Regulação de Volume.

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1 Regulação de Volume

2 Cl- K+ Na+ HCO3- Osmolaridade do extracelular [Na+]e x 2 = 280 mOsm/L
Proteínas HCO3- Outros Intracelular Na+ Cl- HCO3- 140 mM 105 mM 25 mM Extracelular 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-

3 Se a osmolaridade não muda, o volume intracelular não muda
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

4 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

5 Clearance de água livre – ClH2O
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)

6 Clearance osmolar Uosm x V Closm = Posm Se a Uosm = Posm : Closm = V
Uosm = Osmolaridade urinária V = Fluxo urinário (mL/min) Posm = Osmolaridade plasmática Fluxo de plasma depurado de todos os solutos 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

7 Distúrbios no metabolismo da água manifestam-se por:
Aumento na [Na+]plasma (aumento da osmolaridade) Há pouca água em relação ao Na+ 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.

8 Redução na [Na+]plasma(redução na osmolaridade)
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)

9 Regulação de Volume Extracelular
Regulação do balanço de Sódio

10 Indivíduo Adulto com 70 Kg
H2O TOTAL ~28 L VOL. INTRACELULAR ~14 L VOL. EXTRACELULAR [Na+] = 10 mmol/L [Na+] = 140 mmol/L [K+] = 150 mmol/L [K+] = 4 mmol/L

11 INTRAVASCULAR (~5 L) INTERSTICIAL (~11 L) ~42 L H2O TOTAL ~28 L ~14 L
VOL. INTRACELULAR ~14 L VOL. EXTRACELULAR [Na+] = 10 mmol/L [Na+] = 140 mmol/L [K+] = 150 mmol/L [K+] = 4 mmol/L INTRAVASCULAR (~5 L) INTERSTICIAL (~11 L)

12 INTRAVASCULAR INTERSTICIAL (~5 L) (~11 L) ~42 L H2O TOTAL ~28 L ~14 L
VOL. INTRACELULAR ~14 L VOL. EXTRACELULAR INTRAVASCULAR (~5 L) INTERSTICIAL (~11 L)

13 HEMÁCIAS (~2 L) PLASMA (~ 3 L)
H2O TOTAL ~28 L VOL. INTRACELULAR ~14 L VOL. EXTRACELULAR HEMÁCIAS (~2 L) INTERSTICIAL (~11 L) PLASMA (~ 3 L)

14 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 PHint πcap πint

15 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.

16 A REGULAÇÃO DO VOLUME EXTRACELULAR ESTÁ INTIMAMENTE RELACIONADA À REGULAÇÃO DO VOLUME SANGÜÍNEO

17 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 O CONCEITO DE VOLEMIA ARTERIAL EFETIVA

18 Fístula artério-venosa
(desvio do sangue arterial para a circulação venosa) Os rins recebem menos sangue Retenção de sal de água

19 Fechamento da fístula Normalização do fluxo sanguíneo renal Aumento da excreção de sal de água

20 Outras situações em que a volume extracelular pode estar normal ou aumentado mas a volemia efetiva é percebida como diminuída: Insuficiência cardíaca com diminuição do volume de ejeção Vasodilatação em áreas específicas (insuficiência hepática) Hipoalbuminemia

21 Volume extracelular estar normal mas a volemia efetiva é percebida como aumentada:
IMERSÃO EM ÁGUA

22 Imersão em água – “Head-out”

23 Aumento do retorno venoso

24 Estimulação de sensores de estiramento da caixa torácica
Aumento da excreção de sal de água

25 Massa excretada de sódio Imersão
Horas Massa excretada de sódio Imersão Minutos % de redução em relação à pré-imersão Atividade de renina no plasma Aldosterona plasmática M. Epstein, 1976

26 Como o organismo reage às variações na ingestão diária de sódio?

27 BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmoL/24h mmol/24h Ing Na 20 DIAS
160 140 120 100 mmol/24h 80 60 40 20 -3 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 DIAS Ing Na 20

28 BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmoL/24h mmol/24h Ing Na 20 150 20
160 140 120 100 mmol/24h 80 60 40 20 -3 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 DIAS Ing Na 20 150 20

29 BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmoL/24h mmol/24h + 158 mmol Na+
160 140 120 + 158 mmol Na+ + 1,1 L H2O 100 mmol/24h 80 - 158 mmol Na+ - 1,1 L H2O 60 40 20 -3 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 DIAS Ing Na 20 150 20

30 Se aumentamos a ingestão de NaCl, retemos água proporcionalmente e o peso corporal aumenta.

31 O efeito de uma queda na ingestão de sódio sobre a excreção de sódio

32 BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmoL/24h mmol/24h Ing Na 150 DIAS
160 140 120 100 mmol/24h 80 60 40 20 -3 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 Ing Na 150 DIAS

33 BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmoL/24h mmol/24h Ing Na 150 20
160 140 120 100 mmol/24h 80 60 40 20 -3 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 Ing Na 150 20 DIAS

34 BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmoL/24h mmol/24h Ing Na 150 20
160 140 120 100 mmol/24h 80 60 40 20 -3 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 Ing Na 150 20 DIAS

35 BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmoL/24h mmol/24h Ing Na 150 20
160 140 120 100 mmol/24h 80 60 40 20 -3 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 DIAS

36 BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmoL/24h mmol/24h Ing Na 150 20
160 140 120 100 mmol/24h 80 60 40 20 -3 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 DIAS

37 BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmoL/24h mmol/24h Ing Na 150 20
160 140 120 100 mmol/24h 80 60 40 20 -3 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 DIAS

38 BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmoL/24h mmol/24h + 158 mmol Na+
160 140 + 158 mmol Na+ 120 + 1,1 L H2O 100 mmol/24h 80 60 - 158 mmol Na+ 40 - 1,1 L H2O 20 -3 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 DIAS

39 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

40 COMO A VOLEMIA EFETIVA INFLUENCIA OS RINS

41 NATRIURESE PRESSÓRICA

42

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44

45 Mecanismo da natriurese pressórica:
Aumento do fluxo sanguíneo medular Retração de transportadores de sódio em membrana apical de túbulos proximais para vesículas subapicais outros?

46 A natriurese pressórica é importante, mas insuficiente para garantir um controle fino do volume extracelular Há necessidade de um sistema de controle mais refinado

47 INERVAÇÃO SIMPÁTICA DOS RINS
BARORRECEPTORES E INERVAÇÃO SIMPÁTICA DOS RINS

48 Sensores cardiopulmonares: - Sensores atriais
- Sensores ventriculares e pulmonares Estes receptores são terminações nervosas não mielinizadas do nervo vago. Langer GA em: R. Greger e U. Windhorst ECG Pressão atrial Sinais das terminações nervosas Sensores de estiramento

49 Sensores de estiramento no lado arterial
Nervo vago direito Nervo vago esquerdo Fibras barorreceptoras do arco aórtico (sensíveis a estiramento) Corpos aórticos Aorta Artéria pulmonar

50 Sensores de estiramento no lado arterial
Nervo glossofarígeo Artéria carótida externa Nervo vago Corpo carotídeo Fibras barorreceptores do seio carotídeo (sensíveis a estiramento)

51 Bradicardia e vasodilatação
Controle rápido da pressão arterial Centro coordenador Vias aferentes Medula + Vias eferentes Efetor Coração Vasos - Bararreceptores Detector + Bradicardia e vasodilatação - Pressão arterial média

52 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

53 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)

54 . Sistema Nervoso Simpático
. Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona . Arginina-Vasopressina (AVP) ou HAD . Fator Atrial Natriurético

55 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 .

56 3 HCO3- 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- NBC1 2 K+ ATP 3 Na+ Célula de túbulo proximal

57 + - + + Excreção de Na+ + + - Volume sangüíneo
Centro vasomotor + Eferentes simpáticos - Vias aferentes + Influxo simpático aos néfrons - Receptores de tensão + Excreção de Na+ + Tensão na parede do vaso + - Volume sangüíneo

58 Redução do volume sanguíneo

59 + - + - - - + Volume sangüíneo
Centro vasomotor Eferentes simpáticos + Vias aferentes inativas - Influxo simpático aos néfrons + Receptores de tensão inibidos - Excreção de Na+ e H2O - Tensão na parede do vaso - + Volume sangüíneo

60 . Sistema Nervoso Simpático
. Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona . Arginina-Vasopressina (AVP) ou HAD . Fator Atrial Natriurético

61 Aparelho Justaglomerular Renina
Sensores Renais: Aparelho Justaglomerular Renina Na+ Mácula densa Renina a. aferente Barajas L. Am J Physiol 237:F333, 1979 Em: The Kidney - Brenner e Rector Barorreceptor

62 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

63 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.

64 Cérebro Pulmão Fígado Angiotensinogênio Angiotensina I Angiotensina II Adrenal Rim HAD Aldosterona Excreção de Na+ e H2O Renina

65 Contração das arteríolas, principalmente da eferente
AÇÕES DA ANGIOTENSINA II NOS RINS Contração das arteríolas, principalmente da eferente Qa (Ra + Re) ∆ P > Ra >> Re πe Se Qa Filtração . . Se ∆P Fração de filtração

66 Pressão oncótica em capilar peritubular será maior
Qa ∆ P πe PHcpt Filtração Fração de filtração πe PH Reabsorção tubular Pressão oncótica em capilar peritubular será maior Pressão hidrostática em capilar peritubular será menor Aumento da reabsorção em Tub. Prox. Fatores físicos peritubulares

67 3 HCO3- 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- NBC1 2 K+ ATP 3 Na+ Célula de túbulo proximal

68 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

69 ALDOSTERONA

70 ALDOSTERONA: POUPA Na+ ELIMINA K+ DPte = - 55 mV
Conexão e coletor cortical Luz Interstício Na+ 2 K+ ATP 3 Na+ ALDOSTERONA: POUPA Na+ ELIMINA K+ K+ K+ Principal Cl- Intercalada b Intercalada α DPte = - 55 mV

71 - + + Na + Na + K + Na + K L I ATP Filtração 10.000 mg/dia ENaC
MECANISMOS DE AÇÃO DA ALDOSTERONA Na + ATP Na + K + ENaC Filtração mg/dia Na + Receptor para aldosterona + - K + L I

72 - + + Na + Na + K + Na + K L I ATP Filtração 10.000 mg/dia ENaC
MECANISMOS DE AÇÃO DA ALDOSTERONA CÉLULAS PRINCIPAIS DO DUCTO COLETOR Na + ATP Na + K + ENaC Filtração mg/dia Na + ALDO + - K + L I

73 Na + ATP Na + K + ENaC ALDO Filtração mg/dia Na + + - K + L I

74 - + - + + Na + Na + Na + K K + Na + K L I ATP Filtração 10.000 mg/dia
ENaC ALDO Filtração mg/dia Na + + - + - K + L I

75 - + - + + Na + Na + K K + Na + K L I ATP Filtração 10.000 mg/dia ENaC
ALDO Filtração mg/dia Na + + - + - K + L I

76 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

77 A produção de ALDOSTERONA é estimulada por:
- Angiotensina II - Aumento da concentração de K+ no plasma - ACTH

78 Sistema Nervoso Simpático
Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona Arginina-Vasopressina (AVP) ou HAD Fator Natriurético Atrial

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

80 na produção e liberação de vasopressina
Robertson GL, 1982 Em: R. Greger e U. Windhorst Mudança relativa (%) [AVP]plasma (pmol/L) Basal Osmolaridade (mOsm/L) Pressão Volume Uma comparação das sensibilidades dos mecanismos osmorregulatórios e barorregulatórios na produção e liberação de vasopressina

81 Contração das células musculares lisas
Vasopressina (Hormônio Antidiurético) Constrição dos vasos (receptor V1) Célula muscular lisa Células musculares lisas Membrana basal Célula enditelial Nervo autônomo Receptor V1 γ β αq GDP Vasopressina αq GTP Núcleo PLC RE Luz do vaso DAG + IP3 Ca2+ Contração das células musculares lisas

82 Hormônio Antidiurético (vasopressina)
Células principais γ β α Receptor V2 α HAD AQ2 Proteínas envolvidas com exocitose ATP AMPc AC PKA Fosforilação de proteínas Ativação gene AQ2 NÚCLEO

83 . Sistema Nervoso Simpático
. Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona . Arginina-Vasopressina (AVP) ou HAD Fator Natriurético Atrial

84 Fator Natriurético Atrial
Aumento do volume sanguíneo Estiramento de células atriais

85 Aumento da excreção de Sal e Água
Fator Atrial Natriurético Vasodilatação renal Inibição da reabsorção de Na+ em ducto coletor medular Aumento da excreção de Sal e Água

86 . Vasodilatação de arteríolas aferente e eferente
Fator Atrial Natriurético GMPc ativação de PKG (Ser/Thr cinase) GTP GMPc FAN Domínios guanilato ciclase . Vasodilatação de arteríolas aferente e eferente

87 Peptídeo Natriurético Atrial
Qa (Ra + Re) ∆ P > Ra >> Re πe PHcpt Filtração Fração de filtração πe PH Reabsorção tubular Ações antagônicas às da angiotensina II

88 Fator Natriurético Atrial
GMPc ativação de PKG (Ser/Thr cinase) GTP GMPc PNA Domínios guanilato ciclase . Aumento do fluxo sanguíneo em vasos retos Maior remoção de solutos da medula Menor capacidade de concentrar a urina Menor reabsorção de água

89 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

90 - + + Secreção do Fator Natriurético Atrial
Reabsorção tubular de sódio - Excreção de sódio + Tensão na parede dos átrios volume sanguíneo

91 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