FISIOLOGIA DOS ANIMAIS DOMÉSTICOS - AULA 04 ANOTAÇÕES DE AULA
• Filtram o sangue para excretar os resíduos metabólicos;
• Recuperam as substâncias filtradas requeridas pelo organismo, incluindo proteínas de baixo peso molecular, água e uma série de eletrólitos.
• Reconhecem quando há excesso de água e eletrólitos específicos e respondem deixando de reabsorver ou secretando tais substâncias.
• Contribuem para a manutenção da homeostasia acido-básica.
• A produção e a liberação de hormônios pelo rim desempenham papel vital no controle da pressão arterial sistêmica e na produção de glóbulos vermelhos
A unidade funcional do rim é o néfron. O seu número varia consideravelmente entre as espécies. Dentro das espécies, os números de néfrons são relativamente constantes.
Quadro 1 Número aproximado de néfrons em cada rim em vários animais domésticos e no homem.
Espécie Néfrons/rim
Bovinos 4.0.0 Suínos 1.250.0 Cães 415.0 Felinos 190.0 Humanos 1.0.0
O néfron é composto pelo glomérulo, onde o sangue é filtrado, e por vários segmentos distintos do túbulo renal, de onde as substâncias filtradas são absorvidas e elementos plasmáticos são secretados no liquido tubular. No córtex, os néfrons unem-se ao sistema de ductos coletores, que atravessam o rim e terminam no ducto coletor medular interno, onde ocorrem as alterações finais do liquido tubular na forma de urina.
Componentes do néfron:
Cápsula glomerular ou cápsula de Bowman: é o final cego dilatado do néfron, formada por uma camada de células epiteliais. O folheto visceral da cápsula é intimamente aderido à rede arterial enquanto que o parietal continua com o túbulo. Corpúsculo renal: refere-se à combinação da invaginação do tufo glomerular (capilares), para o interior da cápsula glomerular. A área entre o tufo glomerular e a cápsula de Bowman é conhecida como espaço de Bowman e é o local de coleta do filtrado glomerular, que se afunila diretamente no primeiro segmento do túbulo proximal.
Glomérulo: associação intima do tufo glomerular com a cápsula. Este tem a função de filtrar o sangue. São facilmente filtradas todas as substâncias que possuem massa molecular menor que 40.0. O fluído contido na cápsula de Bowman é denominado urina primária. Túbulo proximal: contínuo a cápsula glomerular e composto de um segmento contornado proximal e de um segmento retilíneo proximal. O segmento contornado está contido dentro do córtex, e o segmento retilíneo estende-se parcialmente para a periferia da medula. Tem como principal função à reabsorção volumosa de água e solutos filtrados. Alça de Henle: formada por um ramo delgado descendente contínuo ao túbulo retilíneo que tem como principal função à manutenção de hipertonicidade medular por troca contracorrente, e por um ramo delgado ascendente que termina na junção das zonas interna e externa da medula (néfrons corticais não tem o ramo delgado descendente) e pelo ramo espesso ascendente que retorna ao seu glomérulo de origem no córtex e passa entre as arteríolas aferente e eferente. O ramo ascendente espesso da alça de Henle tem como principal função à reabsorção de sódio, potássio e cloro, a geração de hipertonicidade medular, diluição de liquido tubular e a reabsorção de cátions divalentes. Néfron distal: começa neste ponto, consistindo de túbulo distal, túbulo conector, túbulo coletor cortical, ducto coletor da zona externa medular e o ducto coletor da zona interna medular. Embriologicamente o túbulo distal representa o último segmento do néfron. Fisiologicamente, os segmentos além do túbulo distal são estruturas importantes associadas ao processo de filtração glomerular e, dessa forma são incluídos no néfron distal. O túbulo coletor cortical e os ductos coletores das zonas externa e interna medular, quando considerados como unidade são denominados como ducto/túbulo coletor. O túbulo distal, o túbulo conector e o inicio do túbulo coletor cortical (antes de se tornar retilíneo) são coletivamente denominados túbulo contornado distal. O túbulo contornado distal tem como principais funções à reabsorção de cloreto de sódio, diluição de liquido do túbulo, reabsorção de cátions divalentes. O sistema de ductos coletores tem o controle final de taxas de excreção de eletrólitos, uréia, equilíbrio ácido-básico e água.
Tipos de néfron:
O rim dos mamíferos tem dois tipos principais de néfron, identificados pela localização do seu glomérulo e a profundidade de penetração das alças de Henle na medula. Os néfrons com glomérulo na periferia e na região média do córtex são chamados de néfrons corticais. Eles estão associados com a alça de Henle que se estendem até a junção da medula ou até a zona externa da medula. Os néfrons com glomérulo na região cortical próxima a medula são conhecidos como justamedulares. Estes néfrons estão associados a alças de Henle que se estendem mais profundamente na medula. São mais efetivos em desenvolver e manter o gradiente osmótico da periferia medular até o seu interior. O fluído tubular de todos os néfrons é drenado para os túbulos e ductos coletores que prosseguem através da medula para a pélvis renal. Assim a produção final de cada néfron está sujeita aos mesmos fatores que afetam a concentração da urina.
Suprimento sanguíneo do néfron:
O sangue é fornecido por ramos das artérias interlobulares. A arteríola aferente conduz o sangue ao glomérulo e a eferente conduz para fora do glomérulo. O sangue das arteríolas eferentes é redistribuído aos capilares peritubulares, estes perfundem os túbulos do néfron. Os vasos retos são ramos capilares para a medula a partir dos capilares peritubulares e estão associados com os néfrons de alças longas. Após a perfusão dos rins, o sangue retorna à veia cava caudal pelas veias renais.
O aparelho justaglomerular:
O segmento espesso do ramo ascendente da alça de Henle retorna ao seu glomérulo de origem no córtex, passa no ângulo entre as arteríolas aferentes e eferentes e continua como túbulo distal. A lateral do túbulo entra em contato com as arteríolas, as células epiteliais do túbulo são mais densas do que as outras células epiteliais e são coletivamente denominadas de mácula densa. As células do músculo liso das arteríolas em contato com a mácula densa são especializadas e denominadas de células justaglomerulares ou granulares. Estas células têm grânulos secretórios que contem renina, uma enzima proteolítica. O espaço entre a mácula densa e as arteríolas, e o espaço entre os capilares glomerulares é conhecido como região mesangial, formada pelas células e a matriz mesangial. As células mesangiais secretam a matriz, a membrana basal glomerular, fornecem o suporte estrutural, possuem atividade fagocítica e secretam prostaglandinas. Também apresentam atividade contrátil e podem influenciar o fluxo sanguíneo através dos capilares glomerulares. As células, localizadas entre a mácula densa e as arteríolas são conhecidas mais especificamente como células mesangiais extraglomerulares ou células estreladas. O aparelho justaglomerular está envolvido em mecanismos de feedback que participam da regulação do fluxo sanguíneo renal e da taxa de filtração glomerular.
É realizada pelas fibras da divisão simpática do sistema nervoso autônomo, cuja atividade participa da regulação do fluxo sanguíneo renal, da taxa de filtração glomerular e da reabsorção de água e sódio pelo néfron. A regulação do fluxo sanguíneo renal e da taxa de filtração glomerular é realizada pela vasoconstrição. A inervação também inclui as células granulares produtoras de renina das arteríolas aferentes e eferentes, os túbulos proximais do néfron e as alças de Henle. O aumento do tônus simpático inicia a secreção de renina pelas células granulares e aumenta a reabsorção de sódio pelos segmentos do néfron.
ASPECTOS DA FORMAÇÃO DA URINA Do plasma à urina:
Os três processos que envolvem os néfrons e seu suprimento sanguíneo na formação da urina são: 1- filtração glomerular, 2- reabsorção tubular e 3- secreção tubular. Como resultado da filtração glomerular, um ultrafiltrado do plasma conhecido como filtrado glomerular (urina primária) aparece na cápsula de Bowman. Assim que penetra no túbulo proximal a composição do filtrado glomerular começa a se alterar, devido aos processos de reabsorção tubular e secreção, passando a ser conhecido como fluído tubular. Estes processos continuam ao longo do néfron, de tal forma que o fluido tubular só se torna urina ao entrar na pélvis renal.
Distribuição do sangue no glomérulo
O fluxo sanguíneo renal (FSR) refere-se ao ritmo em que o sangue flui para os rins. O fluxo plasmático renal (FPR) refere-se á parte do FSR que é o plasma. O filtrado glomerular é formado á partir do plasma no glomérulo e o ritmo na qual é formado é conhecida como taxa de filtração glomerular (TFG) e é expresso em ml/min.
Fração de filtração (F) é a fração ou porcentagem do fluxo plasmático que passa através do glomérulo e se transforma em filtrado glomerular. É calculado pela razão da taxa de filtração glomerular/fluxo plasmático renal (TFG/FPR). A quantidade de qualquer substância contida no plasma que entra nos rins a cada minuto é conhecida como carga plasmática daquela substância. Esta carga pode ser expressa em miligramas ou miliequivalentes por minuto.
Concentração de glicose no plasma: 80 mg/dl Fluxo plasmático renal (FPR): 200 ml/min ou 2 dl/min. Carga plasmática da glicose é: 80 x 2 = 160 mg/min.
A carga tubular de uma substância plasmática é a parte da carga plasmática filtrada na cápsula de Bowman. É a quantidade que estará presente nos túbulos, independente de ser reabsorvida ou não.
Considerando Fluxo plasmático renal (FPR): 2 dl/min. Concentração plasmática da glicose: 80 mg/dl. Taxa de filtração glomerular (TFG): 0,4 dl/min Fração de filtração (F): 0,4/2 = 1/5
Carga tubular da glicose é: 0,4 x 80 = 32 mg/min ou 1/5 x 160 = 32 mg/min.
Formação do filtrado: Os rins são formados por dois leitos capilares, representados pelos glomérulos e pelos capilares peritubulares. Os glomérulos são considerados como sendo um sistema de alta pressão (favorecendo a filtração) e, os capilares peritubulares são considerados como um sistema de baixa pressão (favorecendo a reabsorção). O filtrado glomerular é chamado ultrafiltrado do sangue porque os componentes maiores não são filtrados. A taxa de filtração glomerular (TFG) pode ser alterada por modificações no diâmetro das arteríolas aferentes e eferentes. A dilatação da arteríola aferente aumenta o fluxo sanguíneo para o glomérulo, que por sua vez aumenta a pressão hidrostática e o potencial de filtração. A constrição da arteríola eferente aumenta a pressão hidrostática glomerular, reduzindo o fluxo sanguíneo renal (FSR). Admitese que fatores neurais e humorais sejam capazes de afetar as modificações de diâmetro mencionadas anteriormente.
Refere-se a todos os fenômenos associados ao fluído tubular através do néfron e extensão do túbulo coletor. O transporte da cápsula de Bowman á pélvis renal é efetuado por uma diferença na pressão hidrostática. A reabsorção tubular envolve o transporte de água e soluto do fluido tubular para os capilares peritubulares. A secreção tubular está associada com o transporte de soluto dos capilares peritubulares para o fluído tubular.
Para que sódio, glicose e aminoácidos do fluído tubular possam retornar ao sangue, a energia é fornecida pela bomba de sódio (sódio-potássio ATPase) presente na superfície basolateral das células epiteliais tubulares.
Reabsorção de sódio:
Três mecanismos são reconhecidos para a reabsorção de sódio no túbulo proximal, local responsável por cerca de 65% de seu retorno para o plasma. O primeiro mecanismo é o uniporte ou transporte unidirecional de sódio, por meio de uma difusão facilitada. O segundo mecanismo é o antiporte ou contratransporte onde ocorre o transporte de um íon hidrogênio em direção oposta, por meio de uma proteína carreadora. O terceiro mecanismo de reabsorção de sódio é conhecido como transporte de sódio controlado por cloreto, onde o sódio é transportado em simporte com o cloreto. Cerca de 25% da carga tubular de sódio é reabsorvida nos segmentos ascendentes delgado e espesso da alça de Henle. Os 10% restantes estão presentes no néfron distal. O mecanismo de transporte é semelhante ao mecanismo de uniporte encontrado no túbulo proximal. A reabsorção de sódio nos túbulos e ductos coletores é estimulada pelo hormônio aldosterona.
Reabsorção de glicose e aminoácidos:
A glicose e os aminoácidos são reabsorvidos por simporte ou co-transporte. Eles são acoplados com carreadores específicos que requerem ligação com sódio e se difundem para o interior da célula.
Transporte de água e reabsorção não ativa de solutos:
Aproximadamente 65% da água é reabsorvida pelo túbulo proximal. Como a água é reabsorvida, a uréia e outros solutos, reabsorvidos não ativamente ficam concentradas no lúmen tubular, criando um gradiente de concentração química, fazendo que os mesmos sejam reabsorvidos. A permeabilidade do epitélio tubular proximal para a uréia e muito menor do que para a água, assim mais da metade da uréia no filtrado glomerular permanece além do túbulo proximal.
Secreção tubular:
Várias substâncias são transportadas dos capilares peritubulares para o fluído intersticial, e então para o lúmen tubular. O antiporte de hidrogênio que acompanha a reabsorção de sódio no túbulo proximal e distal é um exemplo. O potássio é secretado no segmento retilíneo e no néfron distal.
A depuração renal é a avaliação da capacidade renal em remover substâncias do plasma. As medidas de clearance são usadas não apenas para determinar elementos da função renal (FSR, FPR, TFG e F), mas também para se entender como substâncias são manejadas pelos túbulos renais (reabsorvidas ou secretadas), para determinar a fração da substância que é reabsorvida, para estimar a excreção de soluto e a concentração de urina e comparar valores da função renal com o propósito de diagnóstico.
O clearance renal pode ser calculado pela fórmula:
Cx = Ux V/ Px onde: Cx = clearance da substância x (milimitros por minuto); Ux = concentração de x na urina (miligramas por minuto); V= taxa de formação de urina (milimitros por minuto); Px = concentração de x no plasma (miligramas por mililitro).
Medida da taxa de filtração glomerular (TFG) e do fluxo plasmático renal (FPR):
A substância usada para medir a TFG deve ser livremente filtrada no glomérulo e não deve ser reabsorvida ou secretada pelo epitélio tubular após entrar no néfron. A inulina, um polissacarídeo da frutose, é a substância mais comumente utilizada se comportando como um bom indicador para todos os vertebrados. A creatinina é também usualmente utilizada, mas em algumas espécies ela pode ser secretada nos túbulos reduzindo a sua eficácia. Ela é um bom indicador para cães, gatos, bovinos e ovinos. É uma substância endógena que surge geralmente da fosfocreatina no músculo sob condições fisiológicas. A creatinina livre no sangue não é reutilizada e é excretada na urina. Uma substância usada para medir o FPR deve ser livremente filtrada no glomérulo, não deve ser reabsorvida pelo lúmen tubular, e deve ser secretada pelo epitélio tubular de tal forma que toda a substância no sangue que perfunde os túbulos seja removida antes que o sangue deixe os rins. Uma substância extensamente usada para esse propósito é o ácido paraminoipúrico (PAH).
O mecanismo para concentrar o fluído tubular depende da existência de uma osmolaridade muito alta no fluído intersticial da medula renal. A osmolaridade aumenta com a distância do córtex, atingindo o máximo nas partes internas da medula. A osmolaridade alta existe por causa do mecanismo de contracorrente. Este é estabelecido pelas atividades das alças de Henle e é mantido pelas características do suprimento sanguíneo para a medula (vasos retos).