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Este documento fornece uma descrição detalhada do processo de filtração e reabsorção renal, explicando as três barreiras de filtração no corpúsculo renal, as três pressões que determinam a filtração glomerular, a taxa de filtração glomerular (tfg) e os mecanismos de autorregulação da tfg. Também aborda a reabsorção de água e solutos no túbulo proximal, a secreção de compostos orgânicos e a função da medula renal. Com informações sobre a estrutura e função dos diferentes segmentos do néfron, este documento é uma fonte valiosa para estudantes de biologia, fisiologia e medicina que desejam compreender em profundidade o sistema urinário.
Tipologia: Resumos
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Três processos básicos ocorrem nos néfrons: filtração, reabsoção e secreção Filtração é o movimento de líquido do sangue para o lúmen do néfron. A filtração ocorre apenas no corpúsculo renal, onde as paredes dos capilares glomerulares e da cápsula de Bowman são modificadas para permitir o fluxo do líquido. A reabsorção é um processo de transporte de substâncias presentes no filtrado, do lúmen tubular de volta para o sangue através dos capilares pe-ritubulares. secreção remove seletivamente moléculas do san-gue e as adiciona ao filtrado no lúmen tubular. Obs: secreção é um processo mais seletivo que, em geral, usa proteínas de membrana para transportar as moléculas através do epitélio tubular. O néfron modifica o volume e a osmolalidade do líquido Os 180 litros de fluido que são filtrados para a cápsula de Bowman a cada dia são quase idênticos ao plasma em sua composição e quase isosmóticos. À medida que este filtrado flui pelo túbulo proximal, cerca de 70% do seu volume é reabsorvido, restando 54 L no lúmen tubular. A reabsorção ocorre quando as células do túbulo proximal transportam solutos para fora do lúmen, determinando a reabsorção de água por osmose. O filtrado que deixa o túbulo proximal tem a mesma osmolalidade do que o filtrado que en-trou. Por essa razão, dizemos que a função primária do túbulo proximal é a reabsorção isosmótica de solutos e água. O filtrado que deixa o túbulo proximal passa para a alça de Henle, o local principal para a produção de urina diluída. À medida que o filtrado passa pela alça de Henle, proporcionalmente é reabsor-vido mais soluto do que água, e o filtrado torna-se hiposmótico com relação ao plasma. Quando o filtrado sai da alça, ele tem em média 100 mOsM, e seu volume diminui de 54 L/dia para cerca de 18 L/dia. A maior parte do volume originalmente filtrado na cápsula de Bowman já foi reabsorvida para os capilares. A partir da alça de Henle, o filtrado passa para o túbulo distal e para o ducto coletor. Nesses dois segmentos, ocorre uma regulação fina do balanço de sal e de água sob o controle de vá-rios hormônios. A reabsorção e a secreção (em um menor grau) determinam a composição final do filtrado. No final do ducto coletor, o filtrado tem um volume de 1,5 L/dia e uma osmola- lidade que pode variar de 50 a 1.200 mOsM. O volume e a os- molalidade finais da urina dependem das necessidades do corpo de conservar ou excretar água e soluto. Quantidade excreada (^) = quantidade filtrada - quantidade
reabsorvida+quantidade secretada FILTRAÇÃO A filtração do plasma para dentro dos túbulos renais é o primeiro passo na formação da urina. Esse processo relativamente ineSpecífico gera um filtrado. filtrado é composto apenas de água e de solutos dissolvidos. Cerca de um quinto do plas-ma que flui ao longo dos rins é filtrado para dentro dos néfrons. Os quatro- quintos restantes do plasma, juntamente com a maior parte das proteínas plasmáticas e das células sanguíneas, passa para os capilares peritubulares. FRAÇÃO FILTRADO : porcentagem do volume total do plasma que é filtrada para dentro do túbulo O corpúsculo renal contém três barreiras de filtração (1) o endo-télio do capilar glomerular, (2) uma lâmina basal (membrana basal) e o (3) epitélio da cápsula de Bowman A primeira barreira é o endotélio capilar. Os capilares glo-merulares são capilares fenestrados com grandes poros , que permitem que a maioria dos components plasmáticos sejam filtrados através do endotélio. Os poros são pequenos o bastante, contudo, para impedir que as células do sangue deixem o capilar. Proteínas carregadas negativamente, presentes na superfície dos poros, também ajudam a repelir as proteínas plasmáticas carregadas negativamente. A segunda barreira de filtração é a lâmina basal , uma camada acelular de matriz extracelular que separa o endotélio do capilar do epitélio da cápsula de Bowman. A lâmina basal é constituída por glicoproteínas carregadas negativamente, colágeno e outras proteínas. Ela atua como uma peneira grossa, excluindo a maioria das proteínas plasmáticas do líquido que é filtrado através dela. A terceira barreira de filtração é o epitélio da cápsula de Bowman. A porção epitelial da cápsula que envolve cada capilar glomerular é formada por células especializadas, chamadas de podócitos. Os podócitos possuem longas extensões citoplasmáticas, denominadas pés, ou pedicelos,
A TFG é influenciada por dois fatores: a pressão de filtra-ção resultante, já descrita, e o coeficiente de filtração. A pressão de filtração é determinada primeiro pelo fluxo sanguíneo renal e pela pressão arterial. O coeficiente de filtração possui dois com-ponentes: a área de superfície dos capilares glomerulares, dispo-nível para a filtração e a permeabilidade da interface entre capilar e cápsula de Bowman. A TFG é relativamente constante TFG é notavelmente constante em uma ampla faixa de pressões arteriais. Contanto que a pressão arterial média do sangue fique entre 80 e 180 mmHg, a TFG é, em média, de 180 L/dia A TFG é controlada primariamente pela regulação do fluxo sanguíneo através das arteríolas renais. Se a resistência global das arteríolas renais aumenta, o fluxo sanguíneo renal diminui, e o sangue é desviado para outros órgãos, porém depende de onde a resitência ocorre. Se a resistência aumenta na arteríola aferente, a pressão hidrostática diminui no lado glomerular da constrição. Isso se traduz em uma diminuição na TFG. Se a resistência aumenta na arteríola eferente, o sangue acumula antes da constrição, e a pressão hidrostática nos capilares glomerulares aumenta. A maior parte da regulação ocorre na arteríola aferente. A TFG está sujeita a autorregulação A autorregulação da TFG é um processo de controle local, no qual o rim mantém uma TFG relativamente constante frente às flutuações normais da pressão arterial. Uma função importante da autorregulação da TFG é proteger as barreiras de filtração da pressão arterial alta que pode danificá-la. Está correlacionado a resposta miogênica está relacionada à habilidade intrínseca do músculo liso vascular de responder a mudanças na pressão. A retroalimentação (ou feedback) tubuloglomerular é um mecanismo de sinalização pa-rácrina pelo qual mudanças no fluxo de líquido na alça de Henle alteram a TFG. A resposta miogênica quando o músculo liso da parede da arteríola estira, devido ao aumento da pressão arterial, canais iônicos sensíveis ao estiramento se abrem, e as células musculares despolarizam. A despolarização leva à abertura de canais de Ca dependentes de voltagem, e o músculo liso vascular se contrai. A vasoconstrição aumenta a resistência ao fluxo e leva a uma redução no fluxo sanguíneo através das arteríolas. A redução do fluxo sanguíneo diminui a pressão de filtração no glomérulo. Se a pressão arterial diminui, o tônus de contração arteriolar desaparece, e a arteríola torna-se maximamente dilatada. Contudo, a vasodilatação não é tão eficaz em manter a TFG como a vasoconstrição, devido ao fato de que normalmente a arteríola aferente está bastante relaxada. Consequentemente, quando a pressão arterial média diminui para
menos de 80 mmHg, a TFG diminui. Esse decréscimo é adaptativo, pois se menos plasma é filtrado, o potencial para a perda de líquido na urina diminui. Em outras palavras, um decréscimo na TFG ajuda o corpo a conservar o volume sanguíneo. Retroalimentação tubuloglomerular é uma via de controle local, na qual o fluxo de líquido através dos túbulos renais altera a TFG. A configuração torcida do néfron faz a porção final do ramo espresso ascendente da alça de Hen-le passar entre as arteríolas aferente e eferente. As paredes tu- bulares e arteorilares são modificadas nessa região em que elas entram em contato umas com as outras, e, juntas, formam o aparelho justaglomerular. A porção modificada do epitélio tubular é formada por uma placa de células, chamada de mácula densa. A parede da arteríola aferente adjacente a ela possui células musculares lisas especializadas, chamadas de células granulares (também conhecidas como células justaglomerulares ou células JG ). As células granulares secretam renina, uma enzima envolvida no balanço do sal e da água. Quando o NaCl que passa pela mácula densa aumenta, como resultado da TFG aumentada, as células da mácula densa enviam sinais parácrinos à arteríola aferente vizinha. A arteríola aferente se contrai, aumentando a resistência e diminuindo a TFG. Evidências experimentais indicam que as células da mácula densa transportam NaCl, e que o aumento no transporte de sal inicia a retroalimentação tubuloglomerular. O fluxo também pode ser detectado nas células tubulares renais pelos cílios primários , que estão localizados na superfície apical voltada para o lúmen. Os cílios primários são conhecidos por atuar como sensores do fluxo, assim como transdutores de sinais para o desenvolvimento normal. A comunicação parácrina entre a mácula densa e a arte-ríola aferente é complexa. Experimentos mostram que muitos sinalizadores pa- rácrinos, incluindo ATP, adenosina e óxido nítrico, passam da mácula densa para a arteríola como parte da retroalimentação tubuloglomerular.
Uma vez que uma substância é filtrada para o interior do lúmen da cápsula de Bowman, ela não faz mais parte do meio interno corporal. O lúmen do néfron faz parte do ambiente externo, e todas as substâncias presentes no filtrado estão destinadas a deixarem o corpo através da urina, a não ser que exista algum mecanismo de reabsorção tubular para impedir que isso ocorra. Muitos nutrientes pequenos, como a glicose e intermediários do ciclo do ácido cítrico, são filtrados, porém são reabsorvidos de maneira muito eficiente no túbulo proximal. Segundo, a filtração de íons e água para dentro dos túbulos simplifica a sua regulação. Se uma porção do filtrado que alcança o néfron distal não é necessária para manter a homeostasia, ela passa para a urina. Com uma alta TFG, essa excreção pode ocorrer de forma bastante rápida. Contudo, se os íons e a água são necessários, eles são reabsorvidos A reabsorção pode ser ativa ou passiva A reabsorção de água e solutos do lúmen tubular para o líquido extracelular depende de transporte ativo. O filtrado que flui da cápsula de Bowman para o túbulo proximal tem a mesma concentração de solutos do líquido extracelular. Portanto, para transportar soluto para fora do lúmen, as células tubulares precisam usar transporte ativo para criar gradientes de concentração ou eletroquímicos. A água segue osmoticamente os solutos, à medida que eles são reabsorvidos. A redução do volume do lúmen tubular aumenta a concentração ude solutos (incluindo K, Ca2 e ureia) no filtrado: a mesma quantidade de soluto em um volume menor equivale a uma concentração mais alta de soluto. Uma vez que as concentrações de soluto no lúmen são mais altas do que as concen- trações de soluto no líquido extracelular, os solutos difundem-se para fora do lúmen se o epitélio do túbulo for permeável a eles. A reabsorção envolve tanto o transporte transepitelial quan-to o transporte paracelular. Solutos que se mo-vem a favor do seu gradiente de concentração usam canais de vazamento ou carreadores de difusão facilitada para cruzarem a membrana celular. As moléculas que necessitam se deslocar con-tra seu gradiente de concentração são transportadas por meca-nismos de transporte ativo primário ou indiretos (normalmente secundários).
Transporte ativo do sódio : A reabsorção ativa de Na é a for-ça motriz primária para a maior parte dos mecanismos de reabsor-ção renal. Como já mencionado, a composição do filtrado que entra no túbulo proximal é semelhante à composição iônica plasmática, com uma concentração maior de Na células. Transporte ativo secundário: simporte com sódio ; O transporte ativo secundário acoplado ao sódio é responsável pela reabsorção de muitas substâncias, incluindo a glicose, aminoáci-dos, íons e vários metabólitos orgânicos. Reabsorção passiva: ureia, A ureia, um resíduo nitrogena-do, não possui mecanismos de transporte ativo no túbulo proxi-mal, mas pode se deslocar através das junções celulares epiteliais por difusão, se houver um gradiente de concentração da ureia. Endocitose: proteínas plasmáticas A filtração do plasma nos glomérulos normalmente deixa a maior parte das proteínas plasmáticas no sangue, mas algumas proteínas menores e peptídeos podem passar através da barreira de filtração. A maioria das proteí-nas filtradas é removida do filtrado no túbulo proximal, de forma que normalmente apenas traços de proteínas aparecem na urina. O transporte renal pode atingir saturação A saturação refere-se à taxa de transporte máximo, que ocorre quando todos os transportadores disponíveis estão ocupados (saturados com) pelo substrato. Em concentrações abaixo do ponto de saturação, a taxa de transporte é diretamente relacionada à concentração do substrato. Em concentrações de substrato iguais ou acima do ponto de saturação, o transporte ocorre a uma taxa máxima. A taxa de transporte no ponto de saturação é o transporte máximo (Tm), quando atingisse o máximo o produto é exxcretado pela urina As pressões nos capilares peritubulares favorecem a reabsorção A pressão hidrostática mais baixa nos capilares peritubulares re- sulta na reabsorção do líquido intersticial. SECREÇÃO Secreção é a transferência de moléculas do líquido extracelular para o lúmen do néfron. A secreção, assim como a reabsorção, depende principalmente de sistemas de transporte de membrana. A secreção de K e H pelo néfron distal é importante na regulação da homeostasia desses íons. Além
possui mais musculo liso do que a aferente;
└ epitélio simples pavimentoso └ permeável a H2O → AQUAPORINAS
└ MÁCULA DENSA → detecta conteúdo iônico e volume de água do fluido tubular; Núcleos algongados e próximos e complexo de golgi basal; MÁCULA DENSA = QUANDO O TÚBULO CONTORCIDO DISTAL ENCOSTA NO CORPÚSCULO RENAL DO MESMO NÉFRON → MODIFICAÇÃO DAESTRUTURA DA CÉLULA DO TÚBULO CONTORCIDO DISTAL → EPITÉLIO CÚBICO SIMPLES VIRA EPITÉLIO CILÍNDRICO ALTO └ CÉLULAS JUSTAGLOMERULARES → cels. Musculares lisasmodificadas da arteríola aferente; Núcleos esféricos e citoplasma bem corado devido a produçãode grânulos de secreção; GRANULOS DE SECREÇÃO = RENINA * TÚBULOS COLETORES → epitélio cúbico DUCTOS COLETORES: