Fisiologia renalFisiologia renalFisiologia renalFisiologia renal
Ana Cristina Simões e Silva
Profa Titular do Departamento de Pediatria
Ana Cristina Simões e Silva
Profa Titular do Departamento de Pediatria
Universidade Federal de Minas GeraisUniversidade Federal de Minas GeraisFaculdade de MedicinaFaculdade de Medicina
Departamento de PediatriaDepartamento de PediatriaUnidade de Nefrologia PediátricaUnidade de Nefrologia Pediátrica
Abril / 2011Abril / 2011
TópicosTópicos
• Anatomia do rim
• Funções do nefrón e formação da urina
• Controle da pressão arterial e do volume sangüíneo
• Sistema Renina-Angiotensina
• Controle do equilíbrio ácido-básico pelo rim
• Anatomia do rim
• Funções do nefrón e formação da urina
• Controle da pressão arterial e do volume sangüíneo
• Sistema Renina-Angiotensina
• Controle do equilíbrio ácido-básico pelo rim
Anatomia macroscópica
Glomérulo renal
Glomérulo renal
• Função básica - filtrar o sangue formando um ultrafiltrado constituído por água, uréia, glicose e pequenas proteínas
• Pólo vascular – composto pelas arteríolas aferente e eferente
• Capilares glomerulares
• Cápsula de Bowman – dividida em parietal e visceral
• Espaço de Bowman
• Aparelho justaglomerular
• Função básica - filtrar o sangue formando um ultrafiltrado constituído por água, uréia, glicose e pequenas proteínas
• Pólo vascular – composto pelas arteríolas aferente e eferente
• Capilares glomerulares
• Cápsula de Bowman – dividida em parietal e visceral
• Espaço de Bowman
• Aparelho justaglomerular
Barreira de Filtração Barreira de Filtração GlomerularGlomerular
Barreira de Filtração Barreira de Filtração GlomerularGlomerular
Endotélio, membrana basal e os podócitos formam a
barreira de filtração glomerular
Endotélio, membrana basal e os podócitos formam a
barreira de filtração glomerular
Membrana basal Membrana basal glomerularglomerular
Membrana basal Membrana basal glomerularglomerular
A membrana basal glomerular separa os podócitos e endotélioA membrana basal glomerular separa os podócitos e endotélio
Células mesangiais/ mesângioCélulas mesangiais/ mesângioCélulas mesangiais/ mesângioCélulas mesangiais/ mesângio
Aparelho justaglomerular (AJG)Aparelho justaglomerular (AJG)Aparelho justaglomerular (AJG)Aparelho justaglomerular (AJG)
Funções do rimFunções do rim
• Equilíbrio hidroeletrolítico
• Regulação do pH
• Controle da pressão arterial e do
volume sangüíneo
• Síntese de hormônios
• Equilíbrio hidroeletrolítico
• Regulação do pH
• Controle da pressão arterial e do
volume sangüíneo
• Síntese de hormônios
Três processos básicos determinam a Três processos básicos determinam a composição e o volume da urina:composição e o volume da urina:
1. 1. Filtração glomerularFiltração glomerular ( (clearanceclearance renal ) renal )
2. 2. ReabsorçãoReabsorção de substâncias do fluido de substâncias do fluido tubular para a tubular para a corrente sangüíneacorrente sangüínea
3. 3. SecreçãoSecreção de substâncias da corrente de substâncias da corrente sangüínea para o sangüínea para o fluido tubularfluido tubular
Funções do néfronFunções do néfron
Filtração
Reabsorção
Secreção
Funções do NefronFunções do Nefron
Excreção = Filtração – Reabsorção tubular + Secreção tubular
Formação da urina e excreçãoFormação da urina e excreçãoFormação da urina e excreçãoFormação da urina e excreção
1. Artéria
2. Corpúsculo renal – formado pela Cápsula de Bowman e glomérulo que criam o ultrafiltrado do plasma através da filtração glomerular
3. Túbulo contorcido proximal –mecanismos de transporte ativo para reabsorção considerável de Na, Cl, glicose, bicarbonato, fosfato, ácidos orgânicos, aminoácidos e outros eletrólitos
4. Alça de Henle e vasa reta – mecanismo de contracorrente responsável pela criação de gradiente hiperosmolar na medula renal que propicia os processos de concentração e diluição urinária
1. Artéria
2. Corpúsculo renal – formado pela Cápsula de Bowman e glomérulo que criam o ultrafiltrado do plasma através da filtração glomerular
3. Túbulo contorcido proximal –mecanismos de transporte ativo para reabsorção considerável de Na, Cl, glicose, bicarbonato, fosfato, ácidos orgânicos, aminoácidos e outros eletrólitos
4. Alça de Henle e vasa reta – mecanismo de contracorrente responsável pela criação de gradiente hiperosmolar na medula renal que propicia os processos de concentração e diluição urinária
5. Túbulo distal - reabsorção ativa de NaCl e secreção de K sob controle da aldosterona, acidificação urinária através da secreção de hidrogênio
6. Túbulos coletores - reabsorção passiva de água livre para a corrente sangüínea e formação de urina hipertônica, pela ação da vasopressina ou hormônio antidiurético (ADH)
7. Ductos coletores
8. Ductos de Bellini
9. Pelve renal
10. Ureter
2-6 fazem parte do néfron
5. Túbulo distal - reabsorção ativa de NaCl e secreção de K sob controle da aldosterona, acidificação urinária através da secreção de hidrogênio
6. Túbulos coletores - reabsorção passiva de água livre para a corrente sangüínea e formação de urina hipertônica, pela ação da vasopressina ou hormônio antidiurético (ADH)
7. Ductos coletores
8. Ductos de Bellini
9. Pelve renal
10. Ureter
2-6 fazem parte do néfron
NaNa++
GlicoseGlicose
NaNa++
AminoácidosAminoácidos
NaNa++
Ácidos orgânicosÁcidos orgânicos
GlicoseGlicose
AminoácidosAminoácidos
ÁcidosÁcidosorgânicosorgânicos
NaNa++, K, K++, H, H22OO
CaCa+2+2,Mg,Mg+2+2, , ClCl--, PO, PO44
-3-3
LúmenLúmentubulartubular
SangueSangue
3 Na3 Na++
X2 K2 K++
Túbulo proximalTúbulo proximal
NaNa++, K, K++, H, H22OO
CaCa+2+2,Mg,Mg+2+2, , ClCl--, PO, PO44
-3-3
Célula tubularCélula tubular
- 70 mV- 70 mV
[Na[Na++]]
NaNa++, K, K++, H, H22OO
CaCa+2+2,Mg,Mg+2+2, , ClCl--, PO, PO44
-3-3
Glicose,Glicose, ÁcidosÁcidosorgânicos,orgânicos,AminoácidosAminoácidos
X
NaNa++
Tampões + HTampões + H++
NHNH3 3 + H+ H++
LúmenLúmentubulartubular
SangueSangue
Túbulo distalTúbulo distal
Célula tubularCélula tubular
Acidez Acidez tituláveltitulável
HH22O + COO + CO22
HH22COCO33
HH++ + HCO + HCO33--
ACAC
COCO22
HCOHCO33--
NHNH44++
Acidez Acidez não titulávelnão titulável
3 Na3 Na++
X2 K2 K++
Ações da AldosteronaAções da Aldosterona
++ ++
Regulação da osmolalidade corporal e da volemia:
A excreção de água e NaCl é regulada pelos rins através da interação com os sistemas cardiovascular, endócrino & SNC.
Regulação do equilíbrio eletrolítico: A excreção diária de íons inorgânicos (Na+, K+, Cl-, HCO3
-, H+,
Ca2+, Mg+ & PO43-) através dos rins deve contrabalnçar a
ingestão diária.
Regulação do equilíbrio ácido-básico: Os rins trabalham em conjunto com os pulmões para regular o pH dentro do limites estreitos de tamponamento dos líquidos orgânicos.
Regulação da osmolalidade corporal e da volemia:
A excreção de água e NaCl é regulada pelos rins através da interação com os sistemas cardiovascular, endócrino & SNC.
Regulação do equilíbrio eletrolítico: A excreção diária de íons inorgânicos (Na+, K+, Cl-, HCO3
-, H+,
Ca2+, Mg+ & PO43-) através dos rins deve contrabalnçar a
ingestão diária.
Regulação do equilíbrio ácido-básico: Os rins trabalham em conjunto com os pulmões para regular o pH dentro do limites estreitos de tamponamento dos líquidos orgânicos.
Funções do rimFunções do rim
Excreção de produtos do metabolismo e de substâncias estranhas:
uréia do metabolismo aminoácidos
ácido úrico dos ácidos nucleicos
creatinina dos músculos
produtos do metabolismo da hemoglobina
metabólitos hormonais
substâncias estranhas (drogas, pesticidas e
conservantes alimentares)
Excreção de produtos do metabolismo e de substâncias estranhas:
uréia do metabolismo aminoácidos
ácido úrico dos ácidos nucleicos
creatinina dos músculos
produtos do metabolismo da hemoglobina
metabólitos hormonais
substâncias estranhas (drogas, pesticidas e
conservantes alimentares)
Funções do rimFunções do rim
Produção e secreção de hormônios:
renina (ativação do Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona, regulando a pressão arterial e o balanço de sódio e potássio)
prostaglandinas/cininas (bradicinina = substância vasoativa, leva à modulação do fluxo sangüíneo renal & interage com a angiotensina II, regulando o fluxo sangüíneo sistêmico)
1,25-di-hidroxi-vitamina D3
(estimula a reabsorção de Ca2+ e fósforo e o crescimento ósseo)
eritropoetina (estimula a formação de células vermelhas pela medula óssea).
Produção e secreção de hormônios:
renina (ativação do Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona, regulando a pressão arterial e o balanço de sódio e potássio)
prostaglandinas/cininas (bradicinina = substância vasoativa, leva à modulação do fluxo sangüíneo renal & interage com a angiotensina II, regulando o fluxo sangüíneo sistêmico)
1,25-di-hidroxi-vitamina D3
(estimula a reabsorção de Ca2+ e fósforo e o crescimento ósseo)
eritropoetina (estimula a formação de células vermelhas pela medula óssea).
Funções do rimFunções do rim
Controle da PA e do volume sangüíneo
Controle da PA e do volume sangüíneo
Controle da PA e do volume sangüíneo
Controle da PA e do volume sangüíneo
Controle da PA e excreção de sódioControle da PA e excreção de sódio
AJG e o Sistema Renina-AJG e o Sistema Renina-AngiotensinaAngiotensina
AJG e o Sistema Renina-AJG e o Sistema Renina-AngiotensinaAngiotensina
• Estímulos à liberação de renina:
• Redução da carga de Na+ ou Cl- no túbulo distal (células da mácula densa)
• Redução da pressão de perfusão renal (diminuição do stretch)
• Estímulo nervoso beta-adrenérgico
• Renina renal induz a ativação do SRA local e sistêmico (formação de angiotensina II)
• Efeitos locais imediatos• Vasoconstrição• Arteríolas eferentes se ajustam para
aumentar a taxa de filtração glomerular
• Estímulos à liberação de renina:
• Redução da carga de Na+ ou Cl- no túbulo distal (células da mácula densa)
• Redução da pressão de perfusão renal (diminuição do stretch)
• Estímulo nervoso beta-adrenérgico
• Renina renal induz a ativação do SRA local e sistêmico (formação de angiotensina II)
• Efeitos locais imediatos• Vasoconstrição• Arteríolas eferentes se ajustam para
aumentar a taxa de filtração glomerular
Células do AJGCélulas do AJG
• Células JG(arteríola aferente) células musculares lisas modificadas
• Células mesangiais
• Células epiteliais modificadas (túbulo distal cortical) células da mácula densa
• Inervadas por fibras nervosas simpáticas (receptores beta-adrenérgicos)
• Respondem a alterações químicas e de stretch
• Possuem granulações (estoques intracelulares de renina)
Células do AJGCélulas do AJG
• Células JG(arteríola aferente) células musculares lisas modificadas
• Células mesangiais
• Células epiteliais modificadas (túbulo distal cortical) células da mácula densa
• Inervadas por fibras nervosas simpáticas (receptores beta-adrenérgicos)
• Respondem a alterações químicas e de stretch
• Possuem granulações (estoques intracelulares de renina)
Estímulos à liberação de renina Estímulos à liberação de renina pelo AJGpelo AJG
Estímulos à liberação de renina Estímulos à liberação de renina pelo AJGpelo AJG
Importância fisiológica do AJG:Importância fisiológica do AJG:FeedbackFeedback túbulo-glomerular túbulo-glomerular
Importância fisiológica do AJG:Importância fisiológica do AJG:FeedbackFeedback túbulo-glomerular túbulo-glomerular
Importância fisiológica do AJG:Importância fisiológica do AJG:FeedbackFeedback túbulo-glomerular túbulo-glomerular
Importância fisiológica do AJG:Importância fisiológica do AJG:FeedbackFeedback túbulo-glomerular túbulo-glomerular
Sistema Renina-AngiotensinaSistema Renina-Angiotensina
(visão clássica)
Weber KT. N Engl J Med, Vol.345,No.23,2001
ProteasesProteases
ANGIOTENSINOGÊNIO
SISTÊMICO (Circulatório) TECIDUAL (Local)
FosforilaçãoInativaçãoFosforilaçãoInativação
Resposta celularContraçãoSecreção
Resposta celularContraçãoSecreção
Regulaçao GênicaAngiotensinogênioReninaECA
Receptores de angiotensina
Regulaçao GênicaAngiotensinogênioReninaECA
Receptores de angiotensina
Fígado
Renina renal Renina tecidual + Renina renal
ANGIOTENSINA I
Pulmões ECA
ECAQuimaseteciduais
Tecidos Coração Cérebro Vasos
Proteases Proteases
ANGIOTENSINA II ANG-(1-7) ANG III ANG IV
ANG-(1-7) ANG III ANG IV
RECEPTORES de ANGIOTENSINAAT1 AT2
AT4 MAS
RECEPTORES de ANGIOTENSINAAT1 AT2
AT4 MAS
Ações renais da Angiotensina II Ações renais da Angiotensina II
1. Efeito direto aumentando a reabsorção de Na+ no túbulo proximal
2. Liberação de aldosterona do córtex adrenal (aumento da reabsorção de Na+ e excreção de K no néfron distal)
3. Alterações da hemodinâmica renal a. Vasoconstricção renal direta, principalmente da arteríola eferente b. Aumento na neurotransmissão noradrenérgica c. Aumento no tônus simpático renal
Ang II modula a presso-natriurese e
a sensibilidade da pressão arterial ao sal
Ang II modula a presso-natriurese e
a sensibilidade da pressão arterial ao sal
Hall JE, et al. J Am Soc Nephrol. 1999Hall JE, et al. J Am Soc Nephrol. 1999
11 33 55 77 99 2929272725252323212119191717151513131111
7070
8080
9090
100100
110110
120120
130130
140140
150150
100100
300300
500500
Time (d)Time (d)
Mean
art
eri
al
pre
ssu
re (
mm
Hg
)
Mean
art
eri
al
pre
ssu
re (
mm
Hg
)
Sod
uim
in
take
(mEq
/d)
Sod
uim
in
take
(mEq
/d)
AII (n = 6)
Control (n = 6)
ACE inhibition (n = 6)
AII (n = 6)
Control (n = 6)
ACE inhibition (n = 6)
AFERENTE EFERENTE
Hipertensão intraglomerularHipertensão intraglomerular
VasoconstriçãVasoconstrição + o + exarcebadaexarcebada
Pressão de Pressão de filtraçãofiltração
ProteinúriaProteinúria
Ativação do SRA localAtivação do SRA local
Agentes Agentes proinflamatóriproinflamatóriosos DEPOSIÇÃO DE MATRIZDEPOSIÇÃO DE MATRIZ
FIBROSE INTERSTICIALFIBROSE INTERSTICIAL
GLOMERULOESCLEROSEGLOMERULOESCLEROSE
AT1AT1 AT2AT2
Ação Ação antiproliferativa e antiproliferativa e anti fibróticaanti fibrótica
HipertensãHipertensão o
Perda da Perda da capacidade de capacidade de autoregulaçãoautoregulação
Ang IIAng II
Controle renal do equilíbrio ácido-básico
O rim participa do controle do equilibrio ácido-
básico através de dois mecanismos principais :
1. Reabsorção tubular proximal de bicarbonato;
2. Secreção distal de hidrogênio e acidificação
urinária (acidez titulável e não-titulável).
Reabsorção de bicarbonato no túbulo proximal
Secreção de hidrogênio e acidificação urinária
O entendimento da fisiologia renal é fundamental para a
abordagem de pacientes portadores de doenças renais.