Concentração E Diluição DA Urina PDF

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Summary

O resumo contém a regulação da osmolaridade e da concentração de sódio do líquido extracelular, mecanismos renais para a excreção de urina diluída, requerimentos para a excreção de urina concentrada, a explicação do mecanismo de contracorrente, papel do túbulo distal e dos ductos coletores na excre...

Description

Guyton – Cap 28

CONCENTRAÇÃO E DILUIÇÃO DA URI NA ; REGUL AÇÃO DA OSMOL ARIDADE E DA CONCENTRAÇÃO DE SÓDIO DO L ÍQUIDO E XTRAC ELUL AR. Para que as células do corpo funcionem normalmente, elas devem estar banhadas por líquido extracelular com concentração relativamente constante de eletrólitos e outros solutos. A concentração de sódio e a osmolaridade do líquido extracelular são em grande parte reguladas pela quantidade de água extracelular. Toda a água corporal por sua vez é controlada pela (1) ingestão de líquido, regulada por fatores determinantes da sede, e ( 2) excreção renal de água, controlada por múltiplos fatores que influenciam a filtração glomerular e a reabsorção tubular.

OSMOLARIDADE = QUANTIDADE DE SOLUTO/ VOLUME DO LEC

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OS RINS EXCRERAM O EXCESSO DE ÁGUA PELA PRODUÇÃO DE URINA DILUÍDA

Quando existe um excesso de água no corpo e queda da osmolaridade do líquido corporal , os rins podem excretar urina com osmolaridade de até 50 mOsm/L, concentração correspondente a cerca de um sexto da osmolaridade do líquido extracelular normal. Ao contrário, quando existe déficit de água e a osmolaridade do líquido extracelular se eleva, os rins podem excretar urina com concentração de 1.200 a 1.400 mOsm/L. Os rins podem excretar grande volume de urina diluída ou pequeno volume de urina concentrada sem grandes alterações nas excreções de solutos, como o sódio e o potássio. Quando a osmolaridade dos líquidos corporais se eleva para valores acima do normal, a glândula hipófise posterior secreta mais ADH, o que aumenta a permeabilidade dos túbulos distais e duetos coletores à água. Isso permite que grande quantidade de água seja reabsorvida com diminuição do volume urinário, porém sem alterações acentuadas na excreção renal dos solutos.  A secreção do ADH determina em grande parte a excreção renal de uma diluída ou concentrada. MECANISMOS RENAIS PARA A EXCREÇÃO DE URINA DILUÍDA A demonstra as respostas renais aproximadas em humano após a ingestão de 1 litro de água . Observe que o volume urinário aumenta, por cerca de seis vezes o normal, dentro de 45 minutos após a ingestão da água. Contudo, a quantidade total de soluto excretada permanece relativamente constante, já que a urina formada fica bastante diluída e a diminuição da osmolaridade urinária diminui de 600 para cerca de 100 mOsm/L. Portanto, após a ingestão de água em excesso, o rim elimina do corpo esse excesso, porém sem aumentar a excreção de solutos. A diluição é produzida pela reabsorção de solutos, em escala maior que a água. No entanto, isso ocorre apenas em certos segmentos do sistema tubular renal.

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À medida que o líquido flui pelo túbulo proximal, os solutos e a água são reabsorvidos em proporções equivalentes, ocorrendo pequena alteração da osmolaridade; ou seja, o líquido do túbulo proximal permanece isosmótico ao plasma, com osmolaridade de aproximadamente 300 mOsm/L. Conforme o líquido chega ao ramo descendente da alça de Henle, a água é reabsorvida, por osmose, e o líquido tubular atinge o equilíbrio com o líquido intersticial adjacente da medula renal que é bastante hipertônico. Portanto, o líquido tubular fica mais concentrado à medida que flui pela alça de Henle.  O LÍQUIDO TUBULAR É DILUÍDO NO RAMO ASCENDENTE DA ALÇA DE HENLE. No ramo ascendente da alça de Henle, especialmente no segmento espesso ocorre ávida reabsorção de sódio, potássio e cloreto. Entretanto, essa porção do segmento tubular é impermeável à água, mesmo em presença de grande quantidade de ADH. Dessa forma, independente da presença ou da ausência do ADH, o líquido que deixa o segmento tubular distal inicial é hiposmótico, com osmolaridade de apenas um terço da osmolaridade do plasma. O LÍQUIDO TUBULAR É AINDA MAIS DILUÍDO NOS TÚBULOS DISTAIS E COLETORES NA AUSÊNCIA DO ADH. Quando o líquido diluído no túbulo distal inicial passa para o túbulo convoluto distal final, ducto coletor cortical e ducto coletor, ocorre reabsorção adicional de cloreto de sódio. Na ausência do ADH, essa porção do túbulo também é impermeável à água , e a reabsorção extra de solutos faz com que o líquido tubular fique ainda mais diluído. A falha na reabsorção de água e a reabsorção continuada de solutos levam à produção de grande volume de urina diluída.

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Em rins saudáveis, o líquido que deixa a alça ascendente de Henle e o túbulo distal inicial é sempre diluído, independentemente do nível do ADH. Na ausência desse hormônio, ocorre diluição maior da urina no túbulo distal final e nos ductos coletores, além da excreção de grande volume de urina diluída.

OS RINS CONSERVAM ÁGUA EXCRETANDO URINA CONCENTRADA A capacidade do rim de formar urina mais concentrada que o plasma é essencial para a sobrevivência dos mamíferos terrestres, inclusive dos seres humanos. Quando ocorre déficit hídrico no corpo, o rim gera urina concentrada por continuar a excretar solutos, ao mesmo tempo em que aumenta a reabsorção de água, diminuindo o volume de urina formado. GRAVIDADE ESPECÍFICA DA URINA A gravidade específica da urina é com frequência utilizada no ambiente clínico para dar estimativa rápida da concentração de solutos na urina. Quanto mais concentrada for a urina, maior será sua gravidade específica. Essa relação entre a gravidade específica e a osmolaridade é alterada quando existe quantidade significativa de grandes moléculas na urina, como de glicose, de meios de radiocontraste usados para finalidade diagnostica, ou de alguns antibióticos. Nesses casos, a medida da gravidade específica da urina poderá falsamente sugerir urina muito concentrada, a despeito da osmolaridade normal da urina. REQUERIMENTOS PARA A EXCREÇÃO DE URINA CONCENTRADA (1) nível alto de ADH que aumenta a permeabilidade dos túbulos distais e ductos coletores à água , permitindo que esses segmentos tubulares reabsorvam água com avidez, e (2) alta osmolaridade do líquido intersticial medular renal que produz o gradiente osmótico necessário para a reabsorção de água em presença de altos níveis de ADH. O interstício medular renal que circunda os ductos coletores é normalmente hiperosmótico; dessa forma, quando os níveis do ADH estão elevados, a água se desloca, através da membrana tubular, por osmose para o interstício renal e, então, retorna à circulação sanguínea pelos vasa recta. Assim, a capacidade de concentração urinária é limitada pelo nível de ADH e pelo grau de hiperosmolaridade da medula renal,

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MECANISMO DE CONTRACORRENTE - Processo pelo qual o líquido intersticial da medula renal se torna hiperosmótico. 

O mecanismo de contracorrente depende da disposição anatômica peculiar das alças de Henle e dos vasa recta, dos capilares peritubulares especializados da medula renal.

Os principais fatores que contribuem para o aumento da concentração de solutos na medula renal são os seguintes:

1.Transporte ativo de íons sódio e cotransporte de íons potássio, cloreto e outros íons, do ramo ascendente espesso da alça de Henle para o interstício medular. 2.Transporte ativo de íons dos ductos coletores para o interstício medular. 3.Difusão facilitada de grande quantidade de ureia, dos ductos coletores medulares internos para o interstício medular.

4.Difusão de apenas pequena quantidade de água dos túbulos medulares para o interstício medular, em proporção bastante inferior à reabsorção de solutos para o interstício medular. 

A causa mais importante da alta osmolaridade medular é o transporte ativo de sódio e o cotransporte de potássio, cloreto e outros íons do ramo ascendente espesso da alça de Henle para o interstício. O resultado é o transporte transepitelial de NaCl que pode gerar gradiente osmótico de aproximadamente 200 miliosmóis por litro entre o lúmen tubular e o líquido intersticial.

Como o ramo ascendente espesso é praticamente impermeável à água, os solutos transportados não são acompanhados pelo fluxo osmótico de água para o interstício. Portanto, o transporte ativo de sódio e outros íons para fora do ramo ascendente espesso adiciona solutos em excesso da água para o interstício medular renal. Ocorre certa reabsorção de cloreto de sódio pelo ramo ascendente delgado da alça de Henle que é também impermeável à água, o que também aumenta a concentração de solutos do interstício medular renal. O ramo descendente da alça de Henle em contraste ao ramo ascendente é bastante permeável à água, e a osmolaridade do líquido tubular torna-se rapidamente igual à osmolaridade da medula renal. Portanto, a água difunde-se para fora do ramo descendente da alça de Henle em direção ao interstício, e a osmolaridade do líquido tubular gradativamente eleva-se à medida que ele flui pelo ramo descendente da alça de Henle. ETAPAS PARTICIPANTES DA GERAÇÃO DE INTERSTÍCIO MEDULAR RENAL HIPEROSMÓTICO 1.

Primeiro, é assumido que a alça de Henle seja cheia por líquido com concentração de 300 mOsm/L, a mesma da que deixa o túbulo proximal.

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2.

Em seguida, a bomba de íons ativa do ramo ascendente espesso na alça de Henle reduz a concentração tubular e eleva a concentração do interstício; essa bomba estabelece gradiente de concentração de 200 mOsm/L entre o líquido tubular e o líquido intersticial.

3.

Corresponde ao rápido equilíbrio osmótico atingido entre o líquido tubular, no ramo descendente da alça de Henle,e o líquido intersticial, devido ao movimento de água por osmose, para fora do ramo descendente. A osmolaridade intersticial é mantida em 400 mOsm/L, pelo transporte contínuo de íons para fora do ramo ascendente espesso da alça de Henle. Assim, por ele mesmo, o transporte ativo do cloreto de sódio, para fora do ramo ascendente espesso, é capaz de estabelecer gradiente de concentração de apenas 200 mOsm/L, muito menos do que o atingido pelo sistema contracorrente.

4.

Refere-se ao fluxo adicional de líquido do túbulo proximal para a alça de Henle, fazendo com que o líquido hiperosmótico, formado no ramo descendente, flua para o ramo ascendente.

5.

Desse líquido, uma vez tendo chegado ao ramo ascendente, íons adicionais são bombeados para o interstício, com retenção da água no líquido tubular, até que seja estabelecido de 200 mOsm/L com a osmolaridade do líquido intersticial aumentando para 500 mOsm/L

6.

Então, mais uma vez, o líquido no ramo descendente atinge o equilíbrio com o líquido intersticial medular hiperosmótico.

7.

Esse processo gradativamente retém solutos na medula e multiplica o gradiente de concentração, estabelecido pelo bombeamento ativo de íons para fora do ramo ascendente espesso da alça de Henle, elevando por fim a osmolaridade do líquido intersticial para 1.200 a 1.400 mOsm/L

A reabsorção repetitiva de cloreto de sódio pelo ramo ascendente espesso da alça de Henle, e o influxo contínuo de novo cloreto de sódio do túbulo proximal para a alça de Henle recebem o nome de multiplicador de contracorrente. O cloreto de sódio, reabsorvido no ramo ascendente da alça de Henle, se soma continuamente ao cloreto de sódio que acaba de chegar, vindo do túbulo proximal, e assim “multiplicando” sua concentração no interstício medular.

PAPEL DO TÚBULO DISTAL E DOS DUCTOS COLETORES NA EXCREÇÃO DE URINA CONCENTRADA Quando o líquido tubular deixa a alça de Henle e flui para o túbulo convoluto distal no córtex renal, o líquido passa por processo de diluição, com osmolaridade de apenas 100 mOsm/L. A porção inicial do túbulo distal dilui ainda mais o líquido tubular, pois esse segmento semelhante à alça ascendente de Henle promove o transporte ativo do cloreto de sódio para fora do túbulo, mas é relativamente impermeável à água. A quantidade de água reabsorvida no túbulo coletor cortical é criticamente dependente da concentração plasmática do ADH. Na ausência desse hormônio, esse segmento fica quase impermeável à água e não pode reabsorvê-la, mas continua a reabsorver solutos, diluindo ainda mais a urina. 

À medida que o líquido tubular flui ao longo dos ductos coletores medulares, ocorre reabsorção hídrica adicional do líquido tubular para o interstício, mas a quantidade total de água é relativamente pequena em comparação à adicionada ao interstício cortical.

Assim, por meio da reabsorção da maior quantidade possível de água, os rins formam urina muito concentrada, excretando quantidades normais de solutos na urina , enquanto devolvem a água de volta ao líquido extracelular, compensando os déficits hídricos do corpo. A UREIA CONTRIBUI PARA UM INSTERSTÍCIO MEDULAR RENAL HIPEROSMÓTICO E PARA A FORM. DE URINA CONCENT. Ao contrário do cloreto de sódio, a ureia é reabsorvida passivamente pelo túbulo. Quando ocorre déficit de água e a concentração de ADH é alta, grande quantidade de ureia é passivamente reabsorvida dos ductos coletores medulares internos para o interstício. O mecanismo de reabsorção da ureia para o interstício medular renal é o seguinte: quando o líquido tubular sobe pelo ramo ascendente grosso para chegar aos túbulos distais e coletores corticais, pequena quantidade de ureia é reabsorvida, pois esses segmentos são impermeáveis à ureia. Na presença de altas concentrações de ADH, a água é rapidamente reabsorvida pelo túbulo coletor cortical e a concentração de ureia aumenta rapidamente, já que essa parte do túbulo não é muito permeável à ureia.

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À medida que o líquido tubular flui para os ductos coletores medulares internos, ocorre reabsorção ainda maior de água, aumentando a concentração de ureia no líquido tubular. Essa concentração elevada da ureia no líquido tubular do ducto coletor medular interno faz com que esse metabólito se difunda para fora do túbulo para o líquido intersticial renal. Essa difusão é bastante facilitada por transportadores específicos de ureia, UT-A1e UT-A3.

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O movimento simultâneo de água e de ureia para fora dos ductos coletores medulares internos mantém a alta concentração de ureia no líquido tubular e finalmente na urina, ainda que esse metabólito esteja sendo reabsorvido.

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O papel fundamental da ureia, em contribuir para concentração da urina, é evidenciado pelo fato de que indivíduos com dieta rica em proteína , com subsequente produção de grande quantidade de ureia, como “resíduo” nitrogenado, se mostram capazes de concentrar sua urina de forma muito mais satisfatória, em comparação a indivíduos com dieta pobre em proteína e, portanto, com baixa produção de ureia. A desnutrição está associada à baixa concentração da ureia no interstício medular e à considerável diminuição da capacidade de concentração urinária.

A pessoa saudável costuma excretar cerca de 20% a 50% da carga filtrada de ureia. Em geral, a excreção da ureia é determinada principalmente por dois fatores: (1) a concentração desse metabólito no plasma e (2) a filtração glomerular (FG). Em pacientes com doença renal e amplas reduções da FG, a concentração plasmática de ureia aumenta acentuadamente, fazendo retornar a carga filtrada e a excreção desse metabólito aos níveis normais (igual à sua produção), apesar da FG reduzida. No túbulo proximal, 40% a 50% da ureia filtrada são reabsorvidos ; mesmo assim, a concentração da ureia no líquido tubular aumenta, já que esse metabólito não é tão permeável quanto a água. A concentração da ureia continua a subir, à medida que o líquido tubular flui para o segmento delgado da alça de Henle, parcialmente em virtude da reabsorção de água, mas também devido à pequena secreção (facilitada pelo transportador de ureia UT-A2) de ureia no ramo delgado da alça de Henle do interstício medular. O ramo espesso da alça de Henle, o túbulo distal e o túbulo coletor cortical são relativamente impermeáveis à ureia, ocorrendo uma reabsorção muito pequena desse metabólito nesses segmentos tubulares. Quando os rins estão formando urina concentrada e existem altos níveis de ADH, a reabsorção de água a partir do túbulo distal e do túbulo coletor cortical aumenta a concentração de ureia. Quando esse líquido flui em direção ao ducto coletor medular interno, a alta concentração de ureia no túbulo e a presença de transportadores específicos de ureia promovem a difusão de ureia para o interstício medular. 

Fração moderada da ureia que se desloca para o interstício medular eventualmente se difunde para as porções delgadas da alça de Henle e, então, a ureia que se difunde para a alça de Henle retorna ao ramo ascendente espesso da alça de Henle, do túbulo distal, do túbulo coletor cortical e novamente ao ducto coletor medular. Nesse caso, a ureia pode recircular por essas porções terminais do sistema tubular diversas vezes antes de ser excretada.

Quando existe excesso de água no corpo, o fluxo de urina (débito urinário) em geral fica aumentado e, por conseguinte , a concentração de ureia nos ductos coletores da medula interna é diminuída , provocando menor difusão de ureia para o interstício medular renal. Os níveis de ADH também ficam reduzidos quando ocorre excesso de água no corpo e assim a permeabilidade à água e ureia é diminuída nos túbulos coletores da medula interna, o que leva à maior excreção de ureia na urina. Sem sistema de fluxo sanguíneo medular especial, os solutos, bombeados na medula renal pelo sistema multiplicador de contracorrente, seriam rapidamente dissipados. Existem duas características peculiares do fluxo sanguíneo medular renal que contribuem para a preservação das altas concentrações de soluto: 1.O fluxo sanguíneo medular é baixo, demandando menos que 5% do fluxo sanguíneo renal total. Esse lento fluxo sanguíneo é suficiente para suprir as necessidades metabólicas dos tecidos e auxilia na minimização da perda de soluto do interstício medular. 2.Os vasa recta servem como trocadores por contracorrente, minimizando a retirada de solutos do interstício medular.  Os vasa recta não geram a hiperosmolaridade medular, mas evitam sua dissipação. 

O AUMENTO DO FLUXO SANGUÍNEO MEDULAR PODE REDUZIR A CAPACIDADE DE CONCENTRAÇÃO DA URINA.

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Certos vasodilatadores são capazes de aumentar acentuadamente o fluxo sanguíneo medular renal, “removendo” alguns dos solutos da medula renal e reduzindo a capacidade máxima de concentração da urina. Grandes elevações da pressão arterial também podem aumentar o fluxo sanguíneo da medula renal, em escala maior do que em outras regiões do rim, e tendem a lavar o interstício hiperosmótico, diminuindo a capacidade de concentração urinária. Mesmo diante de níveis mais elevados de ADH, a capacidade de concentração  urinária é reduzida quando o fluxo sanguíneo para a medula renal aumenta o suficiente a ponto de diminuir a hiperosmolaridade nessa região do rim. RESUMO DO MECANISMO DE CONCENTRAÇÃO URINÁRIA TÚBULO PROXIMAL  Cerca de 65% dos eletrólitos filtrados são reabsorvidos no túbulo proximal. Contudo, as membranas tubulares são muito permeáveis à água. Dessa forma, sempre que os solutos são reabsorvidos, a água também se difunde através da membrana tubular por osmose. Portanto, a osmolaridade do líquido remanescente permanece quase a mesma da do filtrado glomerular, 300 mOsm/L. RAMO DESCENDENTE DA ALÇA DE HENLE  O ramo descendente é muito permeável à água, porém muito menos permeável ao cloreto de sódio e à ureia. Portanto, a osmolaridade do líquido que flui pela alça descendente aumenta de forma gradativa até se tornar próxima à do líquido intersticial adjacente que gira em torno de 1.200 mOsm/L, quando a concentração plasmática de ADH é elevada. Quando urina diluída estiver sendo formada, devido às baixas concentrações do ADH, a osmolaridade do interstício medular será inferior a 1.200 mOsm/L; consequentemente, a osmolaridade do líquido tubular no ramo descendente da alça de Henle também fica menos concentrada, devido à menor reabsorção de ureia para o interstício medular pelos ductos coletores. RAMO ASCENDENTE DELGADO DA ALÇA DE HENLE  O ramo ascendente delgado da alça de Henle é basicamente impermeável à água, mas reabsorve certa quantidade de cloreto de...