volume de sangue que é filtrado nos diariamente é de

cerca de 180 l isso levaria a uma produção de urina de 1,5 para quase 20 l crucial lembrar que a filtração glomerular é pouco seletiva no entanto a reabsorção é altamente seletiva e isto permite aos rens selecionar o que deve ser reabsorvido e o que deve ser excretado para uma aula introdutória e de generalidade não vamos nos aprofundar nos mecanismos de transporte mas basicamente ele pode ocorrer de forma passiva e ativa a reabsorção passiva é o exemplo da água cloro e ureia já a glicose é reabsorvida por transporte ativo Lembrando que sempre que falamos de

transporte passivo Isso significa que não há gasto energético e as moléculas se movem de acordo com o gradiente eletroquímico ou seja de onde estão mais concentradas para onde estão menos para vencer essa tendência natural é preciso gastar energia e é isso que ocorre no transporte ativo as diferentes substâncias são preferencialmente reabsorvidas em porções distintas do sistema tubular cerca de 65% da água e sódio são reabsorvidos no túbulo contorcido proximal a alça de henley possui três partes segmento descendente Delgado segmento ascendente Delgado e ascendente espesso a principal função da alça de henley é na reabsorção de

água principalmente na porção descendente delgada cerca de 20% do total de água filtrada é reabsorvida na alça de henley 25% do sódio potásio e cloreto são reabsorvidos na alça de henley principalmente no segmento espesso da Porção ascendente outros ions são consideravelmente reabsorvidos nesta região como cálcio bicarbonato e magnésio na parede externa do túbulo distal próximo ao glomérulo há um grupo de células especializadas que formam uma estrutura conhecida como mácula densa a mácula densa mais as células justaglomerulares formam o aparelho justaglomerular a mácula densa é um grupo especializado de células epiteliais E atuam percebendo as alterações

na concentração de cloreto de sódio no túbulo distal quando há a diminuição do fluxo sanguíneo glomerular o fluxo se torna mais lento na alça de heinley o que causa aumento da reabsorção de sódio e cloreto ou seja mais sódio de cloreto passam do sistema tubular para os vasos pois como o fluxo está menor há mais tempo para ocorrer esse processo Assim menos clorito de sódio chega ao túbulo contorcido distal O que é detectado pelas células da mácula densa a mácula densa atua de duas formas diminuindo a resistência ao fluxo sanguíneo na arteríola aferente O que

eleva a pressão dentro do glomérulo e normaliza a taxa de filtração glomerular e causa aumento da liberação de renina pelas células justa glomerulares localizadas nas arteríolas aferentes e eferentes a renina ativará uma sequência de eventos que Veremos em breve mas que culmina com elevação da pressão esses dois mecanismos são como os rens autorregulam o fluxo sanguíneo e a taxa de filtração glomerular e é chamado de feedback túbulo glomerular assim mesmo Que mudanças na pressão arterial afete a taxa de filtração glomerular elas são minimizadas por esse controle renal o que vimos até o momento foram os

fatores que levam uma substância A estar presente na urina que são a filtração reabsorção e secreção Mas quais são os fatores que afetam quanto de filtração irá ocorrer Esta é a taxa de filtração glomerular antes é importante lembrar dois conceitos básicos pressão hidrostática e pressão coloidosmótica a pressão hidrostática é a pressão exercida por um líquido na parede da estrutura que o contém assim a pressão hidrostática empurra o líquido no sentido oposto já a pressão coloidosmótica é exercida pelos solutos como íons e principalmente proteínas e atrai o líquido na mesma direção então duas forças que favorecem

a filtração glomerular a pressão hidrostática do glomérulo e a pressão coloidosmótica da cápsula de bman como proteínas não são filtradas a pressão coloidosmótica da cápsula de Bowman é zero há também duas forças que se opõe a pressão hidrostática da cápsula de bman e a pressão coloidosmótica do podemos observar os valores de cada uma destas pressões a fórmula para calcular a taxa de filtração glomerular é dada por KF que é a permeabilidade capilar vezes pressão hidrostática glomerular menos pressão hidrostática da cápsula de Bowman menos pressão coloidosmótica do capilar mais pressão coloidosmótica da cápsula de boma colocando

os valores na F temos um resultado de 10 mm de mercúrio positivo indicando a saída de líquido do capilar para a cápsula de bman a KF em condições fisiológicas é considerada um não é possível mensurável estimar como a taxa de filtração glomerular de cada Rim é de 125 ml por minuto e a pressão de filtração resultante é de 10 mm mercúrio a KF é de 12,5 ML minuto por 1 mm de mercúrio a KF dos capilares glomerulares é 400 vezes maior que a dos outros capilares algumas condições patológicas podem afetar a KF como é o

caso da hipertensão arterial que causa espessamento da membrana basal com consequente diminuição da KF a diminuição na filtração glomerular pode também ser causada pelo aumento da pressão hidrostática na cápsula de Bowman em situações onde há bloqueio do sistema tubular como na precipitação de cálcio formado nos cálculos renais se aá bloqueio do ureter por exemplo por um cálculo renal há aumento da pressão hidrostática e diminuição da tfg levando ao quadro de hidronefrose o aumento da tfg pode ser provocada através do aumento da pressão hidrostática glomerular que é determinada por três mecanismos pressão arterial resistência da arteriola

aferente e resistência da arteríola eferente o aumento da pressão arterial tende a aumentar a pressão hidrostática glomerular e consequentemente a taxa de filtração glomerular a vasoconstrição da arteríola aferente aumenta a resistência vascular e diminui a filtração GL já a vasoconstrição da arteríola eferente pode tanto aumentar a taxa de filtração glomerular como diminuir uma contração moderada aumenta a taxa de filtração glomerular uma vez que aumenta a pressão hidrostática porém se ocorrer contração intensa a taxa de filtração glomerular diminui isso ocorre quando a resistência vascular aumenta a partir de três vezes pois isso leva à diminuição do

fluxo sanguíneo renal Afinal a resistência está maior com o aumento da resistência a fração de filtração também aumenta ou seja a proporção de líquido que é filtrado mas isso faz com que as proteínas no glomérulo sejam concentradas aumentando a pressão coloidosmótica a pressão coloidosmótica passa Aira hidrostática de forma que a tfg diminui assim a taxa de filtração glomerular é determinada pelo equilíbrio das forças hidrostática e coloidosmótica um papel muito importante do Rim é a sua capacidade de eliminar urina concentrada ou diluída quando há excesso de líquido no organismo os rins precisam eliminar água da forma

mais diluída possível para que o volume de água seja diminuído enquanto poupa o de solutos de outra forma quando a quantidade de líquido no organismo é baixa é necessário que a urina seja eliminada de forma concentrada Para poupar água este sistema é controlado por um hormônio hipofisário o adh o hormônio antidiurético no hipotálamo há osmorreceptores que percebem a osmolaridade sanguínea que respondem positivamente ao aumento da osmolaridade do sangue em casos de aumento da osmolaridade o hipotálamo libera mais adh que aumenta a permeabilidade dos túbulos distais e ductos coletores à água aumentando a sua reabsorção quando

a osmolaridade diminui a secreção de adh também cai aumentando a permeabilidade do túbulo distal e dos ductos coletores a capacidade dos rins em formar urina concentrada é essencial para os animais terrestres uma vez que perdemos a água continuamente através da respiração e transpiração o rin humano pode produzir urina máxima de 100.00 a 1400 M mol porl O que é de quatro a cinco vezes a concentração do plasma alguns animais habitantes de regiões áridas como o rato do deserto australiano podem concentrar a urina até 10 mosm porl mamíferos que vivem próximos a ambientes aquáticos geralmente possuem

capacidade limitada de concentrar a urina como é o caso do castor cuja concentração máxima é de 500 m mol por l a nossa capacidade máxima de concentrar a urina determina um mínimo de urina que precisa ser produzido um ser humano de 70 kg produz aproximadamente 600 miliosmóis de soluto diariamente sendo nossa capacidade máxima de concentrar a urina de 1200 mosm por dia será necessário produzir me l de urina Este é o chamado volume de urina obrigatório uma vez que a urina foi produzida ela vai escoar através dos ureteres em direção à beiga isso ocorre mesmo

com o indivíduo de cabeça para baixo pois os ureteres possuem músculos lisos que impele a urina em direção à bexiga quando chegam na bexiga os uris seguem um trajeto oblíquo por dentro do músculo deste órgão que é conhecido como detrusor este caminho por dentro do músculo permite que quando este músculo contraia para esvaziar a bexiga ele Aperte os ureteres E impeça o refluxo de urina em direção aos rins alguns indivíduos podem sofrer com um trajeto durater dentro do músculo detrusor muito curto de forma que Este mecanismo não seja causando refluxo vésico ureteral a parede da

bexiga é em sua maior parte muscular o já mencionado músculo detrusor a bexiga consegue armazenar 400 ml ou mais de urina mas como podemos perceber conforme a bexiga se enche mais reflexos de mixão São disparados a mixão é passível de controle voluntário e os reflexos miona se intensificam conforme o indivíduo segura para urinar a uretra possui dois músculos que controlam a passagem da urina a partir da bexiga O esfincter interno da uretra e o esfincter interno da uretra a mixão é estimulada pelo parassimpático que portanto estimula a contração do detrusor e o relaxamento do esfínter

interno da uretra O Simpático possui ação antagônica e inibe a mixão mas perceba que a mixão pode ser evitada através da contração do músculo esfínter externo da uretra que possui inervação somática ou seja de controle voluntário através do nervo pudendo assim caso não seja a intenção do indivíduo a mixão pode ser evitada através da ativação do sfincter externo vamos agora a uma visão Ampla das principais funções renais os rins eliminam a maior parte dos produtos do metabolismo e substâncias químicas exógenas escreta Oria derivada do metabolismo de aminoácidos a creatinina derivada do metabolismo da creatina nos

músculos o ácido úrico derivado do metabolismo dos ácidos nucleicos a bilirubina derivada da degradação da hemoglobina e metabólitos hormonais diversos substâncias exógenas ou seja ingeridas em sua maior parte também possuem excreção renal como fármacos e componentes químicos os rins são cruciais no equilíbrio hidroeletrolítico para que a homeostase seja mantida a excreção de água e eletrólitos deve corresponder à sua ingestão E caso não ocorra como consequência haverá acúmulo ou redução das substâncias embora no curto prazo possa haver desequilíbrios entre ingesta e excreção para que as funções orgânicas sejam mantidas no longo prazo é necessário o equilíbrio

entre esses valores o gráfico abaixo ilustra Exatamente isso ele mostra uma linha preta que representa a ingestão de sódio e uma linha vermelha que representa a sua excreção veja que a linha preta sobe repentinamente indicando um aumento súbito de sua ingestão no curto prazo o organismo não consegue excretar este sódio resultando em retenção com o tempo as adaptações fisiológicas fazem com que este excesso de sódio seja excretado quando ocorre uma redução súbita da ingestão ocorre uma perda de sódio pois mais uma vez no curto prazo ocorre desequilíbrio mas novamente com o passar dos dias ingestão

e excreção são igualados os rins são também cruciais para o controle da pressão arterial de longo prazo através do controle da excreção de sódio e água no curto prazo também influenciam no controle da pressão arterial através da secreção da renina esse esquema nos permite entender o sistema da renina angiotensina aldosterona quando a pressão arterial cai o menor volume sanguíneo perfunde os rens e isto induz a conversão da PR renina em renina A renina então cai na circulação e atua sobre o angiotensinogênio produzido no fígado convertendo em angiotensina um a angiotensina um então circula e principalmente

nos pulmões é convertida em angiotensina 2 pela ação da enzima conversora da angiotensina a angiotensina 2 é vasoativa e induz a vasoconstrição além disso a angiotensina do promove a liberação da aldosterona que atua poupando água e sódio e assim contribuindo para a elevação da pressão arterial os rins são também cruciais no controle ácido básico atuam em conjunto com os pulmões e tampões dos líquidos corporais os rens atuam reabsorvendo bases regulando os toques de tampões fisiológicos e excretando ácidos como os ácidos sulfúrico e fosfórico produzidos pelos metabolismo de proteínas os rins regulam também a concentração de

hasses no sangue os rins secretam a eritropoetina hormônio cuja produção aumenta sobretudo em condições de hipóxia a eritropoetina estimula as células progenitoras da medula a produzirem mais hemes a insuficiência renal geralmente causa anemias exatamente pela diminuição da produção da tropoi Ina os rins regulam a produção da forma ativa da vitamina D através da sua hidroxilação esta vitamina por sua vez é essencial para a absorção de cálcio e fósforo no tubo digestivo e pela deposição de cálcio nos ossos os rins também sintetizam glicose a partir de aminoácidos e outros precursores durante jejum prolongado O que é

conhecido como gliconeogênese Cada um d estes processos é muito mais amplo e detalhado e merecem vídeos específicos para abordá-los com a profundidade necessária para um minicurso com objetivo de uma visão geral não há como aprofundar em cada um dos aspectos aqui chegamos ao fim de nossa aula sobre generalidade da função renal lembre-se que você pode acessar o questionário da aula se tornando membro também pode ter acesso aos slides os planos e se torne membro do canal Obrigado por assistir o vídeo e até a próxima