MECANISMOS DE CONCENTRAÇÃO E DILUIÇÃO DA URINA

Apresentação em tema: "MECANISMOS DE CONCENTRAÇÃO E DILUIÇÃO DA URINA"— Transcrição da apresentação:

1 MECANISMOS DE CONCENTRAÇÃO E DILUIÇÃO DA URINA
REGULAÇÃO DA OSMOLARIDADE DOS FLUIDOS CORPORAIS

2 Composição: solução quase só de NaCl
MECANISMO CONTRACORRENTE DE GERAÇÃO DA HIPERTONICIDADE MEDULAR 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

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4 NÉFRONS SUPERFICIAIS (MAIORIA)
600 mOsm NÉFRONS SUPERFICIAIS (MAIORIA) NÉFRONS JUSTAMEDULARES (MINORIA) 1300 mOsm

5 NÉFRONS SUPERFICIAIS (MAIORIA)
600 mOsm NÉFRONS SUPERFICIAIS (MAIORIA) NÉFRONS JUSTAMEDULARES (MINORIA) 1300 mOsm

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7 Rebasorve cerca de 2% do Na+ filtrado - Fluxo passivo de NaCl
Não passa água H2O Segmento 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

8 Fluxo passivo de NaCl NÉFRONS SUPERFICIAIS (MAIORIA)
600 mOsm NÉFRONS SUPERFICIAIS (MAIORIA) NÉFRONS JUSTAMEDULARES (MINORIA) 1300 mOsm

9 Luz Espaço peritubular SEGMENTO ESPESSO ASCENDENTE Reabsorve cerca de 25 % do Na+ filtrado Não reabsorve água Dilui o fluido tubular Concentra o interstício

10 Transporte eletroneutro
Segmento espesso da alça de Henle Interstício Luz 2 K+ ATP 3 Na+ Transporte eletroneutro NKCC2 Na+ K+ 2 Cl- K+ K+ [Cl-] + - + Cl- H2O NaCl [Na+] e [Cl-] K+ + NKCC2 Na+ 2 Cl- Cl- 2 K+ ATP 3 Na+ [Cl-] + - Impermeável à água

11 SISTEMA MULTIPLICADOR EM CONTRACORRENTE
Osmolaridade 300 300 NaCl 300 300 300 300 300 300 DUCTO COLETOR 300 300 Fino descendente Altamente permeável a água Espesso impermeável a água

12 DUCTO COLETOR Efeito unitário ativo (ΔOsmol = 200) 300 400 NaCl 200
impermeável a água

13 DUCTO COLETOR Fluxo de água 300 400 NaCl 200 NaCl 300 300 300 300 300
Altamente permeável a água impermeável a água

14 DUCTO COLETOR Equilíbrio osmótico 400 400 300 NaCl 200 NaCl 400 400

15 DUCTO COLETOR Movimento 300 400 NaCl 200 400 NaCl 400 400 400 400 400

16 DUCTO COLETOR Equilíbrio osmótico 300 300 400 NaCl 200 400 NaCl 400

17 Restabelecimento do gradiente osmótico de 200 mOsm
Equilíbrio osmótico 350 350 400 500 NaCl 150 200 300 NaCl 400 400 400 400 400 DUCTO COLETOR 400 500

18 Movimento e equilíbrio osmótico
300 300 350 400 NaCl 200 300 500 NaCl 350 400 400 400 400 DUCTO COLETOR 400 400

19 Restabelecimento do gradiente osmótico de 200
Equilíbrio osmótico 350 350 375 400 450 550 NaCl 150 175 200 250 350 NaCl 375 400 400 400 400 DUCTO COLETOR 450 550

20 Movimento e equilíbrio osmótico
150 300 300 350 375 400 450 NaCl 175 NaCl 350 200 375 200 400 200 400 200 400 250 DUCTO COLETOR 400 350 450 550

21 Restabelecimento do gradiente osmótico de 200
338 238 375 388 400 425 475 600 NaCl 138 NaCl 375 175 388 188 400 200 400 200 420 250 DUCTO COLETOR 475 275 600 400

22 DUCTO COLETOR Movimento e equilíbrio osmótico 300 300 338 375 400 388
425 475 NaCl 138 NaCl 338 175 375 188 388 200 400 250 400 275 DUCTO COLETOR 425 400 475 600

23 Restabelecimento do gradiente osmótico de 200
Equilíbrio osmótico 300 338 375 400 425 475 525 700 NaCl 138 NaCl 338 175 375 200 388 200 425 225 475 275 DUCTO COLETOR 525 325 700 500

24 Efeito unitário $ 100 ou 200 mOsm

25 Efeito unitário $ 100 ou 200 mOsm 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. Efeito multiplicador contracorrente: ponha a turma para andar Ricos ou mOSm

26 Restabelecimento do gradiente osmótico de 200
Hormônio antidiurético Restabelecimento do gradiente osmótico de 200 equilíbrio osmótico AQ2 300 338 375 400 425 475 525 700 NaCl 138 NaCl 338 375 400 425 475 525 700 338 375 400 425 475 525 700 338 175 375 200 388 200 425 225 475 275 525 325 700 500 A reabsorção de H2O em coletor faz com que o fluido tubular entre em equilíbrio osmótico com o interstício medular

27 O Hormônio Antidiurético (HAD) insere canais para água (AQ2) em membrana de células de ducto coletor
γ β α Receptor V2 para HAD HAD AQ2 α Proteínas envolvidas com exocitose ATP AMPc AC PKA Fosforilação de proteínas Ativação gene AQ2 NÚCLEO Células principais

28 MECANISMOS DA MEDULA INTERNA PERMITEM CONCENTRAR A URINA AINDA MAIS ...

29 Fino Ascendente Fino Descendente Segmento espesso
Néfrons justamedulares 700 700 500 MEDULA EXTERNA MEDULA INTERNA COLETOR MEDULAR INTERNO Fino Ascendente Fino Descendente Permeável a água e ureia Permeável a água Impermeável a água

30 ureia HAD ureia H2O ureia Fino Ascendente Fino Descendente H2O ureia
Segmento espesso Néfrons justamedulares HAD 700 700 500 ureia 725 H2O NaCl ureia 750 ureia NaCl H2O 775 COLETOR MEDULAR INTERNO Fino Ascendente Fino Descendente ureia 800 ureia NaCl H2O 825 ureia NaCl ureia 850 Permeável a água e ureia Permeável a água Impermeável a água

31 ureia ureia H2O H2O H2O ureia Fino Ascendente H2O H2O H2O H2O H2O
Equilíbrio osmótico 700 700 500 ureia H2O 725 725 H2O H2O ureia 750 750 H2O H2O COLETOR MEDULAR INTERNO Fino Ascendente 775 775 ureia H2O H2O 800 800 ureia 825 825 H2O

32 ureia ureia H2O H2O H2O ureia H2O H2O H2O H2O H2O Movimento 700 700
500 ureia H2O 725 725 H2O H2O ureia 750 750 H2O H2O COLETOR MEDULAR INTERNO 775 775 ureia H2O H2O 800 800 ureia 825 825 825 H2O Permeável a água e ureia

33 Efeito unitário passivo
Difusão de NaCl do segmento fino ascendente para o interstício elevando a tonicidade medular 700 700 500 ureia H2O H2O NaCl 750 750 700 H2O H2O ureia 800 800 750 NaCl H2O H2O COLETOR MEDULAR INTERNO 850 850 800 ureia NaCl H2O H2O 900 900 850 ureia NaCl 950 950 900 H2O Efeito unitário passivo

34 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 +

35 Vasos retos na manutenção da hipertonidade medular
Vasos retos descendentes: Perdem água Ganham solutos Vasos retos ascendentes: Ganham água Perdem solutos Na saída, há uma maior quantidade de água e de solutos do que entrou

36 Como funciona a regulação da excreção renal de água?

37 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)

38 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

39 Volumes dos compartimentos do organismo
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

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

41 Se a osmolalidade do extracelular aumenta, sai água das células, até as osmolalidades se igualarem.
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

42 PRODUÇÃO e LIBERAÇÃO HAD e MECANISMO DA SEDE
Osmoreceptores: Org. vasc da lâmina terminal Org. subfornical do hipotálamo Núcleos supraóptico e paraventricular

43 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

44 REGULANDO O BALANÇO DE ÁGUA, O ORGANISMO CONTROLA A OSMOLARIDADE.
SE A OSMOLARIDADE SE MANTÉM CONSTANTE, O VOLUME INTRACELULAR SE MANTÉM CONSTANTE.

45 A REGULAÇÃO DO VOLUME EXTRACELULAR É FEITA REGULANDO O BALANÇO DE SÓDIO

46 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+.

47 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.

48 AUMENTO DA INGESTÃO DE SÓDIO

49 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

50 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

51 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

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

53 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?

54 COMO OS RINS RESPONDEM A UMA QUEDA NA
INGESTÃO DE SÓDIO?

55 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

56 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

57 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

58 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

59 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

60 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

61 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

62 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?

63 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.

64 Sensores para a homeostase de volume:
(Sistema aferente) - Sensores cardiopulmonares (enchimento cardíaco) Sensores arteriais (débito cardíaco) (sensores na caixa toráxica) Sensores renais (perfusão renal) Os sensores monitoram um parâmetro físico – estiramento ou tensão – que serve como um índice de função circulatória.

65 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

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

67 Artéria carótida externa
Sensores de estiramento no lado arterial Nervo glossofarígeo Artéria carótida externa Nervo vago Corpo carotídeo Seio carotídeo (barorreceptores: sensíveis a estiramento)

68 Disparo no nervo barorreceptor
150 Pressão arterial média (mmHg) 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 100 Pressão (mmHg) 50 Despolarização Potencial do receptor Elevação a 125 mmHg Disparo no nervo barorreceptor Redução a 75 mmHg

69 + - + + 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

70 + - + - - - + 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

71 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

72 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

73 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.

74 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

75 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.

76 Angiotensina estimula a produção e liberação de ALDOSTERONA

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

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

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

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

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

82 Espoliadora de Potássio
ALDOSTERONA: Conservadora de Sódio Espoliadora de Potássio

83 Principal neurotransmissor: norepinefrina
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

84 Uma vez ativados, esses 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

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

86 Além do aumento da osmolalidade, a redução do vaolume circulante efetivo também aumenta a liberação de HAD Uma comparação das sensibilidades dos mecanismos osmorregulatórios e barorregulatórios Robertson GL, 1982 Em: R. Greger e U. Windhorst

87 Uma vez ativados, esses 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

88 Peptídeo Natriurético Atrial
GMPc ativação de PKG (Ser/Thr cinase) . 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)

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

90 Regulação de osmolaridade e de 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 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)