Funções dos rins no organismo

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1 Funções dos rins no organismo
Os rins eliminam os produtos do metabolismo, drogas exógenas, mas também água, sódio, cloreto, cálcio, fósforo, magnésio, ânions orgânicos, íons H+....

2 Funções dos rins no organismo
Ao eliminar água e solutos como urina os rins regulam: o volume extracelular a pressão arterial a osmolaridade a excreção de potássio a excreção de cálcio, fósforo e magnésio o equilíbrio ácido-base

3 Funções endócrinas dos rins
A regulação da pressão arterial, além de depender do balanço de volume, depende de substâncias vasoativas secretadas nos rins Os rins secretam eritropoietina, essencial para estimular a produção de eritrócitos na medula óssea Os rins produzem a forma ativa da vitamina D (1,25(OH)2-D3) e outras substâncias relacionadas ao metabolismo de cálcio e fósforo.

4 A formação da urina envolve dois processos distintos
Filtração do plasma, exclusivamente nos glomérulos Função tubular Reabsorção tubular (do fluido tubular para o plasma de capilares peritubulares) Secreção tubular (do plasma de capilares peritubulares para a luz tubular)

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7 EXCREÇÃO = FILTRAÇÃO + SECREÇÃO - REABSORÇÃO
Arteríola aferente Arteríola eferente Sangue que chega ao glomérulo Sangue que sai dos capilares peritubulares Urina excretada Capilares glomerulares Capsula de Bowman Capilares peritubulares FILTRAÇÃO REABSORÇÃO SECREÇÃO EXCREÇÃO EXCREÇÃO = FILTRAÇÃO + SECREÇÃO - REABSORÇÃO

8 Os rins monitoram a composição do sangue instante a instante
Estrategicamente colocados próximos à aorta abdominal, recebem 25% do débito cardíaco

9 Artéria renal esquerda
Fluxo sanguíneo renal (FSR): ~ mL/min (20 a 25% do débito cardíaco) Rim direito Rim esquerdo Aorta abdominal Artéria renal direita Artéria renal esquerda Em ambos os rins, entram ~ mL de sangue/min pelas artérias renais

10 De ambos os rins, saem ~ 1.199 mL de sangue/min pelas veias renais
Rim direito Rim esquerdo Veia cava abdominal Veia renal direita Veia renal esquerda De ambos os rins, saem ~ mL de sangue/min pelas veias renais

11 De ambos os rins, sai ~ 1 mL de urina/min
1.200 (Fluxo sanguíneo renal arterial) – (Fluxo sanguíneo renal venoso) = 1 mL/min (fluxo urinário) Rim direito Rim esquerdo Veia cava abdominal Veia renal direita Veia renal esquerda Ureteres Bexiga De ambos os rins, sai ~ 1 mL de urina/min Os túbulos reabsorvem > 99% da água filtrada

12 Do sangue que chega ao rim, o que será filtrado será o PLASMA
FSR = fluxo sanguíneo renal Para hematócrito de 45%: Fluxo plasmático renal = 0,55 x mL/min = 660 mL/min

13 São filtrados: ~ 125 mL/min nos ~ 2 milhões de nefros de ambos os rins
Arteríola aferente Arteríola eferente Sangue que chega ao glomérulo Plasma que chega ao glomérulo (Qa – nL/min) 1) Filtração Filtração por nefro (FN - nL/min) 18-20% do plasma que entra no glomérulo são filtrados Fração de filtração: 18 – 20% (FN/Qa = 0,18 – 0,20) Sangue que sai de capilares peritubulares São filtrados: ~ 125 mL/min nos ~ 2 milhões de nefros de ambos os rins 180 L/24h

14 TODO O PLASMA É FILTRADO CERCA DE 60 VEZES DIA
A CADA HORA, O PLASMA É FILTRADO CERCA DE 2,5 VEZES

15 O QUE É FILTRADO? ÁGUA E TODOS OS SOLUTOS PEQUENOS PROTEÍNAS, QUE SÃO MACROMOLÉCULAS, NÃO SÃO FILTRADAS A membrana filtrante não permite a passagem de proteínas > 60 kDa Peptídeos pequenos são filtrados As demais substâncias têm a concentração no plasma e no filtrado iguais (ou quase iguais) Se a substância circula no sangue ligada a proteínas, ela não é livremente filtrada A membrana tem um tamanho de corte: moléculas com diâmetro efetivo maior que ~ 8 nm não passam

16 Filtração Arteríola aferente Arteríola eferente Alça capilar
Espaço de Bowman Membrana filtrante Capilares glomerulares O filtrado cai no espaço de Bowman PO = podócito; E = endotélio; M = mesângio; MM = matriz mesangial; GBM = membrana basal glomerular

17 Para aminohipurato (PAH)
AS SUBSTÂNCIAS FILTRADAS SÃO TRANSPORTADAS ATRAVÉS DAS PAREDES DOS TÚBULOS RENAIS, REABSORVIDAS OU SECRETADAS Inulina Creatinina Uréia Na+, K+ ... Glicose Amino ácidos Para aminohipurato (PAH) FILTRADA FILTRADOS E REABSORVIDOS PARCIALMENTE FILTRADOS E REABSORVIDOS TOTALMENTE FILTRADO E SECRETADO TOTALMENTE

18 Como calcular a massa (carga) filtrada?
Ritmo de filtração glomerular (RFG – volume/tempo) x concentração plasmática da substância (massa/volume) - Isso é válido para substâncias livremente filtradas no glomérulo Concentração plasmática de Na+ - [Na+]plasma = 140 mmol/L [Cl-]plasma = 105 mmol/L RFG: 125 mL/min ou 180 L/24h Carga diária filtrada de Na+: 180 x 140 = mmoles/dia Carga diária filtrada de Cl-: 180 x 105 = mmoles/dia

19 Você filtra mais de 1 Kg de NaCl por dia
Quantidades diárias envolvidas na formação da urina em humanos SÓDIO E CLORETO Concent. Plasma (mmol/L) Filtrado/24h Excretado % reabsorvida mmoles grama mmoles grama Sódio 140 25.200 507 175 4 + 99 Cloreto 105 18.900 660 6 Filtrado: g de NaCl /dia Excretado: ~10 g de NaCl/dia (igual ao ingerido) SAL Você filtra mais de 1 Kg de NaCl por dia ... e excreta em torno de 10 g

20 Quantidades diárias envolvidas na formação da urina em humanos
GLICOSE E UREIA Filtrado Excretado Concent. Plasma (mM) % reabsorvida mmoles grama mmoles grama Glicose 5 900 160 100 Ureia 50 360 20 60

21 MENSURAÇÃO DO RFG

22 O CONCEITO DE DEPURAÇÃO
(“CLEARANCE”)

23 Injeção intravenosa da substância
Concentração plasmática, mg/dL

24 “CLEARANCE” NÃO É IGUAL A MASSA REMOVIDA !
Clearance é o coeficiente angular “CLEARANCE” NÃO É IGUAL A MASSA REMOVIDA ! Massa removida = Concentração plasmática x “Clearance” M = P x “Clearance” (M) (P)

25 Massa removida = Concentração plasmática x Clearance
Para um dado valor de “clearance, a massa excretada aumenta com o aumento da concentração plasmática

26 O “clearance” tem dimensão de fluxo:
É o volume de plasma depurado na unidade de tempo

27 USINA PURIFICADORA IDEAL
A usina equivale aos rins Rio limpo equivale ao sangue venoso que sai dos rins Líquido concentrado em detritos equivale à urina Rio sujo equivale ao sangue arterial que chega aos rins

28 EM UMA USINA PURIFICADORA IDEAL:
depuração total: toda sujeira que chega é eliminada Numa usina ideal, todo o fluxo do rio é limpo na usina Volume limpo/min (clearance) = fluxo total do rio

29 USINA PURIFICADORA NÃO IDEAL Nem tudo que chega é removido
Resta sujeira no rio, após passagem pela usina

30 Depuração (clearance) = Fluxo depurado
A TAXA DE DEPURAÇÃO EQUIVALE AO FLUXO DEPURADO DE DETRITOS FLUXO Massa excretada Concentração inicial de detritos (mg/mL) Taxa de Depuração Massa excretada/tempo (mg/mim) = Depuração (clearance) = Fluxo depurado A taxa de depuração (clearance) tem dimensão de fluxo (mL/min ou L/dia)

31 Usina purificadora

32 Usina purificadora Depende do tamanho...

33 Depende do tamanho...

34 A insuficiência renal (aguda ou crônica) equivale a colocar rins de um animal pequeno em um ser humano

35 CONSEQÜÊNCIAS DA PERDA DA FUNÇÃO RENAL
Hiperpotassemia Acidose metabólica Retenção de fluidos Uremia Coma Morte

36 Concentração de detritos (massa/volume) Massa excretada/tempo
FLUXO Px Clearance = Ux x V Concentração de detritos (massa/volume) Clearance = Massa excretada/tempo Ux = Concentração da substância “x” na urina V = Fluxo urinário (L/min ou mL/min) Px = Concentração da substância “x” no plasma

37 O CLEARANCE É UMA PROPRIEDADE INTRÍNSECA DOS RINS EM RELAÇÃO A UM DETERMINADO SOLUTO
ClearanceGlicose = 0 ClearanceAlbumina  0,00002 mL/min ClearanceBicarbonato  0,0003 mL/min ClearanceSódio  0,7 mL/min ClearancePotássio  12 mL/min ClearanceFósforo  21 mL/min ClearanceUreia  40 mL/min

38 Massa que entra = Massa que sai
Princípio de Fick (Conservação da massa) Massa que entra = Massa que sai

39 Por onde entra? Pelo sangue arterial
QA = massa que entra pela artéria renal por tempo (PA x FPRA) Por onde sai? Pelo sangue venoso e pela urina QV = massa que sai pela veia renal por tempo (PV x FPRV) QU = massa que sai pela urina por tempo (U x VU) PA = concentração no plasma arterial (massa/volume); PV = concentração no plasma venoso (massa/volume); FPRA = fluxo plasmático renal arterial (volume/tempo); FPRV = fluxo plasmático renal venoso, sendo FPRA ≈ FPRV U = concentração na urina; VU = fluxo urinário Se há conservação da massa: PA x FPR = PV x FPR + UxVU FPR (PA-PV)= U x VU ÷ PA FPR (PA-PV)/PA= UVU/PA FPR(1-PV/PA) = Clearance

40 FPR (PA-PV)/PA= UVU/PA FPR(1-PV/PA) = Clearance
Se PV = PA  nada foi excretado na urina; então o clearance = 0 comporta-se assim: glicose, aminoácidos Se PV = 0  tudo foi excretado na urina; então o clearance é igual a FPR comporta-se assim: para-aminohipurato (PAH) Clearance do PAH = FPR

41 CARGA FILTRADA: RFG X CONCENTRAÇÃO NO PLASMA (PA)
CARGA EXCRETADA: FLUXO URINÁRIO (V) X CONCENTRAÇÃO NA URINA (U) SE CARGA FILTRADA = CARGA EXCRETADA RFG x PA = U x V U x V RFG = Comporta-se assim: Inulina, creatinina PA Clearance de Inulina e de creatinina = RFG

42 CLEARANCE RENAL EM DOIS CASOS ESPECIAIS
Clearance de Para-amino-hipurato = FPR (FPR = Fluxo plasmático renal) (PAH é totalmente excretado) Clearance de Creatinina = RFG (RFG = Ritmo de Filtração Glomerular) NA PRÁTICA CLÍNICA: O único clearance utilizado na prática médica é o de creatinina (como medida do RFG) Padrão-ouro: inulina (só para pesquisa)

43 Fração de excreção = massa removida/massa filtrada
Massa removida: U x V Massa filtrada: RFG x PA ou Fração de excreção = (U x VU) / (PA x RFG)

44 link Clearance

45 Qual substância tem a fração de excreção mais elevada?
( ) Glicose ( ) Creatinina ( ) Para-amino-hipurato ( ) Sódio

46 INTERVALO!

47 Balanço Quantidade que entra no organismo: Ingestão e/ou produção
Igual a Quantidade eliminada do organismo: excreção urinária + excreção por outras vias + metabolização

48 É possível restaurar o balanço porque aumenta o nível do tanque

49 Como o balanço de uma substância eliminada por filtração se mantém quando a filtração glomerular cai? Balanço de creatinina

50 A secreção creatinina em túbulos proximais:
( ) Faz com que o fluxo plasmático renal seja superestimado. ( ) Faz com que a fração de reabsorção da creatinina diminua. ( ) Faz com que o ritmo de filtração glomerular seja superestimado. ( ) Não interfere com a excreção urinária de creatinina.

51 Solutos Regulados Para alguns solutos, a concentração no plasma não deve variar com a redução da taxa de filtração: Solutos Regulados O balanço é mantido, mesmo com diminuição da carga filtrada, porque os túbulos reabsorvem menos. A regulação da taxa de transporte tubular é um processo complexo, que envolve mecanismos neurais, endócrinos e parácrinos.

52 No caso do sódio, o aumento do ralo deve-se à redução na reabsorção tubular, com aumento da fração de excreção de sódio.

53 Soluto regulado

54 FILTRAÇÃO GLOMERULAR

55 Kf = constante de permeabilidade da membrana
Forças envolvidas na filtração glomerular FPN = Kf (P - ) FPN = Filtração por Néfron P = Pcap – Ptub  = cap - tub Kf = constante de permeabilidade da membrana Se ∆P =  não há filtração RFG = ∑ FPN RFG = Ritmo de filtração glomerular

56 Dinâmica da microcirculação glomerular
Resistência aferente RA RE eferente Representação esquemática do tufo glomerular e das resistências

57 Pressão de ultrafiltração
FPN = kf (P - ) Pressão de ultrafiltração PUF P é praticamente constante  não é constante -  se eleva ao longo do capilar PUF diminui a cada ponto ao longo do capilar enquanto ocorre filtração 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0.2 0.4  P PUF PUF total é esta área

58 O fluxo plasmático glomerular e a pressão hidrostática em capilar glomerular são determinantes essenciais da taxa de filtração glomerular 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0.2 0.4  PUF = (P - ) Se P, aumenta PUF Se  diminui, aumenta PUF Se o fluxo plasmático aumenta,  aumenta menos, e aumenta PUF P

59 HEMODINÂMICA GLOMERULAR

60 FLUXO SANGUÍNEO GLOMERULAR (FSG)
FSG = (Pressãoa-Pressãoe) / (Resistênciaa+Resistênciae)

61 Redução no fluxo Redução em Pcap Aumento no fluxo
Aumento de Ra Redução no fluxo Redução em Pcap Diminuição de Ra Aumento no fluxo Aumento em Pcap Quando alteramos Ra, pressão e fluxo variam no mesmo sentido mesmo sentido

62 Resistêcias arteriolares

63 A arteríola aferente é especialmente adequada a um papel de regulação da FPN e, consequentemente, do RFG RA

64 Quando alteramos Re, pressão e fluxo variam em sentidos opostos
Aumento de Re Aumento em Pcg Redução no fluxo Diminuição de Re Redução em Pcg Aumento no fluxo Quando alteramos Re, pressão e fluxo variam em sentidos opostos

65 Resistêcias arteriolares

66 Aumento acentuado de Re leva a redução de FPN, apesar do aumento em ΔP, devido ao efeito da redução no fluxo Efeito bifásico com aumento de Re FPN, nL/min Se Re cai muito, ΔP cai a valores menores que π e não há filtração.

67 A arteríola eferente é menos eficaz como reguladora, mas é essencial para manter a PCG elevada.
É a arteríola eferente que distingue um capilar glomerular de um capilar sistêmico

68 Kf = constante de permeabilidade da membrana
Forças envolvidas na filtração glomerular FPN = Kf (P - ) FPN = Filtração por Néfron P = Pcap – Ptub  = cap - tub Kf = constante de permeabilidade da membrana Se ∆P =  não há filtração

69 FPN = Kf (P - ) Se a pressão hidrostática em capilar aumenta, a filtração aumenta; se diminui, a filtração diminui

70 FPN = Kf (P - ) Se pressão oncótica em capilar aumenta, a filtração diminui; se cai, a filtração aumenta.

71 VARIAÇÕES NO FLUXO FAZEM VARIAR O PERFIL DE VARIAÇÃO DE 

72 mmHg QA 100  mmHg 200 QA  Com o fluxo maior,  não se eleva tanto

73 Com fluxo plasmático mais alto, as proteínas se concentram menos em cada ponto do capilar.
 eleva-se menos. PUF se eleva PUF = (P - )

74 mmHg QA 100  x mmHg x QA 60

75 Com fluxo plasmático mais baixo, as proteínas se concentram mais em cada ponto do capilar.
 eleva-se mais. PUF diminui PUF = (P - )

76 Autorregulação do fluxo e da filtração

77 Os rins regulam o FPR e o RFG mediante variações na PA
O aumento da pressão arterial sistêmica leva a aumento linear do fluxo plasmático renal? NÃO FPN, nL/min PA, mmHg Os rins regulam o FPR e o RFG mediante variações na PA

78 Resistêcias arteriolares

79 REFLEXO MIOGÊNICO DA ARTERÍOLA AFERENTE
Aparelho justaglomerular Pressão arterial Distensão  contração Ra Re

80 REALIMENTAÇÃO (FEEDBACK) TÚBULO-GLOMERULAR
Ap. JG Na+ - Velocidade de fluxo ou carga de Na+ Ra Re O mediador NÃO é renina