Concentração e diluição urinária ALÇAS DE HENLE Alças de Henle Geração da hipertonicidade medular e diluição da urina Alças de Henle Geração da hipertonicidade medular e diluição da urina 300 mOsm Hipervascularizado 90% do fluxo sanguíneo renal 10% do fluxo sanguíneo renal Gradiente vertical 1000 mOsm 300 mOsm 1.300 mOsm MECANISMO DE GERAÇÃO DOS GRADIENTES OSMÓTICOS NA MEDULA RENAL Efeito unitário $ 100 Efeito unitário $ 100 Após algum tempo, esse gradiente estará estabelecido. Efeito multiplicador contracorrente: Quanto mais longo o percurso, mais ricos ficarão os da curva. Se correrem muito parte da capacidade de enriquecer será perdida. Ricos 1 Osmolaridade 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 Interstício 300 Fino descendente Altamente permeável a água Espesso ascendente impermeável a água 300 Interstício DUCTO COLETOR Multiplicação contracorrente em MEDULA EXTERNA 200 mOsm Gradiente horizontal 2 Efeito unitário ativo (ΔOsmol = 200) 300 400 NaCl 300 400 NaCl 300 400 300 400 200 200 NaCl 200 NaCl NaCl 200 300 300 400 400 400 400 NaCl DUCTO COLETOR 300 NaCl NaCl NaCl 300 NaCl 200 NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 200 NaCl NaCl NKCC Sensível a Furosemida 200 impermeável a água Na+ 2 ClK+ 2 K+ 3 Na+ Cl- 3 Fluxo de fluido 300 400 NaCl 200 NaCl 300 400 NaCl 200 NaCl 300 400 300 400 200 NaCl 200 NaCl 300 300 300 300 Altamente permeável a água 400 400 400 400 NaCl NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 200 impermeável a água DUCTO COLETOR NaCl 4 Equilíbrio osmótico H2O 400 400 NaCl 200 NaCl 400 300 NaCl 200 NaCl 400 400 400 400 200 NaCl 200 NaCl 400 400 400 400 400 400 400 400 NaCl NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 200 DUCTO COLETOR NaCl 5 Movimento do fluido tubular 300 400 NaCl 200 NaCl 400 400 NaCl 200 NaCl 400 400 400 400 200 NaCl 200 NaCl 400 400 400 400 400 400 400 400 NaCl NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 400 DUCTO COLETOR NaCl 6 Equilíbrio osmótico 300 300 NaCl 200 NaCl 400 400 NaCl 200 NaCl 400 400 400 400 200 NaCl 200 NaCl 400 400 400 400 400 400 400 400 NaCl NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 400 DUCTO COLETOR NaCl 350 350 NaCl 150 NaCl 400 400 NaCl 200 NaCl 400 400 400 400 NaCl 200 NaCl 200 NaCl 400 400 400 500 400 400 400 500 7 NaCl NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 300 DUCTO COLETOR Equilíbrio osmótico Restabelecimento do gradiente osmótico de 200 mOsm 8 Movimento do fluido tubular e equilíbrio osmótico 300 300 NaCl 200 NaCl 350 350 NaCl 200 NaCl 400 400 400 400 200 NaCl 200 NaCl 400 400 400 400 400 400 400 400 NaCl NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 300 NaCl NaCl 500 DUCTO COLETOR NaCl 9 Restabelecimento do gradiente osmótico de 200 350 350 NaCl 150 NaCl 375 375 NaCl 175 NaCl 400 400 400 400 NaCl 200 NaCl 200 NaCl 400 400 450 550 400 400 NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 450 550 NaCl 250 NaCl NaCl 350 DUCTO COLETOR Equilíbrio osmótico Movimento do fluido tubular e Equilíbrio osmótico Restabelecimento do gradiente osmótico de 200 300 300 NaCl 150 NaCl 350 350 NaCl 175 NaCl 375 400 400 400 200 NaCl 200 NaCl 400 400 400 450 400 400 NaCl NaCl 200 NaCl NaCl 250 NaCl NaCl 400 550 NaCl 350 NaCl NaCl 550 DUCTO COLETOR NaCl Restabelecimento do gradiente osmótico de 200 300 338 NaCl 138 NaCl 338 375 NaCl 175 NaCl 375 400 388 400 NaCl 200 NaCl 200 NaCl 425 475 525 700 425 475 525 700 NaCl NaCl NaCl 225 NaCl NaCl 275 NaCl NaCl 325 NaCl NaCl 500 DUCTO COLETOR Equilíbrio osmótico Efeito unitário $ 100 ou 200 mOsm Após algum tempo, esse gradiente estará estabelecido. Efeito multiplicador contracorrente: Quanto mais longo o percurso (a alça), mais ricos (mais concentrado) ficarão os da curva. Se correrem muito (aumento de fluxo) parte da capacidade de enriquecer (de Ricos ou 1.200 mOSm concentrar) será perdida. Hormônio antidiurético Restabelecimento do gradiente osmótico de 200 equilíbrio osmótico AQ2 300 338 NaCl 138 NaCl 338 338 338 375 NaCl 175 NaCl 375 375 375 400 400 400 388 400 400 400 425 425 475 475 525 525 700 700 NaCl 200 NaCl 200 NaCl 425 475 525 700 425 475 525 700 NaCl NaCl NaCl 225 NaCl NaCl 275 NaCl NaCl 325 NaCl NaCl 500 A reabsorção de H2O em coletor faz com que o fluido tubular entre em equilíbrio osmótico com o interstício medular MECANISMOS DA MEDULA INTERNA PERMITEM CONCENTRAR A URINA AINDA MAIS ... A POSSIBILIDADE DE CONCENTRAR AINDA MAIS A URINA DEPENDE DA REABSORÇÃO DE UREIA EM DUCTOS COLETORES PROCESSAMENTO TUBULAR DE UREIA Reabsorção de ureia em Túbulo Proximal (TP) Ureia é livremente filtrada Túbulo proximal início 100% 100% Reabsorção de ~65 % da ureia filtrada “Solvent drag” Difusão H2O + Ureia 35% 35% Fluxo passivo, por via paracelular 5 mM Final de TP Segmento fino descendente da alça de Henle Secreção de ureia em descendente fina Luz tubular 100% Interstício H2 O 110% UTA? ureia UREIA ureia UREIA Fluxo descendente Reabsorção 35% H2 O Secreção ~90% Medula interna Reabsorção de H2O Secreção de ureia Secreção de ureia em ascendente fina 100% Segmento fino ascendente da alça de Henle Luz tubular Interstício 110% UTA ? ureia UREIA ureia UREIA Fluxo ascendente Reabsorção 35% Secreção UTA ? 110% 90% Impermeável a água Secreção de ureia São impermeáveis a ureia: 100% 110% Não reabsorve ureia Reabsorção Não reabsorve ureia Não reabsorve ureia • Segmento espesso • Túbulo distal • Coletor cortical • Coletor medular externo 35% Reabsorção de H2O em coletor cortical e medular externo, sem Secreção 110% 90% [ureia] Medula interna reabsorção de ureia, concentra a ureia na luz tubular Luz tubular 100% Ducto coletor medular Interstício 110% AQP2 AQP3 UTA1 UTA3/UTA4 ureia AQP2 65% reabsorvidos Na luz tubular Impermeáveis a ureia AQP4 UREIA 110% AQP2 AQP3 UTA1 35% ureia 110% 70-75% Na presença de hormônio antidiurético (HAD) 35-40% da ureia filtrada são excretadas na urina AQP2 HAD AQP4 HAD promove: Reabsorção de H2O Reabsorção de ureia HAD é essencial para a reabsorção de ureia: • Os transportadores de ureia UTA1 em membrana apical de ductos coletores medulares internos são modulados por HAD. Ciclo da ureia • A reabsorção de água em ductos coletores corticais e medulares externos, induzida por HAD, concentra a ureia na luz do coletor medular interno. Isso favorece a reabsorção a reabsorção de ureia. • OS MECANISMOS DE GERAÇÃO DO GRADIENTE OSMÓTICO NA MEDULA INTERNA PERSISTEM UM MISTÉRIO NÃO RESOLVIDO. • TODOS OS MODELOS MATEMÁTICOS PROPOSTOS COM BASE EM DADOS EXPERIMENTAIS NÃO DÃO RESULTADOS IGUAIS AOS OBSERVADOS EXPERIMENTALMENTE. APENAS APROXIMAM-SE. Segmento espesso Alças finas da medula interna 700 700 500 MEDULA EXTERNA 50% iniciais permeáveis a água Fino Ascendente Fino Descendente AQP1 (+) Sem AQP1 COLETOR MEDULAR INTERNO MEDULA INTERNA Canais para Cl- Impermeável a água Permeável a água e ureia (com HAD) Descendente fina – AQP1 (+) Descendente fina – AQP1 (-) Dobra e ascendente fina Ductos coletores Ductos coletores que se juntam Alças finas descendentes Alças finas ascendentes 2/3 iniciais da medula interna Cluster de ductos coletores Segmento espesso Néfrons justamedulares 750 800 850 700 ureia 750 NaCl 700 800 750 NaCl 800 850 H2O 850 900 NaCl Efeito unitário passivo Permeabilidade a NaCl maior que a ureia ureia H2O ureia ureia ureia 950 H2O ureia NaCl 900 HAD 500 950 900 COLETOR MEDULAR INTERNO Fino Descendente 700 700 ureia ureia Permeável a água e ureia Na+ HAD ativa transportadores de ureia (UTA1) em coletor medular interno Na+ Na+ HAD Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ VASOS RETOS TAMBÉM TÊM FLUXO EM CONTRACORRENTE NaCl Ureia H2 O H2 O NaCl Ureia Perde água Perde solutos Ganha água Ganha solutos H2 O NaCl Ureia H2 O NaCl Ureia H2 O NaCl Ureia Se não fosse em contracorrente, os Perde água solutos seriam removidos da medula Ganha solutos H2 O NaCl Ureia A VELOCIDADE DO FLUXO SANGUÍNEO EM VASOS RETOS INTERFERE COM A REMOÇÃO DE SOLUTOS DA MEDULA solutos Se aumenta o fluxo sanguíneo, o sangue sai mais concentrado em solutos e lava a medula Vaso reto ascendente Vaso reto descendente Remove volume maior e mais concentrado do que entrou solutos água água água solutos Vaso reto ascendente • fenestrado e • mais permeável a água solutos água descendente ascendente Vasos retos Vasos ascendentes bem proximos de DCs: • Facilitam o retorno do que é absorvido em DCs para a corrente sanguínea Vasos retos ascendentes intracluster de DCs Ducto coletor (Reabsorve H2O e Ureia para o interstício) (fluxo em direção à pelvis renal) Alça ascendente fina reabsorve NaCl para o interstício Vasos retos ascendentes – fenestrados, muito permeáveis a água Removem NaCl, Ureia e H2O da medula Espaços em que ocorre a mistura de Ureia e NaCl Estes solutos que promovem a reabsorção de H2O e ductos coletores A recirculação de ureia entre o final do túbulo coletor e alças finas de Henle é essencial para formação de uma medula hipertônica e à excreção de uma urina concentrada ao máximo + MECANISMO DE DILUIÇÃO URINÁRIA A EXCREÇÃO DE URINA DILUÍDA SÓ OCORRE SE NÃO HOUVER REABSORÇÃO DE ÁGUA NO TÚBULO DE CONEXÃO/COLETOR RFG = 170 L/dia TÚBULO PROXIMAL PROXIMAL PORÇÃO FINA DESCENDENTE DA AH PORÇÃO FINA ASCENDENTE DA AH PORÇÃO FINA DESCENDENTE PORÇÃO FINA ASCENDENTE PORÇÃO ESPESSA TÚBULO DISTAL CONEXÃO +COLETOR NA AUSÊNCIA PROLONGADA DO HAD, O GRADIENTE CÓRTICO-MEDULAR GERADO PELO SISTEMA DE CONTRA-CORRENTE SE DISSIPA, EM GRANDE PARTE DEVIDO À PERDA DA RECIRCULAÇÃO DE URÉIA HAD MECANISMOS DE MANUTENÇÃO DA OSMOLARIDADE DOS FLUIDOS CORPORAIS • HORMÔNIO ANTIDIURÉTICO (HAD) ou Vasopressina Modulação da excreção renal água • Mecanismo de regulação da ingestão de água (SEDE) Na ausência do HAD, ocorre pouca reabsorção de água no túbulo de conexão e túbulo coletor, mas a reabsorção de soluto continua, resultando na excreção de uma urina diluída 20 18 Vmax Volume Urinário 16 14 12 10 8 6 4 2 Vmin 0 0 3 6 9 HAD 12 15 18 20 1500 18 1200 Volume Urinário 14 12 900 10 8 600 6 4 300 2 0 0 0 3 6 9 HAD 12 15 18 Osmolalidade urinária, mOsm/L 16 ESTÍMULOS À SECREÇÃO DE HAD Variação da Posm 18 16 14 [HAD] 12 10 8 6 4 2 0 200 250 300 350 Posm 400 450 Redução da volemia arterial efetiva 25 [HAD] 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 % REDUÇÃO DA VOLEMIA 25 [HAD] 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 % REDUÇÃO DA VOLEMIA O HAD É INSUFICIENTE PARA GARANTIR O BALANÇO DE H2O Solutos a serem eliminados pela urina: Sódio: 150 mOsm/dia K: 50 mOsm/dia Outros cátions: 50 mOsm/dia Ânions: 250 mOsm/dia Uréia: 250 mOsm/dia Total: 750 mOsm/dia Excreção sem concentrar a urina Excreção concentrando a urina (a ~290 mOsm/L) (a ~1300 mOsm/L) Vur = 750 mOsm/dia 290 mOsm/L = 2,6 L/dia Vur = 750 mOsm/dia 1300 mOsm/L = 0,57 L/dia Clearance osmolar Uosm x V Closm = •Uosm = Osmolaridade urinária • V = Fluxo urinário (mL/min) • Posm = Osmolaridade plasmática Posm • Se a Uosm = Posm : Closm = V • Se a Uosm < Posm : tem “água livre se solutos” diluindo a urina abaixo da Posm (ClH2O) • Se a Uosm > Posm : “água livre de solutos” foi reabsorvida em coletor medular de modo a concentrar a urina acima da Posm (TcH2O) ClH2O = V – Closm TcH2O = Closm - V Volume Urinário 20 Não é possível reduzir a excreção de água a 18 a valores menores que 0,6 L porque cerca 16 de 750 mOsm de solutos devem ser 14 eliminados e a osmolaridade máxima da 12 urina é ~1.300 mOsm/L 10 8 6 4 2 Vmin 0 0 3 6 9 HAD 12 15 18 O PAPEL FUNDAMENTAL DA SEDE 200 250 300 Posm 350 400 SEDE (unidades arbitrárias) 18 SEDE (unidades arbitrárias) 16 14 [HAD] 12 10 8 6 4 2 0 200 250 300 Posm 350 400 200 250 300 350 Posm 400 450 DESENCADEIAM A SENSAÇÃO DE SEDE: •Ingestão insuficiente de água •Perdas de água •Hipovolemia •Ingestão de sal sem água CONSEQÜÊNCIA: Em condições habituais, a ingestão de sal acompanha-se sempre de ingestão de água