Faculdade de Medicina do Porto Servio de Fisiologia

FISIOLOGIA RENAL

Sumrio Funes renais Anatomofisiologia renal Princpios da formao de urina Filtrao barreira de filtrao regulao da GFR

Reabsoro tubular de NaCl e gua Regulao da osmolalidade dos fludos corporais osmorregulao ADH formao de urina concentrada

Funes renais Funes Homeostticas:1 - Regulao do volume plasmtico e do equilbrio hidroltico; 2 - Regulao da osmolalidade sangunea; 3 - Manuteno do equilbrio electroltico; 4 - Regulao do equilbrio cido-base; 5 - Excreo de metabolitos e de substncias exgenas.

Funes renais Funes bioqumicas: 1 - Produo de hormonas renina, eritropoietina, calcitriol

2 - Produo de substncias bioactivas 3 - Sntese de glicose, angiotensinogneo e amnia 4 - Metabolismo de algumas substncias

Anatomia Renal Rins Orgos retroperitoniais Corte coronal Cortx Medula Externa Interna

Nefrnio a unidade funcional do rim: Nefrnios corticais Tornam a urina fluda Nefrnios justamedulares Tornam a urina concentrada

Nefrnio Dois componentes: Vascular glomrulo

Tubular tubulo proximal ansa de Henle tubulo distal tubulo colector ducto colector

Princpios de Formao da Urina Filtrao glomerular (180l/dia) Cpsula de Bowman

Reabsoro tubular (178.5l/dia) Ao longo do segmento tubular

Secreo tubular tbulos proximal e distal

Excreo (1.5l/dia) Resultado final dos processos anteriores

Tipos de Transporte

Tipo de transporte Difuso simples Difuso facilitada Transporte activo primrio Transporte activo secundrio Pinocitose Osmose

Exemplos Ureia, CO2, K+, Ca 2+ Glicose, ureia Na+, K+, H+, Ca2+ Cl-, K+, glicose, H+, HCO3-, a.a., fosfato Protenas gua

Transporte Passivo No h gasto energtico directo Consiste na difuso de molculas de locais de maior concentrao para locais de menor concentrao ( molculas lipossolveis difundem facilmente ) A gua desloca-se passivamente em resposta ao gradiente osmtico e os solutos dissolvidos tambm so arrastados - SOLVENT DRAG

Transporte Activo Primrio Ocorre contra gradiente de concentrao Necessita de energia (ATP) Associado muitas vezes bomba de na+/k+ Ocorre na superfcie basolateral das clulas tubulares

Transporte Activo Secundrio No utiliza directamente o ATP (mas pode depender de um gradiente gerado activamente) Requer um transportador ou um canal proteico, pelo que tem um limite mximo (ex: cotransporte de na+/h+)

Osmose Difuso de gua segundo o seu gradiente de concentrao atravs de uma membrana semipermevel A concentrao da gua determinada pela concentrao do soluto nela dissolvido A presso osmtica balanceada pela presso hidrosttica

Osmose O movimento osmtico afectado por: Amplitude do gradiente rea da superfcie membranar Distncia de difuso Peso molecular Molculas pequenas difundem mais rapidamente

Permeabilidade Molculas lipossolveis difundem mais rapidamente

Filtrao Ocorre no glomrulo / cpsula de Bowman O rim recebe 20-25% do dbito cardaco mas apenas 20% do plasma filtrado em cada passagem A filtrao cerca de 125 ml/min ou 180l/dia mas, em condies normais, apenas 1.5L so excretados diariamente

Barreira de Filtrao

Parede dos capilares Membrana basal Lmina interna da cpsula de Bowman

Presso de Filtrao Promovem a filtrao: PRESSO HIDROSTTICA glomerular (PG) = 60 mmHg Dada pela presso sangunea

Opem-se filtrao: PRESSO OSMTICA (G) = 32 mmHg Presso onctica - protenas que permanecem nos capilares

PRESSO HIDROSTTICA capsular (PC) = 18 mmHg

PRESSO DE FILTRAO = 10 mmHg = PG - G - Pc

Concentrao Proteica Plasmtica

Fluxo Plasmtico Renal

Obstruo tubular

Presso Onctica

Presso Hidrosttica Capsular

PRESSO DE PRESSO DE FILTRAO FILTRAOPresso Hidrosttica GlomerularPresso Artria Renal Resistncia Aferente Resistncia Eferente

Taxa de Filtrao Glomerular GFR = Presso de filtrao Kf= 10 mmHg 12.5 mL/min*mmHg

= 125 mL/minNota: O Coeficiente de filtrao (Kf) o produto da rea de membrana capilar pela permeabilidade gua

Regulao da GFR Controlo Intrnseco impede que as alteraes da presso sangunea sistmica afectem a GFR

Controlo extrnseco Sistema nervoso simptico Hormonas e Autacides

! Ambos os mecanismos actuam sobre aresistncia vascular renal

Autorregulao da GFR Mecanismo miognico: o aumento da presso arterial abre canais inicos sensveis ao estiramento na arterola aferente, causando: vasoconstrio reduo do fluxo sanguneo reduo da presso capsular

Autorregulao da GFR Feedback tubuloglomerular: as clulas da mcula densa (localizadas no complexo justaglomerular) so sensveis ao fluxo tubular e segregam substncias vasoconstritoras ou vasodilatadoras que actuam na arterola aferente.

Presso arterial P hidrosttica glomerular Reabsoro proximal NaCl GFR NaCl na mcula densa

Renina Angiotensina II Resistncia arteriolar eferente Resistncia arteriolar aferente

Regulao Extrnseca da GFR Resposta simptica quando o volume sanguneo diminu (ex:hemorragia)

Os nervos simpticos ou a adrenalina libertada pela medula suprarrenal reduzem a GFR por: vasoconstrio das arterolas aferente e eferente(a contraco muito maior na A. aferente porque esta tem maior densidade de receptores adrenrgicos)

diminuio da permeabilidade glomerular

Regulao Extrnseca da GFR Hormonas e Autacides: Noradrenalina e Adrenalina Endotelina Angiotensina II NO Prostaglandinas (PGE2 e PGI2)

Determinao da GFR A filtrao medida pelo Clearance de uma substncia filtrada que no reabsorvida, metabolizada nem segregada CLEARANCE = volume de plasma que depurado de uma substncia, por minutoClearance Conc. Plasma = Conc. Urina Volume da Urina

Uma vez que o clearance de uma substncia que nem reabsorvida nem segregada igual GFR, ento:

GFR = (U V) / P (mL/min)

Clearance Plasmtico Quantifica-se atravs de: Inulina (polifrutose injectvel) No reabsorvida nem segregada d a GFR (uso experimental)

Creatinina (produto do metabolismo muscular) No reabsorvida (d a GFR) mas segregada em quantidades reduzidas

cido p-aminohiprico ou PAH (anio orgnico) No reabsorvido e segregado d o fluxo plasmtico renal (RPF)

Taxas de Clearance Normais Inulina = 125 ml/min = GFR Creatinina = 140 ml/min Glicose = 0 ml/min ( toda reabsorvida) Ureia = 62.5 ml/min (50% reabsorvida) H+ = 150 ml/min (devido perda adicional por secreo) PAH = 625 ml/min = RPF

Fluxo Plasmtico Renal O RPF pode ser medido por substncias que so simultaneamente filtradas e segregadas, como o caso do PAH:RPF PPAH = UPAH V RPF = (UPAH V) / PPAH

A GFR pode ser influenciada pelo fluxo sanguneo no glomrulo

Fluxo Sanguneo Renal A proporo de RBF que filtrado denomina-se

FRACO DE FILTRAO = GFR/ RPF

O clculo do Fluxo Sanguneo Renal (RBF) depende do hematcrito:

RBF = RPF / (1- Ht)

Filtrao, Absoro e Excreo

Substncia gua Na+ K+ Ca 2+ HCO3ClGlicose Ureia

Unidades L/dia mmol/dia mmol/dia mmol/dia mmol/dia mmol/dia mmol/dia G/dia

Filtrado 180 25.560 720 225 4.320 18.700 800 56

Excretado 1.5 140 100 4 2 150 0.5 28

Absorvido 178.5 25.420 620 221 4.318 18.550 799.5 28

Absorvido em % do filtrado 99.2 99.4 86.1 98.2 >99.9 99.2 >99.9 50

Reabsoro Tubular O epitlio tubular constitudo por uma nica camada de clulas com polaridade Pode ser um processo activo ou passivo Pode ser transcelular ou paracelular

Funo Tubular Proximal Reabsoro de Na+, glicose, aa, fosfato Todos os processos activos dependem da bomba Na+ / K+ 1 poro do tbulo Na+ absorvido com HCO3- e molculas orgnicas 2 poro do tbulo Na+ absorvido com Cl K+ e Ca 2+ so absorvidos por solvent drag Protenas filtradas so hidrolizadas e absorvidas como aa ou peptdeos O tbulo permevel gua (absoro de 67% da gua) O fludo tubular permanece isotnico

Ansa de Henle Absoro de 25% de Na+ e de 15% de gua A ansa cria um gradiente osmtico no fludo intersticial do rim: isosmtico no cortx externo progressivamente mais hiperosmtico na medula interna criado um efeito multiplicador de contra-corrente pelas conjugao da estrutura da ansa com as diferentes permeabilidades ao Na+ e gua das vrias partes da ansa:

Ramo Descendente: altamente permevel gua impermevel ao Na+ gua difunde por osmose

Ramo Ascendente: impermevel gua permevel ao Na+ bombeia activamente Na+ para o interstcio

Ansa de Henle O Na+ bombeado pelo ramo ascendente da ansa ajuda a criar um gradiente osmtico de modo a que a gua possa ser removida osmoticamente do ramo descendente No tbulo distal, o fludo hipoosmtico Os Diurticos inibem a reabsoro de Na+ (mais gua excretada)

Troca em contracorrente A ansa de Henle forma um multiplicador de contracorrente pelo aumento gradual da osmolaridade intersticial ! estabelece o Gradiente Os vasa recta proporcionam uma troca em contracorrente, i.e., trocam passivamente solutos e gua com o interstcio ! mantm o Gradiente osmtico

Tubulo distal impermevel gua excepto na presena da HORMONAANTIDIURTICA (ADH)=VASOPRESSINA

ao longo do sistema tubular

Reabsoro de gua

Vasopressina uma hormona peptdica produzidapelo hipotlamo posterior em resposta a sinais de osmorreceptores presentes no hipotlamo ou a barorreceptores no arco artico Actua na superfcie das clulas do tbulo distal e do ducto colector e, atravs do AMPc, conduz insero de aquaporinas 2 na membrana das clulas, aumentando a permeabilidade gua. Actua tambm na poro medular interna do ducto colector, aumentando a permeabilidade ureia

Na fixo no osso - 1300 mEq Na para troca presente no osso, cartilagem e tecido conjuntivo 1000 mEq

Ingesto de Na+ 100 mEq/dia

Na+ extracelular 1700 mEq Na+ intracelular 100 mEq

Rins

Intestino

Excreo renal Na+ 96 mEq/dia

Fezes 4 mEq/dia

ao longo do sistema tubular

Reabsoro de Na+

Mecanismos de transporte de Na+ e de Cl-

Protenas envolvidas no transporte do Na+ e ClSegmento Tubulo proximal Transportador apical CoT Na+ /glicose (SGLT2) CoT Na+ / Pi (NaPi-2, NaPi-1) CoT Na+ / aa CoT Na+ / lactato AnP Na+ / H+ (NHE3) AnP Cl-/ base CoT Na+ , 2Cl, K+ (BSC1NKCC2) AnP Na+ / H+ Canais de K+ CoT Na+ / ClCanal de Na+ Funo Uptake de Na+ e glicose Uptake de Na+ e Pi Uptake de Na+ e aa Uptake de Na+ e lactato Uptake de Na+ e extruso de H+ Uptake de ClUptake de Na+ , de Cl- e de K+ Uptake de Na+ e extruso de H+ Extruso de K+ Uptake de Na+ e de ClUptake de Na+

Ramo ascendente fino

Tbulo contornado distal Ducto colector

Reabsoro da Ureia A ureia resulta da degradao de protenas 30 a 40% da ureia reabsorvida no tbulo proximal O ramo ascendente da ansa (poro grossa), tbulo distal e parte proximal do ducto colector so impermeveis ureia A poro distal do ducto colector altamente permevel ureia

contraMultiplicao em contra-corrente

I we break up a l v organ f i ing ism by iso t i s la ing t d f ren par i i fo the sake o ease in ana ys and i fe ts ts t s r f l is by no means in o der to conce them separate . r ive ly Indeed, when we wi to ascr to a phys logi l sh ibe io ca qua i yi s va lt t lue and t rue s ii ign f cance we must a lways re ri to th who e and draw our f fe t is l inalconc i lus ons on ly i re t to i s e fec in the whole n la ion t f ts .Claude Bernard (1865)