Fisiologia renal

Fisiologia renal

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Figura 10 - Mecanismos de regulação do volume extracelular.

A regulação do ECV pode ser descrita como um mecanismo reflexo no qual o sódio corporal total e o ECV são monitorizados por sensores apropriados.

A excreção de Na+ pode ser alterada pela modificações na reabsorção de Na+ ou na GFR (taxa filtração glomerular) e relaciona-se com estas pela seguinte equação:

Excreção Na+ = (GFR x [Na+]p) – Reabsorção Na+

• Sensores de volume e variáveis dependentes do volume O volume plasmático determina a magnitude de algumas variáveis hemodinâmicas.

1. Modificações no volume plasmático causam alterações directas na tensão da parede de certas estruturas vasculares – veias intratorácicas, aurículas e ventrículos – que possuem terminais nervosos sensíveis ao estiramento. Através do nervo vago, os impulsos são processados nos centros cardiovasculares no tronco cerebral.

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2. Alterações no retorno venoso, enchimento cardíaco e débito cardíaco provocam modificações na pressão arterial que são detectadas pelos barorreceptores arteriais no arco aórtico e seio carotídeo. Os impulsos atingem os centro cardiovasculares através dos nervos vago e glossofaríngeo; 3. Alterações no volume plasmático são detectadas pelo complexo justaglomerular (sensível à concentração de NaCl no fluido tubular e à pressão na arteríola aferente) que actua localmente, modificando a secreção de Renina.

• Efectores do controlo do volume extracelular

1. Actividade simpática renal e níveis de catecolaminas circulantes A expansão do ECV reduz a actividade simpática renal, o que conduz ao aumento da excreção de Na+ (a GFR e o RBF são pouco afectados).A depleção do ECV aumenta a actividade simpática renal, estimulando a reabsorção de Na+ por efeito tubular directo e por vasoconstrição e diminuição do RBF e da GFR (efeito indirecto).

2Sistema Renina – Angiotensina – Aldosterona

A Renina é uma enzima sintetizada e libertada pelas células granulares (células musculares lisas modificadas localizadas na média das arteríolas aferentes renais) que integram o complexo justaglomerular. A Renina degrada o Angiotensinogénio (proteína circulante produzida no fígado e rins) em Angiotensina I (decapeptídeo) que, por sua vez, é convertida em Angiotensina I (octapeptídeo activo) pela enzima de conversão da angiotensina (ACE). O nível plasmático da Angiotensina I é determinado pelo nível de Renina plasmática. A secreção de Renina é estimulada por 3 mecanismos principais:

a) Aumento da actividade simpática (através de receptores β presentes nas células granulares); b) Redução da pressão arteriolar aferente (mecanismo ainda desconhecido); c) Diminuição da concentração de NaCl na mácula densa: o oposto também se verifica, isto é, a secreção de Renina também é inibida por um aumento do NaCl na mácula densa. A concentração de NaCl neste local é dependente do sódio corporal total e é influenciada pela GFR e pela reabsorção tubular proximal, as duas variáveis que são modificadas pelo ECV.

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A Angiotensina I estimula directamente a reabsorção de Na+ em vários segmentos tubulares, particularmente no túbulo proximal, onde activa o trocador Na+ / H+. Em concentrações mais elevadas, diminui a GFR por vasoconstrição da arteríola aferente e pela diminuição de Kf. A produção de angiotensina I plasmática é auto-limitada porque a sua formação inibe a secreção de Renina. A Aldosterona é uma hormona esteróide sintetizada na zona glomerulosa do córtex da glândula suprarrenal. A sua produção é estimulada por: 1. Angiotensina I 2. Diminuição da concentração plasmática de Na+; 3. Aumento de concentração plasmática de K+; 4. ACTH; 5. Diminuição dos níveis plasmáticos do peptídeo natriurético auricular.

O factor principal no controlo de secreção de Aldosterona é a Angiotensina I plasmática. A aldosterona estimula a reabsorção de Na+ renal actuando sobre as células principais do ducto colector: atravessa a membrana desta célula e liga-se a um receptor citosólico; o complexo aldosterona – receptor é então translocado para o núcleo onde activa a transcrição do RNAm; as proteínas translocadas – AIP (Aldoterone Induced Proteins) incluem canais de Na+, bomba Na+ / K+ e enzimas mitocondriais que aumentam a disponibilidade de ATP para a bomba.

3 Peptídeo Natriurético Auricular (ANP)

É uma hormona peptídica (28 a) que é sintetizada pelos miócitos auriculares e libertada em resposta à distensão auricular. O ANP inibe directamente a reabsorção de Na+ (via

GMPc ). Em concentrações mais elevadas aumenta a GFR (por vasodilatação das arteríolas aferentes e aumenta Kf).

4 Hormona Antidiurética Como referido anteriormente, a libertação de ADH está também dependente de barorreceptores: diminuições marcadas no volume sanguíneo aumentam muito a ADH plasmática que vai actuar como vasoconstritora. Sob o ponto de vista da osmorregulação esta libertação de ADH é inadequada (uma vez que a osmolalidade plasmática é normal). Deste modo, numa depleção de volume grave, a homeostasia osmótica é sacrificada pela conservação de um volume máximo.

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Os Sistemas Homeostáticos para o controlo da osmolalidade plasmática e do volume extracelular são distintos. As principais diferenças entre elas estão sumariadas na tabela 5.

Sistema Osmorregulação Regulação do volume O que é sentido Osmolalidade plasmática Volume circulante efectivo

Sensores Osmorreceptores plasmáticos Receptores do seio carotídeo, grandes veias, aurículas e intrarrenais

Efectores ADH, Sede Renina/Angiotensina, Aldosterona, Nervos simpáticos, ANP, ADH

O que é afectado Osmolalidade urinária, ingestão de água Excreção urinária de Na+

Tabela 5 – Distinção entre osmorregulação e regulação do ECV.

Uma perturbação da osmorregulação manifesta-se pela incapacidade de excretar quantidades apropriadas de água para manter a isotonicidade plasmática. Os sintomas típicos são a hiponatrémia ou hipernatrémia (concentração de Na+ plasmático baixa ou elevada, respectivamente).

Figura 1 – Comparação das alterações na regulação do volume e na osmorregulação.

Uma perturbação da regulação do volume manifesta-se pela incapacidade de excretar quantidades apropriadas de Na+ para manter um ECV normal. Os sintomas típicos são o edema (acumulação de fluido intersticial) ou a depleção de volume. Embora conceptualmente distintas, as perturbações do volume e da osmorregulação apresentam-se muitas vezes associadas.

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• Equilíbrio do ião hidrogénio

A concentração do ião hidrogénio livre no ECV é extremamente baixa ( ≅ 40 nEq/L) e as variações normais são de apenas 3 a 5 nEq/L. O principal motivo da regulação apertada dos níveis de H+ deve-se ao facto destes iões afectarem a estrutura terciária de macromoléculas como proteínas, ácidos nucleicos e lípidos, e consequentemente, as propriedades funcionais destas moléculas. As concentrações de H+ são usualmente expressas em valores de pH que é dado pelo logaritmo negativo da concentração de H+ (pH = log 1 / [ H+ ] = - log [ H+ ] ). O pH é uma medida inversa da concentração de iões H+.

O pH arterial normal é de 7.4, enquanto que o pH venoso e do fluido intersticial é de 7.35. Os ácidos são produzidos continuamente pela actividade metabólica. O ácido carbónico é o mais abundante (é derivado do CO2). A produção de outros ácidos é reduzida e resulta fundamentalmente do metabolismo de a.a..

A soma da produção de ácidos excede os processos de consumo de H+. O organismo tem três mecanismos principais de controlo do pH dos fluidos corporais:

1. Sistemas tampão químicos Actuam imediatamente, combinando-se com os ácidos ou com as bases para prevenirem alterações excessivas na concentração de iões hidrogénio. 2. Sistema respiratório

Regula a remoção de CO2 e H2CO3 a partir do ECV; este mecanismo actua em segundos/ minutos; é utilizado como segunda linha de defesa.

3. Sistema renal Excretam urina alcalina ou ácida, ajustando a concentração de H+ em direcção ao normal durante a alcalose ou acidose. Este mecanismo actua lentamente (horas a dias) mas de modo potente

A primeira linha de defesa contra alterações da concentração de iões H+ é o tamponamento químico. Os mecanismos tampão são uma propriedade dos ácidos ou bases fracas. Um tampão pode ser definido como uma substância que se liga de modo reversível ao H+. A reacção de tamponamento pode ser expressa do seguinte modo:

Tampão + H+ ⇔ HTampão

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Deste modo, o H+ livre combina-se com um tampão para formar um ácido fraco: quando a concentração de H+ aumenta, a reacção é desviada para a direita e quando diminui, a reacção desloca-se para a esquerda.

Os tampões biológicos estão presentes nos compartimentos intra e extracelulares. Os principais tampões extracelulares são:

1. Bicarbonato / dióxido de carbono (HCO3- / CO2)

2. Fosfato inorgânico (HPO4 2- / HPO4-)

3. Proteínas plasmáticas

No sangue, a hemoglobina é o principal tampão intracelular (os fosfatos orgânicos e as proteínas celulares têm uma contribuição pequena).Os iões H+ são também tamponados, numa pequena porção, no tecido ósseo por troca com o Na+ e o K+ e por dissolução de CaCO3 em

HCO3-. Todos estes sistemas tampão estão expostos ao mesmo pH, pelo que, uma alteração no pH irá afectar o ratio ácido-base de todos estes tampões em solução - Princípio Isohídrico.

A produção de CO2 e, consequentemente, de ácido carbónico parece desempenhar um desafio à homeostasia do H+ devido às enormes quantidades de CO2 produzidas. Deste modo, o CO2 produzido nos tecidos é tamponado transitoriamente pela hemoglobina (Hb) dos eritrócitos (a Hb reduzida é um receptor de H+ melhor que a Hb oxigenada – efeito de

Haldane ). Este tampão é transportado para os pulmões. Após reposição do CO2 original pela oxigenação da Hb, o ácido volátil pode ser eliminado enquanto que os iões H+ são reincorporados na água.

Por outro lado, a taxa de remoção de CO2 é directamente dependente da taxa de ventilação e esta é regulada pelo pH e pelo PCO2 (quimiorreceptores respiratórios centrais). Esta regulação é tão eficiente que permite que, em condições de produção máxima de CO2 (ex:.

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