MECANISMOS DE CONCENTRAO E DILUIO DA URINA REGULAO
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MECANISMOS DE CONCENTRAÇÃO E DILUIÇÃO DA URINA REGULAÇÃO DA OSMOLARIDADE DOS FLUIDOS CORPORAIS
BALANÇO DE ÁGUA NAS 24 HORAS: Entradas: - Ingestão de água (1, 2 L) - Água dos alimentos (1, 0 L) - Água produzida pelo metabolismo (0, 3 L) Saídas: - Perda insensível (0, 7 L) - Suor (0, 1 L) - Fezes (0, 2 L) - Urina (1, 5 L)
HÁ UMA EXCREÇÃO OBRIGATÓRIA DE ÁGUA PARA ELIMINAR SOLUTOS NA URINA Sódio: 150 m. Osm/dia K: 50 m. Osm/dia Outros cátions: 50 m. Osm/dia nions: 250 m. Osm/dia Uréia: 250 m. Osm/dia Total: 750 m. Osm/dia
NÃO PODEMOS EXCRETAR ESTES SOLUTOS “EM PÓ” UMA CERTA QUANTIDADE DE ÁGUA TEM QUE SER EXCRETADA A CONCENTRAÇÃO MÁXIMA DA URINA HUMANA É 1. 300 m. Osm/L Volume urinário das 24 h com urina maximamente concentrada: Vur = 750 m. Osm/dia 1300 m. Osm/L = 0, 57 L/dia
Volume urinário das 24 h com urina com concentração igual à do plasma (290 m. Osm/L): Vur = 750 m. Osm/dia 290 m. Osm/L = 2, 6 L/dia
Fluxo urinário após ingestão de água 18 14 16 14 12 Excreção de solutos após ingestão de água 872 Uosm 139 12 68 10 10 8 8 6 6 4 4 2 2 0 1 2 3
COMO É POSSÍVEL CONCENTRAR A URINA ACIMA DA OSMOLARIDADE DO PLASMA?
600 m. Osm NÉFRONS SUPERFICIAIS (MAIORIA) NÉFRONS JUSTAMEDULARES (MINORIA) 1300 m. Osm
MECANISMO CONTRACORRENTE DE CONCENTRAÇÃO DA MEDULA RENAL
SISTEMA MULTIPLICADOR EM CONTRACORRENTE Osmolaridade 2 300 Na. Cl 300 300 Medula interna 300 300 300 Fino descendente Altamente permeável a água Na. Cl 300 3 Na. Cl 300 Na. Cl 300 Espesso impermeável a água 6 DUCTO COLETOR Medula externa 300
1) REABSORÇÃO DE Na. Cl SEM ÁGUA EM SEGMENTO ESPESSO Efeito unitário ativo (ΔOsmol = 200) 300 400 Na. Cl 200 Na. Cl 300 400 300 300 400 400 Na. Cl 200 Na. Cl Na. Cl 200 impermeável a água DUCTO COLETOR 300 Na. Cl
2) REABSORÇÃO DE ÁGUA EM SEGMENTO FINO DESCENDENTE Fluxo de água 300 400 Na. Cl 200 Na. Cl 300 400 300 300 Altamente permeável a água 400 400 Na. Cl 200 Na. Cl Na. Cl 200 impermeável a água DUCTO COLETOR 300 Na. Cl
EQUILÍBRIO OSMÓTICO EM FLUIDO EM DESCENDENTE FINO E INTESTÍCIO MEDULAR Equilíbrio osmótico 400 Na. Cl 200 Na. Cl 400 300 Na. Cl 200 Na. Cl 400 400 400 Na. Cl 200 Na. Cl Na. Cl 200 DUCTO COLETOR 400 Na. Cl
MULTIPLICAÇÃO DO EFEITO PELO MOVIMENTO DO FLUIDO TUBULAR EM CONTRACORRENTE FLUIDO VINDO DO TÚBULO PROXIMAL Movimento 300 400 Na. Cl 200 Na. Cl 400 400 400 Na. Cl 200 Na. Cl Na. Cl 200 Na. Cl 400 DUCTO COLETOR 400 Na. Cl
Equilíbrio osmótico 300 Na. Cl 200 Na. Cl 400 400 400 400 Na. Cl 200 Na. Cl Na. Cl 200 Na. Cl 400 DUCTO COLETOR 400 Na. Cl
Restabelecimento do gradiente osmótico de 200 m. Osm 350 Na. Cl 150 Na. Cl 400 Na. Cl 200 Na. Cl 400 400 500 400 400 500 Na. Cl 200 Na. Cl Na. Cl 200 Na. Cl 300 DUCTO COLETOR Equilíbrio osmótico
Movimento e equilíbrio osmótico 300 Na. Cl 200 Na. Cl 350 Na. Cl 200 Na. Cl 400 400 400 Na. Cl 200 Na. Cl Na. Cl 200 Na. Cl 300 Na. Cl 500 DUCTO COLETOR 400 Na. Cl
350 Na. Cl 150 Na. Cl 375 Na. Cl 175 Na. Cl 400 400 400 450 550 Na. Cl 200 Na. Cl Na. Cl 200 Na. Cl 250 Na. Cl 350 DUCTO COLETOR Equilíbrio osmótico Restabelecimento do gradiente osmótico de 200
Movimento e equilíbrio osmótico 150 300 Na. Cl 175 Na. Cl 350 Na. Cl 200 Na. Cl 375 400 400 450 Na. Cl 200 Na. Cl 250 Na. Cl 350 Na. Cl 550 DUCTO COLETOR 400 Na. Cl
Restabelecimento do gradiente osmótico de 200 338 238 Na. Cl 138 Na. Cl 375 Na. Cl 175 Na. Cl 388 400 420 475 600 425 475 600 Na. Cl 188 200 Na. Cl Na. Cl 250 Na. Cl 275 Na. Cl 400 DUCTO COLETOR 400 Na. Cl
Movimento e equilíbrio osmótico 300 Na. Cl 138 Na. Cl 338 Na. Cl 175 Na. Cl 375 388 400 425 475 Na. Cl 188 200 Na. Cl 250 Na. Cl 275 Na. Cl 400 Na. Cl 600 DUCTO COLETOR 400 Na. Cl
300 338 Na. Cl 138 Na. Cl 338 375 Na. Cl 175 Na. Cl 375 400 388 400 425 475 525 700 Na. Cl 200 Na. Cl 225 Na. Cl 275 Na. Cl 325 Na. Cl 500 DUCTO COLETOR Equilíbrio osmótico Restabelecimento do gradiente osmótico de 200
Efeito unitário $ 100 ou 200 m. Osm
Efeito unitário $ 100 ou 200 m. Osm Após algum tempo, esse gradiente estará estabelecido. Efeito multiplicador contracorrente: ponha a turma para andar 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 concentrar) Ricos ou 1. 200 m. OSm será perdida.
Hormônio antidiurético AQ 2 300 338 Na. Cl 138 Na. Cl 338 338 375 Na. Cl 175 Na. Cl 375 375 400 400 388 400 400 425 475 525 700 Na. Cl 200 Na. Cl 225 Na. Cl 275 Na. Cl 325 Na. Cl 500 A reabsorção de H 2 O 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 recirculação de ureia entre o final do túbulo coletor e a porção ascendente fina da alça de Henle é essencial à formação de uma medula hipertônica e à excreção de uma urina concentrada ao máximo +
REABSORÇÃO DIFUSIONAL DE 70% DA UREIA FILTRADA IMPERMEÁVEIS A UREIA REABSORÇÃO ACENTUADA DE UREIA NA PRESENÇA DE HAD 1. 300 m. Osm/L
TRANSPORTE DE UERIA AO LONGO DO NEFRO 100% 110% 65% reabsorvidos CONSTITUTIVAMENTE 110% 35% 110% A UREIA REABSORVIDA EM COLETOR MEDULAR INTERNO É SECRETADA EM SEGMENTOS FINOS DA ALÇA DE HENLE 70 -75% REABSORÇÃO MODULADA POR HAD
SEM HORMÔNIO ANTIDIURÉTICO FLUIDO TUBULAR DILUÍDO 300 338 Na. Cl 138 Na. Cl 338 90 338 375 Na. Cl 175 Na. Cl 375 85 375 400 83 388 400 81 425 80 475 79 525 78 700 76 425 475 525 700 Na. Cl 200 Na. Cl 225 Na. Cl 275 Na. Cl 325 Na. Cl 500 Se não há reabsorção de água em duto coletor, a urina sai muito diluída
Vasos retos na manutenção da hipertonidade medular Vasos retos descendentes: Perdem água Ganham solutos Vasos retos ascendentes: Ganham água Perdem solutos Na saída, há uma maior quantidade de água e de solutos do que entrou, mantendo o balanço entre o que entra e sai da medula
FUROSEMIDA (LASIX) INIBE A REABSORÇÃO DE SÓDIO NO SEGMENTO ESPESSO ASCENDENTE • NÃO CONCENTRA A MEDULA • NÃO DILUI A URINA
SE O BALANÇO DE ÁGUA É PERTURBADO: Perda de água: aumento da osmolalidade ~42 L H 2 O TOTAL ~28 L ~14 L VOL. INTRACELULAR VOL. EXTRACELULAR [Na+] = 10 mmol/L [Na+] = 140 mmol/L [K+] = 150 mmol/L [K+] = 4 mmol/L OSMORRECEPTORES SÃO ATIVADOS
PRODUÇÃO e LIBERAÇÃO HAD e MECANISMO DA SEDE Osmoreceptores: Org. vasc da lâmina terminal Org. subfornical do hipotálamo Núcleos hipotalâmicossecretores de HAD: Supraóptico Paraventricular
SE O BALANÇO DE ÁGUA É PERTURBADO: Ganho de água: redução da osmolalidade ~42 L H 2 O TOTAL ~28 L ~14 L VOL. INTRACELULAR VOL. EXTRACELULAR [Na+] = 10 mmol/L [Na+] = 140 mmol/L [K+] = 150 mmol/L [K+] = 4 mmol/L OSMORRECEPTORES SÃO INIBIDOS
A regulação do balanço de água é coordenada no Hipotálamo Os sinais processados no hipotálamo serão traduzidos em: - Sensação de sede - Liberação de Arginina Vasopressina (AVP) ou Hormônio antidiurético (HAD) Ambas as respostas são disparadas por aumento de osmolaridade do plasma Baylis PH, 1987. Em: R. Greger e U. Windhorst
Hormônio antidiurético Fluido luminal se equilibra osmoticamente com o interstício cortical Fluido luminal se equilibra osmoticamente com o interstício medular externo Fluido luminal se equilibra osmoticamente com o interstício medular interno Urina concentrada
Sem hormônio antidiurético Não há rebsorção de água Urina diluída
REGULANDO O BALANÇO DE ÁGUA, O ORGANISMO CONTROLA A OSMOLARIDADE. SE A OSMOLARIDADE SE MANTÉM CONSTANTE, O VOLUME INTRACELULAR SE MANTÉM CONSTANTE.
A REGULAÇÃO DO VOLUME EXTRACELULAR É FEITA REGULANDO O BALANÇO DE SÓDIO
A excreção renal de Na+ é o parâmetro ajustado para preservar o volume extracelular em um nível apropriado. Os mecanismos de regulação de volume extracelular controlam a quantidade de osmoles do extra, onde o principal soluto é Na +.
AUMENTO DA INGESTÃO DE SÓDIO
BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmo. L/24 h 160 140 mmol/24 h 120 100 80 60 40 20 0 -3 Ing Na 20 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 DIAS
BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmo. L/24 h 160 140 mmol/24 h 120 100 80 60 40 20 0 -3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 DIAS Ing Na 20 150 20
BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmo. L/24 h 160 140 mmol/24 h 120 + 158 mmol Na+ 100 + 1, 1 L H 2 O 80 - 158 mmol Na+ 60 - 1, 1 L H 2 O 40 20 0 -3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 DIAS Ing Na 20 150 20
Se aumentamos a ingestão de Na. Cl, retemos água proporcionalmente e o peso corporal aumenta.
BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmo. L/24 h 160 140 mmol/24 h 120 100 80 60 40 20 0 -3 Ing Na 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 150 DIAS 60
BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmo. L/24 h 160 140 mmol/24 h 120 100 80 60 40 20 0 -3 Ing Na 150 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 20 DIAS 60
BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmo. L/24 h 160 140 mmol/24 h 120 100 80 60 40 20 0 -3 Ing Na 150 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 20 DIAS 60
BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmo. L/24 h 160 140 mmol/24 h 120 100 80 60 40 20 0 -3 Ing Na 150 0 3 6 9 12 15 18 21 20 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 150 DIAS 60
BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmo. L/24 h 160 140 mmol/24 h 120 100 80 60 40 20 0 -3 Ing Na 150 0 3 6 9 12 15 18 21 20 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 150 DIAS 60
BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmo. L/24 h 160 140 mmol/24 h 120 100 80 60 40 20 0 -3 Ing Na 150 0 3 6 9 12 15 18 21 20 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 150 DIAS 60
BALANÇO DE SÓDIO Ingestão/excreção, mmo. L/24 h 160 140 + 158 mmol Na+ mmol/24 h 120 + 1, 1 L H 2 O 100 80 60 - 158 mmol Na+ 40 - 1, 1 L H 2 O 20 0 -3 Ing Na 150 0 3 6 9 12 15 18 21 20 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 150 DIAS 60
A REGULAÇÃO DO BALANÇO DE Na+ A LONGO PRAZO DEPENDE DO ESTADO DE ENCHIMENTO VASCULAR. PORQUE A FINALIDADE DO BALANÇO DE Na + É MANTER BOA PERFORMANCE CARDIOCIRCULATÓRIA. O OBJETIVO É MANTER CADA CÉLULA DO ORGANISMO RECECENDO SANGUE ADEQUADAMENTE.
Sensores para a homeostase de volume: (Sistema aferente) - Sensores cardiopulmonares (enchimento cardíaco) - Sensores arteriais (débito cardíaco) (sensores na caixa toráxica) - Sensores renais (perfusão renal) Os sensores monitoram um parâmetro físico – estiramento ou tensão – que serve como um índice de função circulatória.
DO LADO VENOSO: Sensores cardiopulmonares: - Sensores atriais - Sensores ventriculares e pulmonares Estes receptores são terminações nervosas não mielinizadas do nervo vago. PELO ESTIRAMENTO DAS C MARAS CARDÍACAS, OS SENSORES DETECTAM O VOLUME DO RETORNO VENOSO.
DO LADO ARTERIAL: SENSORES DE PRESSÃO NO ARCO AÓRTICO E NA BIFURCAÇÃO DAS CARÓTIDAS
Sensores de estiramento no lado arterial Nervo vago direito Nervo vago esquerdo Fibras barorreceptoras (sensíveis a estiramento) Aorta Artéria pulmonar
Sensores de estiramento no lado arterial Nervo glossofarígeo Artéria carótida externa Nervo vago Seio carotídeo (barorreceptores: sensíveis a estiramento)
100 50 0 Disparo no nervo barorreceptor Potencial do receptor Despolarização Elevação a 125 mm. Hg Redução a 75 mm. Hg Pressão arterial média (mm. Hg) Pressão (mm. Hg) 150 Pressão Arterial 120 80 Impulsos no nervo do seio carotídeo Ilustração esquemática do padrão de disparo de potenciais de ação no nervo do seio carotídeo
+ Vias aferentes Centro vasomotor Eferentes simpáticos + Influxo simpático aos néfrons Receptores de tensão + + Tensão na parede do vaso Excreção de Na+ - + Volume sangüíneo
Centro vasomotor + Eferentes simpáticos Vias aferentes inativas + Receptores de tensão inibidos Influxo simpático aos néfrons Tensão na parede do vaso - Excreção de Na+ e H 2 O + Volume sangüíneo
Sensores Renais: Renina Aparelho Justaglomerular Na+ a. Barajas L. Am J Physiol 237: F 333, 1979 Em: The Kidney - Brenner e Rector afe ren te Barorreceptor Mácula densa Renina
Mecanismo barorreceptor na regulação da secreção de renina. Modificação da liberação de renina em resposta a estiramento das células justaglomerulares Secreção de renina é inversamente relacionada à pressão de perfusão: • Varia apenas levemente com pressões entre 160 mm. Hg e 95 mm. Hg, • Em pressões abaixo de 95 mm. Hg, há grande aumento da secreção de renina
Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona (SRAA) Renina é também liberada por: • Mecanismo neural (simpático) Estímulo de b-adrenoceptores de células granulares justaglomerulares aumenta a liberação de renina (aumento do AMPc celular) • Mecanismo via mácula densa Redução do volume circulante e da filtração glomerular reduzem a quantidade de Na. Cl em mácula densa e estimula a liberação de renina.
UMA VEZ ATIVADOS, OS SENSORES ATIVAM OS SEGUINTES SISTEMAS DE SINAIS HORMONAIS OU NEURAIS: . SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONA. SISTEMA NERVOSO SIMPÁTICO. ARGININA-VASOPRESSINA (AVP) OU HAD. PEPTÍDEO ATRIAL NATRIURÉTICO
Angiotensina estimula a produção e liberação de ALDOSTERONA
ATP ENa. C Filtração 10. 000 mg/dia - ALDO +
ATP ENa. C Filtração 10. 000 mg/dia - ALDO +
ATP ENa. C Filtração 10. 000 mg/dia - ALDO +
ATP ENa. C Filtração 10. 000 mg/dia -- ALDO + +
ATP ENa. C Filtração 10. 000 mg/dia -- ALDO + +
Inervação Renal: (Sistema eferente) Sistema nervoso simpático Principal neurotransmissor: norepinefrina Mecanismo efetor Estimulação simpática (redução do volume vascular): - Redução no fluxo plasmático renal e na filtração glomerular - Aumento da reabsorção tubular proximal de Na+ - Aumento da secreção de renina (SRAA) Inibição simpática (quando há aumento do volume vascular): - Aumento no fluxo plasmático renal - Diminuição da reabsorção tubular proximal de Na+ - Diminuição da secreção de renina
Uma vez ativados, esses sensores ativam os seguintes sistemas de sinais hormonais ou neurais: . Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona. Sistema Nervoso Simpático. Arginina-Vasopressina (AVP) ou HAD. Peptídeo Atrial Natriurético
Vasopressina (HAD) é o ponto de integração entre balanço de Na + e H 2 O
Além do aumento da osmolalidade, a redução do volume vascular também aumenta a liberação de HAD Uma comparação das sensibilidades dos mecanismos osmorregulatórios e barorregulatórios Robertson GL, 1982 Em: R. Greger e U. Windhorst
Uma vez ativados, esses sensores ativam os seguintes sistemas de sinais hormonais ou neurais: . Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona. Sistema Nervoso Simpático. Arginina-Vasopressina (AVP) ou HAD. Peptídeo Atrial Natriurético
Peptídeo Natriurético Atrial SINTETIZADO E LIBERADO DAS CÉLULAS CARDÍACAS LIBERADO QUANDO HÁ AUMENTO DO VOLUME DE SANGUE QUE CHEGA AO CORAÇÃO AUMENTA A FILTRAÇÃO GLOMERULAR DIMINUI A REABSORÇÃO TUBULAR DE SÓDIO EFEITO FINAL: AUMENTO DA EXCREÇÃO RENAL DE SAL E ÁGUA
+ Secreção do Fator Natriurético Atrial - Filtração glomerular Reabsorção tubular de sódio Tensão na parede dos átrios Excreção de sódio + volume sanguíneo
Regulação de osmolaridade e de volume extracelular estão intimamente relacionados, mas cada um dos sistemas usa sensores e efetores distintos: Sensores Osmolaridade: osmorreceptores Volume: sensores de pressão e estiramento Transdutores hormonais Osmolaridade: HAD Volume: Angiotensina - Aldosterona; sistema nervoso simpático; HAD e peptídeo atrial natriurético Efetores Osmolaridade: canais para H 2 O (ducto coletor); mecanismos da sede Volume: excreção de Na+ (desde a filtração a mecanismos de reabsorção de Na+ em praticamente todo o nefro)
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