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Fisiologia renal Ana Cristina Simões e Silva Profa Titular do Departamento de Pediatria Ana Cristina Simões e Silva Profa Titular do Departamento de Pediatria.

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1 Fisiologia renal Ana Cristina Simões e Silva Profa Titular do Departamento de Pediatria Ana Cristina Simões e Silva Profa Titular do Departamento de Pediatria Universidade Federal de Minas Gerais Faculdade de Medicina Departamento de Pediatria Unidade de Nefrologia Pediátrica Abril / 2011

2 Tópicos Anatomia do rim Funções do nefrón e formação da urina Controle da pressão arterial e do volume sangüíneo Sistema Renina-Angiotensina Controle do equilíbrio ácido-básico pelo rim Anatomia do rim Funções do nefrón e formação da urina Controle da pressão arterial e do volume sangüíneo Sistema Renina-Angiotensina Controle do equilíbrio ácido-básico pelo rim

3 Anatomia macroscópica

4 Glomérulo renal Função básica - filtrar o sangue formando um ultrafiltrado constituído por água, uréia, glicose e pequenas proteínas Pólo vascular – composto pelas arteríolas aferente e eferente Capilares glomerulares Cápsula de Bowman – dividida em parietal e visceral Espaço de Bowman Aparelho justaglomerular Função básica - filtrar o sangue formando um ultrafiltrado constituído por água, uréia, glicose e pequenas proteínas Pólo vascular – composto pelas arteríolas aferente e eferente Capilares glomerulares Cápsula de Bowman – dividida em parietal e visceral Espaço de Bowman Aparelho justaglomerular

5 Barreira de Filtração Glomerular Endotélio, membrana basal e os podócitos formam a barreira de filtração glomerular Endotélio, membrana basal e os podócitos formam a barreira de filtração glomerular

6 Membrana basal glomerular A membrana basal glomerular separa os podócitos e endotélio

7 Células mesangiais/ mesângio

8 Aparelho justaglomerular (AJG)

9 Funções do rim Equilíbrio hidroeletrolítico Regulação do pH Controle da pressão arterial e do volume sangüíneo Síntese de hormônios Equilíbrio hidroeletrolítico Regulação do pH Controle da pressão arterial e do volume sangüíneo Síntese de hormônios

10 F Três processos básicos determinam a composição e o volume da urina: 1. Filtração glomerular ( clearance renal ) 2. Reabsorção de substâncias do fluido tubular para a corrente sangüínea 2. Reabsorção de substâncias do fluido tubular para a corrente sangüínea 3. Secreção de substâncias da corrente sangüínea para o fluido tubular 3. Secreção de substâncias da corrente sangüínea para o fluido tubular Funções do néfron

11 Filtração Reabsorção Secreção Funções do Nefron Excreção = Filtração – Reabsorção tubular + Secreção tubular

12 Formação da urina e excreção 1. Artéria 2. Corpúsculo renal – formado pela Cápsula de Bowman e glomérulo que criam o ultrafiltrado do plasma através da filtração glomerular 3. Túbulo contorcido proximal – mecanismos de transporte ativo para reabsorção considerável de Na, Cl, glicose, bicarbonato, fosfato, ácidos orgânicos, aminoácidos e outros eletrólitos 4. Alça de Henle e vasa reta – mecanismo de contracorrente responsável pela criação de gradiente hiperosmolar na medula renal que propicia os processos de concentração e diluição urinária 1. Artéria 2. Corpúsculo renal – formado pela Cápsula de Bowman e glomérulo que criam o ultrafiltrado do plasma através da filtração glomerular 3. Túbulo contorcido proximal – mecanismos de transporte ativo para reabsorção considerável de Na, Cl, glicose, bicarbonato, fosfato, ácidos orgânicos, aminoácidos e outros eletrólitos 4. Alça de Henle e vasa reta – mecanismo de contracorrente responsável pela criação de gradiente hiperosmolar na medula renal que propicia os processos de concentração e diluição urinária 5. Túbulo distal - reabsorção ativa de NaCl e secreção de K sob controle da aldosterona, acidificação urinária através da secreção de hidrogênio 6.Túbulos coletores - reabsorção passiva de água livre para a corrente sangüínea e formação de urina hipertônica, pela ação da vasopressina ou hormônio antidiurético (ADH) 7. Ductos coletores 8. Ductos de Bellini 9. Pelve renal 10. Ureter 2-6 fazem parte do néfron

13 Na + Glicose Aminoácidos Ácidos orgânicos Glicose Aminoácidos Ácidos Ácidosorgânicos Na +, K +, H 2 O Ca +2,Mg +2, Cl -, PO 4 -3 Lúmentubular Sangue 3 Na + X 2 K + Túbulo proximal Na +, K +, H 2 O Ca +2,Mg +2, Cl -, PO 4 -3 Célula tubular - 70 mV [Na + ] [Na + ] Na +, K +, H 2 O Ca +2,Mg +2, Cl -, PO 4 -3 Glicose, Ácidos Ácidosorgânicos,Aminoácidos

14 X Na + Tampões + H + NH 3 + H + Lúmentubular Sangue Túbulo distal Célula tubular Acideztitulável H 2 O + CO 2 H 2 CO 3 H + + HCO 3 - AC CO 2 HCO 3 - NH 4 + NH 4 +Acidez não titulável 3 Na + X 2 K + Ações da Aldosterona + +

15 F Regulação da osmolalidade corporal e da volemia: A excreção de água e NaCl é regulada pelos rins através da interação com os sistemas cardiovascular, endócrino & SNC. F Regulação do equilíbrio eletrolítico: A excreção diária de íons inorgânicos (Na +, K +, Cl -, HCO 3 -, H +, Ca 2+, Mg + & PO 4 3- ) através dos rins deve contrabalnçar a ingestão diária. F Regulação do equilíbrio ácido-básico: Os rins trabalham em conjunto com os pulmões para regular o pH dentro do limites estreitos de tamponamento dos líquidos orgânicos. F Regulação da osmolalidade corporal e da volemia: A excreção de água e NaCl é regulada pelos rins através da interação com os sistemas cardiovascular, endócrino & SNC. F Regulação do equilíbrio eletrolítico: A excreção diária de íons inorgânicos (Na +, K +, Cl -, HCO 3 -, H +, Ca 2+, Mg + & PO 4 3- ) através dos rins deve contrabalnçar a ingestão diária. F Regulação do equilíbrio ácido-básico: Os rins trabalham em conjunto com os pulmões para regular o pH dentro do limites estreitos de tamponamento dos líquidos orgânicos. Funções do rim

16 F Excreção de produtos do metabolismo e de substâncias estranhas: uréia do metabolismo aminoácidos ácido úrico dos ácidos nucleicos creatinina dos músculos produtos do metabolismo da hemoglobina metabólitos hormonais substâncias estranhas (drogas, pesticidas e conservantes alimentares) F Excreção de produtos do metabolismo e de substâncias estranhas: uréia do metabolismo aminoácidos ácido úrico dos ácidos nucleicos creatinina dos músculos produtos do metabolismo da hemoglobina metabólitos hormonais substâncias estranhas (drogas, pesticidas e conservantes alimentares) Funções do rim

17 F Produção e secreção de hormônios: renina (ativação do Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona, regulando a pressão arterial e o balanço de sódio e potássio) prostaglandinas/cininas (bradicinina = substância vasoativa, leva à modulação do fluxo sangüíneo renal & interage com a angiotensina II, regulando o fluxo sangüíneo sistêmico) 1,25-di-hidroxi-vitamina D 3 (estimula a reabsorção de Ca 2+ e fósforo e o crescimento ósseo) eritropoetina (estimula a formação de células vermelhas pela medula óssea). F Produção e secreção de hormônios: renina (ativação do Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona, regulando a pressão arterial e o balanço de sódio e potássio) prostaglandinas/cininas (bradicinina = substância vasoativa, leva à modulação do fluxo sangüíneo renal & interage com a angiotensina II, regulando o fluxo sangüíneo sistêmico) 1,25-di-hidroxi-vitamina D 3 (estimula a reabsorção de Ca 2+ e fósforo e o crescimento ósseo) eritropoetina (estimula a formação de células vermelhas pela medula óssea). Funções do rim

18 Controle da PA e do volume sangüíneo

19

20 Controle da PA e excreção de sódio

21 AJG e o Sistema Renina-Angiotensina Estímulos à liberação de renina: Redução da carga de Na + ou Cl - no túbulo distal (células da mácula densa) Redução da pressão de perfusão renal (diminuição do stretch ) Estímulo nervoso beta-adrenérgico Renina renal induz a ativação do SRA local e sistêmico (formação de angiotensina II) Efeitos locais imediatos Vasoconstrição Arteríolas eferentes se ajustam para aumentar a taxa de filtração glomerular Estímulos à liberação de renina: Redução da carga de Na + ou Cl - no túbulo distal (células da mácula densa) Redução da pressão de perfusão renal (diminuição do stretch ) Estímulo nervoso beta-adrenérgico Renina renal induz a ativação do SRA local e sistêmico (formação de angiotensina II) Efeitos locais imediatos Vasoconstrição Arteríolas eferentes se ajustam para aumentar a taxa de filtração glomerular Células do AJG Células JG (arteríola aferente) células musculares lisas modificadas Células mesangiais Células epiteliais modificadas (túbulo distal cortical) células da mácula densa Inervadas por fibras nervosas simpáticas (receptores beta- adrenérgicos) Respondem a alterações químicas e de stretch Possuem granulações (estoques intracelulares de renina)

22 Estímulos à liberação de renina pelo AJG

23 Importância fisiológica do AJG: Feedback túbulo-glomerular

24

25 Sistema Renina-Angiotensina (visão clássica) Weber KT. N Engl J Med, Vol.345,No.23,2001

26 Proteases ANGIOTENSINOGÊNIO SISTÊMICO (Circulatório) TECIDUAL (Local) Fosforilação Inativação Fosforilação Inativação Resposta celular Contração Secreção Resposta celular Contração Secreção Regulaçao Gênica Angiotensinogênio Renina ECA Receptores de angiotensina Regulaçao Gênica Angiotensinogênio Renina ECA Receptores de angiotensina Fígado Renina renalRenina tecidual + Renina renal ANGIOTENSINA I Pulmões ECA Quimase teciduais Tecidos Coração Cérebro Vasos Proteases ANGIOTENSINA II ANG-(1-7) ANG III ANG IV ANG-(1-7) ANG III ANG IV RECEPTORES de ANGIOTENSINA AT 1 AT 2 AT 4 MAS RECEPTORES de ANGIOTENSINA AT 1 AT 2 AT 4 MAS

27 Ações renais da Angiotensina II 1. Efeito direto aumentando a reabsorção de Na+ no túbulo proximal 2. Liberação de aldosterona do córtex adrenal (aumento da reabsorção de Na+ e excreção de K no néfron distal) 3. Alterações da hemodinâmica renal a. Vasoconstricção renal direta, principalmente da arteríola eferente b. Aumento na neurotransmissão noradrenérgica c. Aumento no tônus simpático renal

28 Ang II modula a presso-natriurese e a sensibilidade da pressão arterial ao sal Ang II modula a presso-natriurese e a sensibilidade da pressão arterial ao sal Hall JE, et al. J Am Soc Nephrol Time (d) Mean arterial pressure (mm Hg) Soduim intake (mEq/d) AII (n = 6) Control (n = 6) ACE inhibition (n = 6) AII (n = 6) Control (n = 6) ACE inhibition (n = 6)

29 AFERENTEEFERENTE Hipertensão intraglomerular Vasoconstrição + exarcebada Pressão de filtração Pressão de filtração Proteinúria Proteinúria Ativação do SRA local Agentes proinflamatórios DEPOSIÇÃO DE MATRIZ FIBROSE INTERSTICIAL GLOMERULOESCLEROSE AT1AT2 Ação antiproliferativa e anti fibrótica Hipertensão Perda da capacidade de autoregulação Ang II

30 Controle renal do equilíbrio ácido-básico O rim participa do controle do equilibrio ácido-básico através de dois mecanismos principais : 1. Reabsorção tubular proximal de bicarbonato; 2. Secreção distal de hidrogênio e acidificação urinária (acidez titulável e não-titulável).

31 Reabsorção de bicarbonato no túbulo proximal

32 Secreção de hidrogênio e acidificação urinária

33 O entendimento da fisiologia renal é fundamental para a abordagem de pacientes portadores de doenças renais.


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