mecanismos renais de absorção e equilíbrio ácido-básico

Sistema Renal Absorção e Equilíbrio Ácido-Básico

Mecanismos renais de absorção e equilíbrio ácido-básico

A absorção no túbulo contornado proximal A característica base do túbulo

contornado proximal é reabsorção ativa de

sódio, com gasto energético, na membrana

basolateral, onde fica apontado para o

interstício, criando um gradiente elétrico com

captação de cloreto e, então, o cloreto de sódio

cria um gradiente osmótico grande, com

passagem de água para o canalículo por entre

as células, produzindo o efeito do arraste: esse

movimento de água carreando potássio, cloro e

sódio também.

A glicose, os aminoácidos e vários

outros compostos orgânicos são intensamente co-transportados nos túbulos proximais.

Na membrana luminal, há canais de sódio que permitem ao sódio passar para

dentro da célula, e outros mecanismos de transporte acoplado de sódio e potássio.

Implicações clínicas desse conhecimento:

indivíduos que têm hiperglicemia podem

apresentar glicosúria porque se ultrapassa a

capacidade de transporte de glicose, e esta irá

aparecer na urina. O mesmo ocorre com os

aminoácidos, pelo co-transporte com o sódio.

Proteínas maiores também podem passar, como a

albumina, mas acabam sendo hidrolisadas e

captadas por fagocitose, quando são peptídeos.

A absorção na alça de Henle A alça de Henle tem uma característica importante, do ponto de vista funcional, de

fazer o mergulho na medula renal e voltar. Isso porque o segmento descendente da alça

de Henle é impermeável a solutos; sendo assim, a tonicidade do filtrado aumenta: ocorre

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a saída de água, por osmose, e há concentração no interior do filtrado. Então, o segmento

descendente é impermeável a solutos, mas permeável à água.

Assim que a alça de Henle começa a entrar na medula, a tonicidade aumenta,

tornando-se hiperosmótica, e há saída de água. Nos trechos iniciais da alça de Henle, há

um gradiente muito grande entre o canalículo e a medula, logo, há grande velocidade de

saída de água. À medida que a alça de Henle vai mergulhando na medula, e como a água

já teve uma osmose grande nas partes iniciais, vai havendo menos movimento de água pra

fora do canalículo, o qual fica com a tonicidade aumentada. Portanto, o gradiente do

canalículo para a medula, que é o interstício, diminui.

À medida que o canalículo vai descendo mais para dentro da medula, menos água

sai do canalículo para o interstício. Há o aumento da concentração dos solutos dentro do

canalículo, pois os solutos não saem, somente a água. A tendência é que esse fluxo na

alça de Henle favoreça uma diluição da medula, com uma concentração, uma tonicidade

aumentada, na medida em que se caminha mais profundamente na medula.

Então a característica da alça descendente de Henle de ser impermeável a

solutos, mas ser permeável à água, contribui para que aconteça um gradiente de

osmolaridade do córtex em direção à medula. Sai água no início, logo, há diluição na

medula e, quanto mais profundo na medula, menos água sai do interstício, ficando, então,

mais tonificado, com osmolaridade aumentada.

Ao se observar o que acontece no segmento ascendente da alça de Henle, nota-

se que o processo é inverso: do ponto de vista celular, há reabsorção ativa de íons, mas

é impermeável à água, ao contrário do tubo contornado proximal, que reabsorveu 65%

de todo o cloreto de sódio da água, do volume filtrado. Isso acontecia porque havia um

processo que reabsorvia ativamente solutos e a água passava por osmose, do interior do

canalículo para o interstício. Porém, no segmento ascendente da alça de Henle, também

há processos ativos de reabsorção de íons; por exemplo, há canais específicos de

reabsorção de cloreto de sódio e de potássio, e há canais que permitem a passagem de

sódio passivamente para dentro da célula. No conjunto, há um processo extremamente

ativo de reabsorção, tanto na membrana luminal, quanto na membrana basolateral.

A bomba de sódio e potássio é muito semelhante ao que foi visto no túbulo

contornado proximal. Quando se reabsorve cloreto de sódio, cria-se um gradiente elétrico,

aumentando a tonicidade do interstício. Isso deveria atrair água para o interstício, mas é

uma membrana impermeável à água. Assim que a alça de Henle dá a volta e começa a

subir, há reabsorção ativa de sódio, logo no início. Então, a medula começa a se

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hipertonificar, na sua parte mais profunda, e há diluição no interior do canalículo. À

medida que a alça de Henle sobe, esse processo vai se modificando. Há o aumento da

quantidade de íons, de um modo geral, no interstício. De forma que, ao se comparar o

interior do canalículo com o interstício, em qualquer altura dele, há sempre um gradiente

osmótico, de cerca de 200 mM.

A reabsorção de água Essa é uma capacidade funcional dos rins que nos faz capaz de viver fora da água.

A capacidade dos rins de mamíferos manterem uma medula hiperosmótica é

fundamental para que haja reabsorção de água, de modificar a osmolaridade da urina.

Se houver maior perda de água do que ingestão, há desidratação hiperosmótica,

perda de água livre, que é a quantidade de água em excesso, água pura. A perda de

água isosmótica, ou seja, perda de água e soluto na mesma proporção pode-se chamar de

desidratação, mas, nesse caso, é comum dizer que está ocorrendo uma hipovolemia,

porque a tonicidade do organismo se mantém constante. Uma coisa é perder água livre, a

outra é perder água com soluto; as respostas do organismos serão diferentes.

A capacidade do rim de gerar uma medula hiperosmótica é fundamental para

reabsorver líquido. O organismo precisa perder líquido por 2 razões: controle da

temperatura corporal – depende muito da evaporação, e geração da filtração

glomerular. Um indivíduo oligúrico pode estar desenvolvendo um problema pós-renal,

como uma glomerulopatia. Um problema pré-renal, por baixa perfusão renal, ou se a

volemia estiver baixa, irá gerar pouca urina e muito concentrada.

Só é possível realizar esses 2 mecanismos se a medula estiver hiperosmótica, pois

a água é reabsorvida passivamente, por osmose. Um dos mecanismos principais de

reabsorção de água é a abertura de canais de água – aquaporinas – que são canais

permeáveis à água, que aumentam o número pela ação do hormônio antidiurético

(ADH), liberado na neurohipófise e sintetizado no hipotálamo.

A ação do ADH O principal estímulo para a secreção de ADH não é a hipovolemia (é também um

estímulo, mas não é o mais potente). A hipovolemia é um potente estimulador do

sistema renina-angiotensina-aldosterona: baixa de perfusão renal – liberação de renina

– pouco sódio na mácula densa – estímulo à produção de renina, angiotensina e

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aldosterona, que tende a estimular no túbulo contornado distal à reabsorção de cloreto de

sódio e água. A aldosterona estimula a reabsorção de cloreto de sódio e água, um volume

líquido isosmótico. Portanto, o impacto dessa ação é óbvio sobre a volemia, mas não

modifica a osmolaridade do organismo. Já o ADH permite a reabsorção de água livre,

pois abre canais no ducto coletor, que permitem a osmose.

A força que determina a osmose é a força osmótica, de um lado mais diluído para

um lado mais concentrado. O lado mais diluído é o interior do canalículo e o mais

concentrado é o interstício da medula. O ADH abre canais que permite a passagem de

água do interior dos canalículos em direção ao interstício. A força física para a passagem

de água é a hipertonicidade da medula renal. Portanto, o principal estímulo para

secretar ADH é a hiperosmolaridade.

Os osmorreceptores do hipotálamo aumentam a secreção de ADH em

hipertonicidade. A volemia modifica a sensibilidade do sistema de secreção de ADH à

osmolaridade, mas o estímulo para a sua secreção é a tonicidade do organismo. Existe

uma relação direta entre osmolaridade e taxa de secreção de ADH: quanto maior a

osmolaridade, maior a taxa de secreção de ADH, mas a inclinação da curva é dada pela

volemia. Se o plasma encontra-se hipertônico, por perda de água livre, como no suor, há

estímulo de ADH. Se há hipovolemia, a inclinação da curva aumenta, ou seja, para cada

aumento de unidade de osmolaridade, há mais estímulo para secreção de ADH. O

mecanismo de estímulo continua sendo a hiperosmolaridade, mas a sensibilidade desse

mecanismo é dada pela volemia.

Isso é dado pelos chamados receptores de baixa pressão, localizados nos átrios e

veias cavas. São receptores de estiramento, que possuem terminações nervosas livres, na

camada média das veias e átrios, e percebem o grau de estiramento: quando há

hipervolemia, há estímulo das fibras e há aumento dos potenciais de ação em direção ao

hipotálamo, fazendo inibição da secreção de ADH, ou seja, há diminuição da

sensibilidade do hipotálamo. Em hipovolemia, há menos estiramentos das fibras e menos

sinais inibitórios, logo há maior secreção de ADH para o aumento da tonicidade

plasmática. O efeito básico na reabsorção de água livre é dado pelo ADH, aumentando a

abertura das aquaporinas, particularmente no tubo coletor e parte final do túbulo

contornado distal, enquanto que o sistema renina-angiotensina-aldosterona tem função

mais direta com a volemia, em contraste com o ADH, que tem função mais direta no

controle da tonicidade.

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A absorção no túbulo contornado distal

• A absorção de água

• As células intercaladas e principais

• A influência da uréia

A absorção de água

No túbulo contornado distal ainda não há urina, e sim um ultra-filtrado, apesar de

85% das substâncias já terem sido reabsorvidas. No final, há manipulação de 5-10% da

água; dos 180 litros da água por dia que são filtrados, haverá manipulação de 18 litros. Há

capacidade de reabsorção de 18 litros. Ocorre uma filtração glomerular gigantesca – 180

litros/dia passam para dentro dos canalículos; logo no início, há reabsorção de 75% de

água e sódio – o resto fica para ser eliminado na urina: uréia, creatinina, etc. É um

mecanismo de limpeza do organismo, mas no qual a água deve retornar, e há retenção

dentro do canalículo do que se deseja mandar embora.

No final é quando se “decide” o quanto de água pura irá voltar ou não. O tubo

contornado distal é o ponto de volume total a ser manipulado sobre efeito da aldosterona

e, na parte final do tubo contornado e tubo coletor, é quando se sabe o quanto de água

pura será manipulada. Apesar de 75% ser reabsorvido no túbulo contornado proximal,

não é isso que determina se haverá desidratação ou não, pois lá não existe controle

hormonal: é um efeito direto da ação iônica, das paredes reabsorvendo cloreto de sódio e

água de volta – é só um processo para jogar os metabólitos para o canalículo. O local

onde se manipula a volemia e a tonicidade é na parte mais distal do néfron.

As células intercaladas e principais

No túbulo contornado distal, há 2 tipos de células: as células intercaladas e as

células principais. As células intercaladas tem função específica de secreção de

prótons no ultra-filtrado, então passa do interstício para dentro do ultra-filtrado,

secretando ativamente prótons, portanto um mecanismo fundamental no controle do

equilíbrio do pH. Em acidose, as células intercaladas irão aumentar muito sua

velocidade de secreção de H+, junto a outros mecanismos. Outros mecanismos renais de

controle do pH são: secreção de prótons, reabsorção de bicarbonato (por ação da

anidrase carbônica, que degrada ácido carbônico em bicarbonato e H+, há formação de

água e CO2 e reabsorve-se água e CO2 – isso evita a eliminação de bicarbonato) e

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formação de ácidos, como uréia e fosfatos carregados de prótons, os quais carream

prótons. O rim tem a capacidade de corrigir o pH, de maneira “fina”.

As células principais são aquelas envolvidas com a manipulação hormonal do

volume e tonicidade do ultra-filtrado. Sobre as células principais há ação da

aldosterona e do ADH.

Ao tomar um diurético, dependendo de qual for, há perda de líquidos com

determinado efeito sobre a concentração iônica plasmática. Ao usar um diurético de alça

(age na alça de Henle), como a furosemida (Lasix®), há um efeito rápido porque inibe-se

o transporte iônico (bomba de cloro) pela alça de Henle. Ao inibir a bomba de cloro na

alça de Henle, inibe-se o gradiente de reabsorção de potássio. Então os diuréticos de alça

são extremamente potentes – aumentam muito o fluxo urinário, provocando

hipovolemia, mas produzem hipopotassemia. Se for um indivíduo com insuficiência

cardíaca, muitas vezes deve tomar suplemento para repor o potássio, como banana,

laranja, alimentos ricos em potássio.

Há diuréticos em que a propriedade farmacológica é inibir a anidrase carbônica,

como a acetazolamida (Diamox®). Se ele inibe a anidrase carbônica, mantendo a

concentração de íons no túbulo e favorecendo a diurese. Mas há perda de íons

bicarbonato, ao se diminuir a sua reabsorção. Então há tendência de desenvolver

acidose – não acontece, pois a dose é pequena e os outros mecanismos reequilibram o

pH.

A influência da uréia

Em um sujeito normal, o processo é equilibrado – há reabsorção ativa de uréia

pelo ciclo da uréia, para dentro da medula, que cai novamente no canalículo. A uréia

ajuda a manter o gradiente de concentração medular.

Em um sujeito desidratado, ocorrerá a abertura de mais canais de água,

reabsorvendo água, e a uréia aumentando ainda mais a tonicidade da medula. O ADH foi

quem produziu a abertura desses canais de água no túbulo contornado distal, que é sua

função específica. Na desidratação, a volemia diminuiu e a tonicidade aumenta. Então há

estímulo para secreção de ADH e de renina-angiotensina-aldosterona. A tendência é

reabsorver água isosmótica e água pura, aumentando a tonicidade da urina e diminuindo

seu volume. No calor, fazemos pouca urina e concentrada. Entretanto, se o débito urinário

é insuficiente para eliminar as excretas, começa a ocorrer uma insuficiência renal de

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causa pré-renal – a função renal está prejudicada; pré-renal porque, antes de se olhar a

função glomerular, a urina já está comprometida.

O equilíbrio ácido-básico Vale dizer que pH (abreviatura de potencial hidrogeniônico) é talvez a função

mais importante na regulação da homeostasia. Não existe “mais importante”, mas, ao

contrário da glicemia e da pressão arterial, nas quais existe uma certa variação da faixa

normal ao contrário da pressão arterial, o pH é mantido em uma faixa muito estreita.

Apesar da variação ser de 0,1, do ponto de física biofísico (o valor é o log do inverso da

concentração de H+), uma variação mínima no valor do pH significa uma enorme

variação da concentração. A variação de 1 unidade de pH corresponde a variação de 10

unidades de concentração de H+, pois é logaritmo na base 10. O H+ livre tem um poder

de perturbação das enzimas muito grande, modificando sua velocidade de ação, tendo um

impacto enorme sobre o metabolismo de forma global. O metabolismo é mantido pela

atividade enzimática: temperatura, osmolaridade, pH; logo, variar o pH de 7 pra 8 é uma

alteração extremamente brusca.

Existem 3 mecanismos fundamentais que interagem na manutenção da

concentração de íons H+ livres. Por ordem de velocidade de ação: sistema tampão,

sistema respiratório e sistema renal.

O renal é pela capacidade de reabsorver íons bicarbonato e secretar H+, de formar

ácidos como amônia e fosfatos. O sistema respiratório é muito importante porque ele é

rápido e infinito na capacidade de eliminar CO2, que, indiretamente, corresponde à

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eliminação de H+. Os sistemas tampão são a troca livre de H+ entre moléculas do meio e

vice-versa, que possuem seu pK, que é o pH no qual existem partes iguais de substâncias

dissociadas e acopladas de H+. Um ácido nada mais é do que uma substância capaz de

liberar H+. Qualquer substância pode ser ácido ou pode ser base, o que importa é se ela

está mergulhada num meio que tem pH, que, pelo pK, está em uma concentração mais ou

menos parecida de dissociado ou não-dissociado.

Quantitativamente, o sistema tampão mais importante é o das proteínas. O

radical histidina das proteínas, tanto da hemoglobina, quanto albumina e globulinas é

extremamente capaz de ligar H+ e liberar H+. O pH do plasma em relação ao pK do

sistema bicarbonato/ácido carbônico favorece existência de uma quantidade maior na

forma básica. O pK desse sistema está afastado do pH do plasma a uma distância tal que

existe cerca de 4/5 de sua quantidade de moléculas na sua forma básica, em forma de

bicarbonato. A vantagem funcional é que o organismo está sempre à beira de uma

acidose, porque nossa atividade metabólica sintetiza ácidos, como o lático, acético,

ácidos nitrogenados, etc. Então é mais fácil tamponar acidose do que alcalose; a todo o

tempo evita-se acidose.

Além disso, parte desse mecanismo por ser manipulado pelo sistema respiratório.

Um sujeito com insuficiência renal tende a desenvolver acidose do tipo metabólica e não

acidose respiratória.

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mecanismos renais de absorção e equilíbrio ácido-básico

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