Aspectos integrados da função renal: o néfron distal Fisiologia Renal Aspectos integrados da função renal: o néfron distal Profa. Dra. Cristina Maria Henrique Pinto Profa. Adjunto do Depto. Ciências Fisiológicas-CCB-UFSC Como citar este documento: PINTO, Cristina Maria Henrique. Fisiologia Humana: Fisiologia Renal. Disponível em: <http://www.cristina.prof.ufsc.br>. Acesso em: coloque a data aqui

Bibliografia básica recomendada sobre Fisiologia Humana Livros-textos: “Berne & Levy: Fisiologia” Koeppen & Stanton, 2009, 6ª Ed. (Ed. Elsevier) “Tratado de Fisiologia Médica” Guyton & Hall, 2006, 11ª Ed. (Ed. Elsevier) “Fisiologia” Aires, M. M. 2008, 3ª Ed. (Ed. Guanabara Koogan) “Fisiologia” Costanzo, 2007, 3ª Ed. (Ed. Elsevier) “Berne & Levy: Fundamentos de Fisiologia”, Levy et al, 2006, 4ª Ed. (Ed. Elsevier) “Fundamentos de Fisiologia Médica” Johnson, 2003 (Ed. Guanabara Koogan) “Fisiologia: texto e atlas” Silbernagl e Despopoulos, 2003 (Ed. Artmed)

PRESERVE O DIREITO AUTORAL CITANDO A FONTE. AS FIGURAS AQUI UTILIZADAS FORAM RETIRADAS DE DIVERSOS WEBSITES E, QUANDO POSSÍVEL, SÃO SEGUIDAS PELO ENDEREÇO NA INTERNET.   PARA CONSULTA A TEXTOS E OUTROS RECURSOS ONLINE, VISITE OS SITES RECOMENDADOS EM “SITES DIDÁTICOS” PRESERVE O DIREITO AUTORAL CITANDO A FONTE.

Aspectos integrados das funções renais Néfron Distal (TCDf e DC) Reabsorção facultativa de água e NaCl do filtrado restante: MODULAÇÃO HORMONAL

Reabsorção de ÁGUA ao longo do néfron 2-4% 70% até 15% 10% <1% extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

Regulação hormonal da reabsorção renal de Água no néfron distal “Despopoulos> Color Atlas of Physiology” Silbernagl, 2003 “Despopulos, Color Atlas of Physiology” Silbernagel, 2003

com ADH sem ADH http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

AQP3 e 4 AQP2 V2

Mecanismo intracelular do ADH para a reabsorção de Água no Néfron distal extraído, enquanto disponível, de: http://connection.lww.com/Products/porth_essentials/src.asp

Regulação da secreção do ADH Regulação Hipotalâmica da reabsorção de água pelos rins ADH é sintetizado nos núcleos Supra-óptico e Paraventricular hipotalâmicos... ... transportado nos axônios até a neurohipófise... ... e secretado na circulação sangüínea nas terminações dos axônios na neurohipófise.

Regulação da secreção do ADH Anatomia do hipotálamo e da glândula hipófise. Também são mostradas as vias envolvidas na regulação da secreção de ADH. As fibras aferentes dos barorreceptores cursam pelos nervos vago e glossofaríngeo. Na caixa fechada está a vista ampliada do hipotálamo e da glândula hipófise.

Osmolaridade e Secreção do ADH extraído, enquanto disponível, de: http://www.alternex.com.br/~rfaria/sodio.html

Hipovolemia e Secreção do ADH extraído, enquanto disponível, de: http://www.alternex.com.br/~rfaria/sodio.html

DESORDENS NA SECREÇÃO DE VASOPRESSINA Diabetes Insipidus - destruição ou lesão do complexo hipotálamo-hipófise - incapacidade de secretar a vasopressina ou Diabetes insipidus nefrogênico - resultado de lesões renais - incapacidade de responder à vasopressina. Diagnóstico diferencial: administração de vasopressina.

Mecanismo renal de reabsorção de NaCl regulado pela Aldosterona (néfron distal)

extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects. mmi. mcgill

Reabsorção de NaCl ao longo do néfron 70% 20% extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

Reabsorção de NaCl ao longo do néfron 2% Até 7,5% extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

Reabsorção de NaCl ao longo do néfron Excreção pode variar de 3 a 0,5% ALDO NaCl ALDO NaCl ALDO H2O NaCl ALDO NaCl Excreção pode variar de 3 a 0,5% extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

Reabsorção de NaCl ao longo do néfron H2O ALDO ADH NaCl H2O ALDO ADH H2O NaCl H2O ADH H2O extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

Regulação hormonal da reabsorção renal de NaCl no néfron distal Aldosterona “Despopulos, Color Atlas of Physiology” Silbernagel, 2003

Eventos renais e extra-renais para a secreção de Aldosterona para a regulação da reabsorção de NaCl e secreção de K+

Eventos renais e extra-renais para a secreção de Aldosterona para a regulação da reabsorção de NaCl e secreção de K+

Eventos renais e extra-renais para a secreção de Aldosterona para a regulação da reabsorção de NaCl e secreção de K+ http://csm.jmu.edu/biology/courses/bio270_Welsford/HTML%20Presentation%20folder14/ppframe.htm

Eventos renais e extra-renais para a secreção de Aldosterona para a regulação da reabsorção de NaCl e secreção de K+ céls. mesangiais http://csm.jmu.edu/biology/courses/bio270_Welsford/HTML%20Presentation%20folder14/ppframe.htm

Eventos renais e extra-renais para a secreção de Aldosterona para a regulação da reabsorção de NaCl e secreção de K+ céls. mesangiais http://csm.jmu.edu/biology/courses/bio270_Welsford/HTML%20Presentation%20folder14/ppframe.htm

Eventos renais e extra-renais para a secreção de Aldosterona para a regulação da reabsorção de NaCl e secreção de K+ Renina http://csm.jmu.edu/biology/courses/bio270_Welsford/HTML%20Presentation%20folder14/ppframe.htm

Eventos renais e extra-renais para a secreção de Aldosterona para a regulação da reabsorção de NaCl e secreção de K+

Eventos renais e extra-renais para a secreção de Aldosterona para a regulação da reabsorção de NaCl e secreção de K+

Eventos renais e extra-renais para a secreção de Aldosterona para a regulação da reabsorção de NaCl e secreção de K+

Eventos renais e extra-renais para a secreção de Aldosterona para a regulação da reabsorção de NaCl e secreção de K+

Eventos renais e extra-renais para a secreção de Aldosterona para a regulação da reabsorção de NaCl e secreção de K+

+ + ANG II ANG II Aldosterona Aldosterona  Reabsorção de Na+

Mecanismo celular de reabsorção de NaCl e secreção de K+ no néfron distal Aldosterona + + Booth et al., 2002 http://advan.physiology.org/cgi/content/full/26/1/8?maxtoshow=&HITS=10&hits=10&RESULTFORMAT=&titleabstract=aldosterone&searchid=1018374170515_241&stored_search=&FIRSTINDEX=0&journalcode=ajpadvan

Produção de ANG II e Aldosterona a partir da liberação renal de Renina Resposta renal de reabsorção de íon Sódio e secreção (excreção) de íon Potássio durante infusão de Aldosterona

Excreção de Na+ Excreção de K+ Resposta renal (ND) de reabsorção de íon Sódio e secreção (excreção) de íon Potássio durante infusão de Aldosterona Excreção de Na+ Excreção de K+ Site: http://www.oup.co.uk/best.textbooks/medicine/humanphys/illustrations/

extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects. mmi. mcgill

extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects. mmi. mcgill

extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects. mmi. mcgill

extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects. mmi. mcgill

extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects. mmi. mcgill

continua... extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects. mmi. mcgill

http://csm.jmu.edu/biology/courses/bio270_Welsford/HTML%20Presentation%20folder14/ppframe.htm

Eventos renais e extra-renais da produção de Angiotensina II http://www.cvphysiology.com/

Regulação hormonal da reabsorção renal de NaCl no néfron distal Aldosterona “Despopulos, Color Atlas of Physiology” Silbernagel, 2003

Regulação renal da osmolaridade plasmática na diminuição da ingestão de NaCl e de água e/ou na diminuição da P.A. (hipovolemia)

   Diminui a TFG (fatores extrínsecos predominam) e Auto-regulação renal Diminui a TFG (fatores extrínsecos predominam) e diminui a formação urinária (influências hormonais do ADH e da Aldosterona no néfron distal Influência de mecanismos extrínsecos SP e ANGII   Pressão arterial (mmHg)

  autoregulação renal  reabsorção de Na+/H2O PA FRS  Ø UR Pressão arterial (mmHg)   PA FRS  Ø UR autoregulação renal Ativação de mecanismos extra-renais:  Ativação S. Simpático,  Sist. Renina-Angiotensina-Aldosterona,  secreção de ADH  reabsorção de Na+/H2O Site: http://www.oup.co.uk/best.textbooks/medicine/humanphys/illustrations/

Ativação S. Simpático, Sist Ativação S. Simpático, Sist. Renina-Angiotensina-Aldosterona,  secreção de ADH reabsorção de Na+/H2O http://www.cvphysiology.com/

Regulação renal da osmolaridade plasmática no aumento da ingestão de NaCl e de água e/ou no aumento da P.A. (hipervolemia)

(fatores intrínsecos predominam até ±180mmHg de PAM) Fica mantida a TFG (fatores intrínsecos predominam até ±180mmHg de PAM) e aumenta a formação urinária (ausência da influências hormonais do ADH e da Aldosterona no néfron distal)  Auto-regulação renal   Pressão arterial (mmHg)

    autoregulação renal e  excreção de Na+/H2O PA FRS  Ø UR Ativação de mecanismos extra-renais:  Liberação do ANP  secreção de Renina,  produção de Angio II,  secreção de ADH e Aldosterona  excreção de Na+/H2O

ANP: Peptídeo natriurético atrial AII: Angiotensina II AVP: vasopressina ANP: Peptídeo natriurético atrial Ojeda, 2000

ANP: Peptídeo natriurético atrial AII: Angiotensina II AVP: vasopressina ANP: Peptídeo natriurético atrial Ojeda, 2000

SCHEMATIC DIAGRAM OF THE NEUROENDOCRINE CONTROL OF ANP RELEASE. ANP, atrial natriuretic peptide;OT, oxytocin; AVP, arginine vasopressin; NTS, nucleus tractus solitarius Neuroendocrine control of body fluid metabolism. Antunes-Rodrigues et al., 2004 versão em pdf ou veja online: http://physrev.physiology.org/cgi/content/full/84/1/169

Eventos renais e extra-renais da produção de Peptídeo Natriurético Atrial (ANP) http://www.cvphysiology.com/

   autoregulação renal reabsorção de Na+/H2O PA FRS  Ø UR autoregulação renal Ativação de mecanismos extra-renais:  Ativação S. Simpático,  Sist. Renina-Angiotensina,  secreção de ADH reabsorção de Na+/H2O PA FRS  Ø UR  autoregulação renal e  Liberação do PNA  secreção de Renina,  produção de Angio II,  secreção de Aldosterona  excreção de Na+/H2O

Diagrama dos eventos extra-renais para a regulação da PA na hemorragia

Diagrama dos eventos para a regulação renal da osmolaridade plasmática pelo aumento da ingestão de NaCl e de água Site: http://www.oup.co.uk/best.textbooks/medicine/

Participação renal na regulação do equilíbrio ácido-básico Mecanismos intracelulares de manipulação do filtrado pelos túbulos renais: Participação renal na regulação do equilíbrio ácido-básico

Contribuição do TCP (reabsorção de HCO3-) Fig. 36-2 Cellular mechanism for reabsorption of filtered HCO3- by cells of the proximal tubule. CA, Carbonic anhydrase; ATP, adenosine triphosphate. See text for details.

Ducto coletor cortical e medular externo (céls. intercalares) Fig. 36-3 Cellular mechanisms for reabsorption and secretion of HCO3- by intercalated cells of the collecting duct. CA, Carbonic anhydrase; ATP, adenosine triphosphate. See text for details.

Fig. 36-4 General scheme for the excretion of H+ with non-HCO3- urinary buffers. The primary urinary buffer is HPO42-. Other buffers include creatinine. Collectively, the urinary buffers are called titratable acid. For simplicity, only the H+-ATPase is shown. H+ secretion by the H+,K+-ATPase also titrates luminal buffers. CA, Carbonic anhydrase; ATP, adenosine triphosphate.

Fig. 36-1 Segmental reabsorption of HCO3- Fig. 36-1 Segmental reabsorption of HCO3-. The fraction of the filtered load of HCO3- reabsorbed by the various segments of the nephron is shown. Normally, the entire filtered load of HCO3- is reabsorbed. PT, Proximal tubule; TAL, thick ascending limb; DT, distal tubule; CCD, collecting duct; IMCD, inner medullary collecting duct.

Fig. 38-5 Production, transport, and excretion of NH4+ by the nephron Fig. 38-5 Production, transport, and excretion of NH4+ by the nephron. Glutamine is metabolized in the proximal tubule to NH4+ and HCO3-. The NH4+ is secreted into the lumen, and the HCO3- enters the blood. The secreted NH4+ is reabsorbed in Henle's loop primarily by the thick ascending limb, and accumulates in the medullary interstitium, where it exists as both NH4+ and NH3. NH3 diffuses into the tubular fluid of the collecting duct, and H+ secretion by the collecting duct leads to accumulation of NH4+ in the lumen by the processes of nonionic diffusion and diffusion trapping. For every NH4+ excreted in the urine, a \"new HCO3-\" is returned to the systemic circulation. Therefore, the excretion of NH4+ can be used as a marker of proximal tubule glutamine metabolism, which in turn determines new HCO3- formation. Berne et al., 2004

TÚBULO CONTORCIDO PROXIMAL Reabsorção de Bicarbonato (HCO3-) (80%) 2 3 c.a. capilar extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

ALÇA DE HENLE (porção ascendente espessa) Reabsorção de Bicarbonato (HCO3-) (15%) Na+ 2 3 c.a. capilar extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

Néfron distal (TCDf e DCc e DCme) Reabsorção de Bicarbonato (HCO3-) (5%) ATP Cl- 2 3 c.a. capilar extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

http://www.fisio.icb.usp.br/bmb0117.html

Se o H+ secretado para a luz tubular é tamponado por HCO3-, isso corresponde a reabsorção de HCO3- Se o H+ secretado para a luz tubular é tamponado por outros tampões (HPO4-, NH3 etc), isso corresponde a geração de HCO3- novo http://www.fisio.icb.usp.br/bmb0117.html

TÚBULO CONTORCIDO PROXIMAL na acidose pHsangue + 2 NH3 amônia 2 NH3 Acidose pHsangue amônia capilar extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

TÚBULO CONTORCIDO PROXIMAL na acidose pHsangue + + 2 2 Acidose pHsangue NH3 amônia NH3 2 NH3 2 NH3 amônia amônia extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm capilar

Glutamina -cetoglutarato NH3 NH3 2x CO2 e H2O 2 H2CO3 2 H+ + 2 HCO3- Túb. Cont. Proximal Acidose pHsangue Glutamina Glutaminase renal -cetoglutarato NH3 NH3 2x CO2 e H2O 2 H2CO3 2 H+ + 2 HCO3-

TÚBULO CONTORCIDO PROXIMAL na acidose pHsangue + + 2 2 Acidose pHsangue NH3 amônia NH3 2 NH3 2 NH3 amônia amônia extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm capilar

TÚBULO CONTORCIDO PROXIMAL na acidose pHsangue Na+ 2x 2 HCO3- a.c. 2x + 2 Cl 2 NH3 Acidose pHsangue NH3 amônia amônia extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm capilar

TÚBULO CONTORCIDO PROXIMAL Produção de tampão amônia/amônio na acidose SECREÇÃO EFETIVA DE H+ TÚBULO CONTORCIDO PROXIMAL Produção de tampão amônia/amônio na acidose Na+ 2x 2 HCO3- a.c. + 2NH3/ NH4+ Cl Cl 2 NH3 Acidose metabólica pHsangue amônia amônia/ íon amônio extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

compete com o K+ na bomba luminal Na+/2Cl/K+ Acidose pHsangue NH3/ NH4+ Reabsorção: compete com o K+ na bomba luminal Na+/2Cl/K+ ou por via intercelular NH3/ NH4+ NH3/ NH4+ extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

Secreção de H+, NH3 e NH4+ no néfron distal NH3/ NH4+ NH3/ NH4+ Acidose pHsangue NH3/ NH4+ Secreção de H+, NH3 e NH4+ no néfron distal NH3/ NH4+ NH3/ NH4+ extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects. mmi. mcgill

(células intercalares) Secreção de H+ e NH3 no néfron distal (células intercalares) Acidose pHsangue H+ H+ NH4+ (íon amônio) NH4+ (íon amônio) 2 NH3 amônia EXCREÇÃO extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

Secreção de NH4+ no néfron distal (células intercalares) Acidose pHsangue NH4+ (íon amônio) NH4+ (íon amônio) EXCREÇÃO extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

Repare no aumento da produção/excreção de íon amônio http://www.biosciednet.org/portal/ APS

- Ácidos voláteis: excreção pulmonar ACIDIFICAÇÃO DA URINA - Ácidos voláteis: excreção pulmonar (CO2--H2CO3--H+ + HCO3-) - Ácidos fixos: rins

Produção de ácidos fixos pelo organismo (depende da dieta alimentar): ACIDIFICAÇÃO DA URINA Produção de ácidos fixos pelo organismo (depende da dieta alimentar): Catabolismo de AAS que contém enxofre: ácido sulfúrico Catabolismo de ácidos nucleicos: ácido fosfórico e ácido úrico - Jejum: formação de corpos cetônicos ácido acetoacético e beta-hidroxibutírico pH da urina – variável conforme a alimentação rica em proteínas: pH ~ 5,5 Vegetariana:pH ~7,0-8,0

Tampões sangüíneos fixos: Hemoglobina, albumina, HPO4-- e H2PO4- ACIDIFICAÇÃO DA URINA Tampões sangüíneos fixos: Hemoglobina, albumina, HPO4-- e H2PO4- Acidificação no néfron: TCP: grande reabsorção de HCO3- (80-90%) pH~6,7 na AH AH: continua a reabsorção de HCO3- (7,5% -10%) ND: pouco HCO3- , secreção ativa de H+ (ATPase luminal) e existência de ácidos e tampões fixos não reabsorvidos: ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido úrico e corpos cetônicos. pH urinário ácido máximo: 5,0

O néfron e sítios de ação dos diuréticos H2O extraído, enquanto disponível, de: http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

Métodos de avaliação da função renal: Fisiologia Renal Métodos de avaliação da função renal: depuração plasmática (ou “clearance”)

Manipulação renal de substâncias Esquema simplificado http://www.sci.sdsu.edu/Faculty/Paul.Paolini/ppp/lecture23/sld009.htm

Manipulação renal de substâncias Parcialmente filtrada Não reabsorvida nem secretada Substance W Exemplos: inulina e creatinina parcialmente excretada

Manipulação renal de substâncias Parcialmente filtrada Parcialmente reabsorvida Exemplos: água e íons Parcialmente excretada http://www.sci.sdsu.edu/Faculty/Paul.Paolini/ppp/lecture23/sld009.htm

Manipulação renal de substâncias Parcialmente filtrada totalmente reabsorvida Exemplos: Glicose e AAs Não excretada http://www.sci.sdsu.edu/Faculty/Paul.Paolini/ppp/lecture23/sld009.htm

Manipulação renal de substâncias Parcialmente filtrada secretada Exemplos: xenobióticos (drogas) e catabólitos Totalmente excretada http://www.sci.sdsu.edu/Faculty/Paul.Paolini/ppp/lecture23/sld009.htm http://sprojects.mmi.mcgill.ca/nephrology/presentation/index.htm

Depuração plasmática da Inulina 1 mg de Inulina/1 ml de plasma

Depuração plasmática da Inulina 1 mg de Inulina/1 ml de plasma

Depuração plasmática da Inulina 1 mg de Inulina/1 ml de plasma

Depuração plasmática da Inulina 1 mg de Inulina/1 ml de plasma

INULINA Depuração plasmática da Inulina 1 ml de plasma foi depurado de 1 mg de Inulina 1 ml de plasma 1 mg de Inulina 1 mg de Inulina/1 ml de plasma

INULINA Depuração plasmática da Inulina Uinu=125mg/ml e Vurin=1ml/min 1 ml de plasma foi depurado de 1 mg de Inulina 1 ml de plasma 1 mg de Inulina 1 mg de Inulina/1 ml de plasma Uinu=125mg/ml e Vurin=1ml/min

INULINA Uinul x V Cinul = Pinul Cinul = Cinul = 125 ml/min Depuração plasmática da Inulina 1 ml de plasma 1 mg de Inulina 1 mg de Inulina/1 ml de plasma INULINA 1 ml de plasma foi depurado de 1 mg de Inulina Uinul x V Cinul = Pinul 125mg/ml x 1ml/min Cinul = 1mg/ml Cinul = 125 ml/min Uinu=125mg/ml e Vurin=1ml/min

Medidas de TFG e FRP Pinul = 1mg/ml Uinul = 125mg/ml V = 1ml/min

Medidas de TFG e FRP Inulina tem desvantagens para medida da TFG: Pinul = 1mg/ml quantidade quantidade filtrada excretada = Inulina tem desvantagens para medida da TFG: é exógena (precisa ser infundida). TFG x Pinul = Uinul x V Uinul x V TFG = Pinul Uinul = 125mg/ml V = 1ml/min

Medidas de TFG e FRP Então, usar substância endógena e com produção relativamente constante: CREATININA

Medidas de TFG e FRP Então, usar substância endógena e com produção relativamente constante: CREATININA

Medidas de TFG e FRP

Veja outros recursos sobre Fisiologia Renal nos links abaixo: Veja mais em: Introdução ao estudo da Fisiologia Renal Mecanismos tubulares I Mecanismos tubulares II Veja outros recursos sobre Fisiologia Renal nos links abaixo: Material didático de Renal, extraído da Internet (apresentações em ppt, capítulos de livros em pdf, animações online, etc) Sugestões de sites didáticos de Fisiologia Renal