FISIOLOGIA RENAL

Os rins funcionam sob o principio de filtração-reabsorção, com adição da secreção tubular.

O mecanismo de filtração dá origem a um ultrafiltrado inicial, que contem os compostos presentes no sangue, exceto substâncias de grande valor molecular, como as proteínas. Como existem muitas substancias que não podem ser perdidas, os mecanismos de reabsorção devem existir de forma que compostos como glicose, aminoácidos e vitaminas sejam conservados.

Além disso, os rins devem reconhecer os níveis de água e eletrólitos específicos, reabsorvendo-os ou excretando-os. Contribui para a manutenção acidobásica, produção e liberação hormonal, que desempenham um papel vital no controle da pressão arterial sistêmica e na produção de glóbulos vermelhos.

Um rim é capaz de processar grandes volumes de fluido e geralmente mais de 99% do volume filtrado é reabsorvido, e o de mais é excretado na forma de urina.

Estrutura renal

Os rins são constituídos por uma grande quantidade de néfrons, onde cada um deles se iniciam com um Corpo de Malpighi, no qual há a filtração do plasma e do sangue. Cada um desses corpos recebe uma pequena artéria, que se divide em um feixe de capilares, chamados de glomérulo. Pela ação da pressão sangüínea, o sangue passa pelas paredes dos capilares glomerulares. Esse fluido (filtrado glomerular), entra no túbulo proveniente do corpúsculo de Malpighi, onde é selecionado para ser reabsorvido ou excretado.

Os túbulos podem ser divididos em duas partes: túbulo proximal e distal. No túbulo proximal, há muitos solutos, como sal, glicose e água. No túbulo distal, ocorre a continuidade do processo de filtração do fluido tubular ate a formação da urina, estes túbulos distais se unem para formar os ductos coletores e estes descarregam a urina na pelve renal, migrando pelos ureteres até a bexiga urinaria.

Estes seguimentos, são separados por um delgado segmento característico que forma uma alça, chamada de alça de Henle, que é uma estrutura especial do néfron, responsável pela formação de urina mais concentrada que o próprio plasma sangüíneo.

Nefron

Para realizar estas tarefas, os rins são compostos de uma ampla variedade celular que representam uma papel especifico dentro do rim. Essas células organizam-se de modo particular, formando a unidade funcional do rim, o néfron, que é composto pelo glomérulo, onde o sangue é filtrado.

O rim dos mamíferos tem dois tipos principais de néfrons, identificados pela sua localização no glomérulo e sua profundidade de penetração das alças de Henle na medula. Os néfrons localizados na periferia e na região do córtex são os chamados nefrons corticais, os quais estão associados às alças de Henle, que se estendem ate a junção do córtex com a medula ou ate a zona externa da medula; néfrons justa glomerulares são os néfrons com glomérulo localizados na região cortical próxima à medula, estão associados às alças de Henle que se estendem mais profundamente na medula.

Os néfrons justa glomerulares são mais efetivos em desenvolver e manter o gradiente osmótico desde baixa tonicidade ate alta, da periferia medular ate o seu interior. É importante observar que o fluido tubular de todos os néfrons é drenado para os túbulos e ductos coletores que prosseguem através da medula para a pélvis renal.

Componentes do néfron

A cápsula glomerular (Bowman) é o final cego dilatado do néfron. O corpúsculo renal refere-se à combinação da invaginação do tufo capilar, o glomérulo, para o interior da cápsula glomerular. Também por causa da associação íntima do tufo de capilares com a cápsula glomerular, o termo glomérulo, é utilizado para os capilares e os componentes do néfron. O néfron tem continuidade a partir da cápsula glomerular com o túbulo proximal, composto de um seguimento contornado proximal e de um segmento retilíneo

proximal. O segmento contornado esta contido dentro do córtex, e o retilíneo estende-se para a periferia da medula. A alça de Henle esta constituída por um ramo delgado descendente que é contínuo ao retilíneo proximal, por um ramo delgado ascendente que termina na junção das zonas interna e externa da medula e pelo ramo espesso ascendente que retorna ao seu glomérulo de origem no córtex e passa entre as arteríolas aferente e eferente. O néfron distal começa nesse ponto e consiste em um túbulo distal, o túbulo conector, o túbulo coletor cortical, o ducto coletor da zona externa medular e o ducto coletor da zona interna medular. Embriologicamente, o túbulo distal representa o ultimo segmento do néfron; fisiologicamente, os segmentos alem do túbulo distal são estruturas importantes associadas ao processo de filtração glomerular e, assim sendo, são segmentos incluídos no néfron distal. O túbulo coletor cortical e os ductos coletores das zonas externa e interna medular, quando considerados como unidade, são chamados como ducto/túbulo coletor. Os ductos coletores das zonas interna e externa representam a extensão medular da parte retilínea do túbulo coletor cortical. O túbulo distal, o túbulo conector e o inicio do túbulo coletor cortical são chamados de túbulos contornado distal.

Suprimento sanguíneo do néfron

O sangue é fornecido por ramos das artérias interlobares. A arteríola aferente conduz o sangue ao glomérulo e a arteríola eferente conduz o sangue para fora do glomérulo. O sangue que sai, é redistribuído em outro leito capilar, que é chamado de capilar peritubular, que per funde 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 longos. Após a perfusão dos rins, o sangue retorna à veia cava caudal pelas veias renais.

O aparelho justaglomerular

Quando o segmento espesso do ramo ascendente da alça de Henle retorna ao seu glomérulo de origem no córtex, observa-se que ele passa entre as arteríolas aferentes e eferentes e continua como túbulo distal. A lateral do túbulo voltada para o glomérulo entra em contato com as arteríolas. As células epiteliais dos túbulos que estabelecem o contato são mais densas do que as outras células epiteliais e são coletivamente chamadas Mácula densa, que marca o inicio do túbulo distal. As células do músculo liso das arteríolas aferentes e eferentes que fazem contato co a Mácula densa são células

musculares lisas especializadas e são denominadas células justaglemerulares (JG). As JG têm grânulos secretários que contem renina, uma enzima proteolítica.

O espaço entre a Mácula densa e as arteríolas aferente e eferente, assim como o espaço entre os capilares glomerulares, é conhecido co,o região mesangial, que é constituída pelas células mesangiais e matriz mesangial. As células mesangiais secretam a matriz, a membrana basal glomerular, fornecem o suporte estrutural, possuem atividade fagocítica e secretam prostaglandinas. Estas células 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 como células mesangiais extraglomerulares ou células estreladas.

Em virtude da sua intimidade e conexão funcional, os três componentes do aparelho JG são: Mácula densa, células JG, e as células mesangiais extraglomerulares. O aparelho JG esta envolvido em mecanismos de feedback que particpam da regulação do fluxo sanguíneo renal e da taxa de filtração glomerular.

Inervação

A inervação renal 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. As terminações nervosas ficam nas adjacências das células do músculo liso dos ramos principais da artéria renal, assim como das arteríolas aferente e eferente. A regulação do fluxo renal e da taxa de filtração glomerular é realizada pela vasoconstrição, que se inicia por reflexos através do centro vasomotor na medula e na protuberância. A inervação também inclui as células granulares produtoras de renina das arteríolas aferente e eferente, 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.

FILTRAÇÃO GLOMERULAR

A filtração sanguínea ocorre no glomérulo, que é uma rede de capilares, destinada especificamente a reter elementos celulares e proteínas de peso molecular médio a alto no sistema vascular, ao mesmo tempo expelindo um liquido que inicialmente tem composição eletrolítica e aquosa quase idêntica à do plasma. Esse líquido é chamado de filtrado glomerular e o processo de formação é chamado de filtrado glomerular.

A taxa de filtração glomerular é um parâmetro de função renal mais freqüentemente determinado na clínica. A taxa de filtração glomerular (TFG) é expressa como milímetros de filtrado glomerular formado por minuto por quilograma de peso corpóreo.

A estrutura do glomérulo assegura suas propriedades de filtração

O tufo glomerular é constituído de uma rede de capilares. O sangue da arteira renal é lançado na arteríola aferente, que se divide em inúmeros capilares glomerulares. Estes capilares fundem-se e formam a arteríola eferente, que conduz de volta o sangue do glomérulo à circulação sistêmica através da veia renal.

A estrutura dos capilares glomerulares é importante na determinação da taxa e seletividade da filtração glomerular. A parede do capilar é constituída de três camadas: endotélio capilar, membrana basal e o epitélio visceral. O endotélio capilar é composto de uma única camada de células cujos prolongamentos citoplasmáticos são perfurados por numerosas fenestras (janelas). As fenestras endoteliais constituem canais para a passagem de água e elementos acelulares do sangue para a segunda camada de parede capilar glomerular: a membrana basal glomerular, que é uma estrutura acelular composta de varias glicoproteinas, incluindo o colágeno tipo IV e V, proteoglicanos, laminina, fibronectina e entactina. A membrana basal glomerular dispõe-se em três camadas, formadas durante o desenvolvimento pela fusão das membranas basais das camadas celular endotelial e epitelial. As três camadas são denominadas de acordo com sua densidade a um feixe de elétrons e sua posição relativa. O epitélio visceral é uma camada de células intrínsecas e engrenadas denominadas podócito, que são numerosos prolongamentos longos e estreitos, chamados de processos podais primários e secundários, que se interdigitam com processos podais e outros podócitos e enrolam-se ao redor dos capilares individuais. Cobrindo o espaço entre processos podais adjacentes encontra-se a fenda diafragmática epitelial, que é formada de subunidades dispostas em um padrão de zíper.

Determinação da taxa glomerular

A parede glomerular cria uma barreira para as forças que favorecem e se opõem à filtração sanguínea. As forças que favorecem a filtração através da parede capilar glomerular são a pressão hidrostática do sangue no interior do capilar e a pressão oncótica do liquido no espaço de Bowman. Normalmente, a pressão oncótica d ultrafiltrado é desprezível, porque as proteínas de peso molecular médio a alto não são filtrados. Portanto, a principal força para a filtração é a pressão hidrostática capilar glomerular Pge. As forças que se opõem à filtração glomerular, b, e a pressão hidrostática no espaço de Bowman, Pt.

A pressão final de filtração Pf em qualquer ponto ao longo do capilar glomerular é a diferença entre a pressão hidrostática capilar que favorece a filtração e a pressão concótica e a hidrostática do ultrafiltrado que se opõem à filtração: Pf =Pge – (b + Pt).

À medida que o sangue segue através do capilar glomerular, uma grande proporção do elemento aquoso do plasma é forçada através da parede capilar enquanto as proteínas plasmáticas ficam retidas na luz capilar. Portanto, a pressão oncótica do plasma aumenta significativamente ao longo do leito capilar. Ao mesmo tempo, a perda de volume plasmático ao longo do leito capilar causa diminuição na pressão hidrostática no capilar, embora esta alteração seja pequena por causa da resistência criada pela arteríola eferente. O resultado é que a pressão final de filtração tende a diminuir ao longo do leito capilar.

A TGF é o produto da pressão final media de filtração Pf, da permeabilidade da barreira de filtração e da área de superfície disponível para filtração. A permeabilidade da barreira de filtração é determinada pelas características estruturais e químicas da parede capilar glomerular. O produto da permeabilidade da barreira de filtração pela sua área de superfície é o coeficiente de ultrafiltracao Kf. Assim, os efeitos combinados dos determinantes da TGF são representados pela formula: TGF= Pf X Kf.

A BARREIRA DE FILTRAÇÃO É SELETIVAMENTE PERMEÁVEL

A parede glomerular tem características físico-químicas responsáveis pela permeabilidade seletiva (permosseletividade) da barreira de filtração. A

permosseletividade é responsável por diferenças nas taxas de filtração de elementos do sangue, onde, normalmente, elementos celulares e proteínas plasmáticas do tamanho ou maiores que a albumina são mantidos na corrente sanguínea, enquanto a água e os solutos das livremente filtrados.

Fatores como a carga elétrica final de uma molécula e sua forma, tem efeito notável sobre a taxa de filtração.

AS ALTERAÇÕES NA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR SÃO MODERADAS POR FATORES SISTÊMICOS E INTRÍNSECOS

A TGF mantêm-se dentro da faixa fisiológica por modulação renal da pressão arterial sistêmica e do volume intravascular e por controle intrínseco do fluxo sanguineo renal, da pressão capilar glomerular e do Kf. Os efeitos renais sobre a pressão e o volume sanuineo sistêmico são mediados principalmente através de fatores humorais, em particular o sistema renina-angiotensina-aldosterona. O controle intrínseco da perfudsao capilar glomerular também é mediado por sistemas que controlam a resistência ao fluxo nas arteríolas aferentes e eferentes, estes dois sistemas de regulação são chamados de reflexo miogênico e retroalimentação tubuloglomerular.

A renina, do sistema renina-angiotensina-aldosterona, é um hormônio produzidos por células da arteríola aferente (células justaglomerulares especializadas). A liberacao da renina é estimulada pela diminuição da pressão da perfusão renal, mais comumente pela hipotensão sistêmica. A renina catalisa a transformação de angiotensinogênio, produzido pelo fígado, em angiotensina I, que se transforma em angiotensina II, que é mais ativa, pela enzima conversora de angiotensina, localizada principalmente no endotélio vascular do pulmão. Sabe-se também que ela pode ser convertida no rim e outros órgãos.

A angiotensina II é um potente vasocontritor, que atua diretamente na elevação da pressão arterial sistêmica, da pressão da perfusão renal, na liberação de mineralocorticóide pela hipófise.

A aldosterona, no ducto coletor, aumenta a reabsorção de sódio e água, e a vasopressina aumenta a reabsorção de uréia e água.

A liberação de renina e suprimida pela melhora na perfusão renal e pelos elevados níveis plasmáticos de angiotensina II, criando um sistema de

retroalimentação negativa, que mantem a perfusão renal e a TFG na faixa fisiológica.

Os altos níveis de angiotensina II também estimulam a produção e a liberação de pelo menos duas prostaglandinas vasodilatadoras renais, a prostaglandina E2 e a prostaglandina I2 (prostaciclina). Este éum importanta regulador do sistema renina-angiotensina-aldosterona. A produção intra-renal destes vasodilatadores neutraliza o efeito constritor a angiotensina II sobre a vascularização intra-renal e ajuda a manter a resistência vascular renal em níveis normais ou quase normais, sem este efeito protetor, a vasoconstrição generalizada resultaria em fluxo sanguineo renal e TFG reduzidos, apesar da elevação da pressão arterial.

Os fatores constritores derivados do endotélio renal incluem o potente vasoconstritor endotelina, o tromboxano A2 e a angiotensina II. Os fatores relaxantes derivados do endotélio incluem o óxido nítrico, a protaglandina I2 e a prostaglandina E2.

Além dos fatores excercidos pelo rim, fatores sistêmicos podem contribuir para alteraceos na TGF. Esses fatores incluem o controle sistêmico do volume sanguineo e do tônus vascular. O volume sanguineo é regulado por inúmeros hormônios. A secreção de aldosterona e vasopressina (hormônio antidiurético) aumenta a reabsorção de água e soluto pelo rim, aumentando o volume sanguineo. O peptídeo natriurético atrial, um hormônio produzido nos átrios cardíacos, demonstrou causar natriurese (eliminação de sódio) e diurese (eliminação de água), reduzindo o volume sanguineo.

Os fatores sistêmicos que afetam o tônus vascular também afetam a pressão arterial sistêmica, a perfusão renal e a ultrafiltração. A vasopressina e as catecolaminas circulantes podem causar vasoconstrição e aumentar a pressão arterial. A estimulação -adrenérgica pode ativar o sistema renina-angiotensina e a estimulação -adrenérgica pode causar vasoconstrição renal, resultando em redução e redistribuição do fluxo sanguineo renal. Alem disso, os vasoconstritores podem afetar o outro determinante da TFG, o coeficiente de Kf. Os vasoconstritores podem provocar contração de células mesangiais no glomérulo e reduzir a área disponível para filtração. Como Kf é o produto da área disponível para filtração pela permeabilidade hidráulica, se ocorrer contração de células mesangiais.

O fator de crescimento semelhante à insulina e os níveis protéicos dietéticos também aumentam a TFG.

A TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR É MEDIDA PELA DETERMINAÇÃO DA TAXA DE DEPUTRAÇAÕ DO PLASMA

A TFG é um dos parâmetros mais importantes de função renal. A determinação da TFG baseia-se no conceito de depuração, ou seja, a velocidade em que o plasma é depurado de alguma substancia. A taxa de depuração de uma substancia é medida pela velocidade de eliminação dividida pela concentração plasmática da substancia:

CX=U X V PX

onde CX é o volume de plasma depurado da substância X por unidade de tempo; UX é a concentração urinaria da substancia X; V é o volume de urina colhido; PX é a concentração plasmática da substancia X.

A taxa total de depuração de uma substancia é a soma das taxas de filtração e secreção menos a taxa de reabsorção da substancia. Para a determinação precisa da taxa de filtração, é necessário excluir da equação os efeitos de secreção e reabsorção. Este requisito é nitidamente satisfeito pela escolha de inulina como a substancia para a medida da depuração. A inulina é uma substancia filtrada livremente pelo glomérulo, mas que não é reabsorvida nem secretada pelas células tubulares renais. Por causa dessas propriedades e pelo fato de a inulina não ser produzida pelo organismo, após a injeção intravascular de inulina, a velocidades de seu desaparecimento do sangue está estritamente relacionada com a taxa de filtração glomerular. Portanto, a medida da TFG pode ser expressa matematicamente pela equação de depuração quando a substancai X é inulina:

TFG=C inulina = U inulina V P inulina

Onde TFG é espressa em milímetros por minuto; C inulina é a velocidade de depuração da inulina do plasma em milímetros por minuto; U inulina é a concentração de inulina em uma amostra de urina colhida em um período de tempo T em minutos; V é o volume da urina colhida em tempo T; P inulina é a concentração plasmática media de inulina em tempo T. Embora o método padrão de determinação da TFG seja pela velocidade de depuração de inulina do sangue, a TFG pode ser medida de varias maneiras. Em situações clinicas, a medida de filtração glomerular mais amplamente usada é a depuração de creatinina endógena. A creatinina é um subproduto do metabolismo muscular

que é manipulado pelo rim do mesmo modo que a inulina. A creatinina é filtrada livremente e não é secretada pelo túbulo no cão. Contudo, dependendo da precisão do método utilizado para a creatinina (as analises colorimétricas superestimam a concentração de creatinina no sangue, mas não na urina), o teste de depuração da creatinina endógena fornece uma estimativa razoável da TFG. Praticamente, a medida de depuração desta creatinina requer colheita da urina produzida por um paciente durante o período de 24 horas, seja pelo uso de uma gaiola metabólica, “capitando” a urina eliminada, ou pela colheita de urina por cateterização quando necessário. O volume de urina produzido durante 24 horas é registrado e então medida a concentração de creatinina. A concentração plasmática medida em um ponto médio do período de colheita ou por meio da concentração plasmática medida no inicio e no final do período de colheita. Esses valores são usados na equação de depuração e, resultam em uma aproximação da TFG em milímetros por minuto. Em clinica veterinária, a TFG é mais bem expressa com base no peso corpóreo ou na área de superfície corpórea, ou seja, como milímetros por minuto por quilograma ou como milímetros por minuto por metro quadrado, em razão da grande variação de tamanho dos indivíduos nas varias espécies.

Os túbulos renais mantêm o equilíbrio hídrico

Uma das funções mais importantes do rim é a manutenção do conteúdo corpóreo de água e da tonicidade plasmática. Os animais terrestres precisam estar protegidos contra a desidratação, e o rim esta destinado a reabsorver o Maximo de água no filtrado glomerular. Contudo, o rim também é capaz de responder à sobrecarga hídrica excretando urina hipotônica.

O túbulo renal proximal reabsorve mais de 60% da água filtrada

O túbulo proximal é responsável pela reabsorção da maioria do ultrafiltrado. Os solutos recuperados nesse seguimento tanto por meios ativos como passivos, mas a energia que conduz a reabsorção de solutos é gerada pela bomba ATPase de Na+ e K+ na membrana plasmática basolateral. A reabsorção de água é impulsionada de maneira semelhante por essa bomba. À medida que o Na+ é transportado ativamente da célula para o líquido intersticial, o Na+ e outros solutos são removidos do liquido tubular por transporte ativo secundário e o Cl- se difunde passivamente do liquido tubular para os espaços intercelulares laterais. A reabsorção desses solutos dilui o liquido tubular, criando um fraco gradiente favorável ao movimento da água

para as células e os espaços intercelulares. Como a borda em escova do túbulo proximal fornece grande área superficial para reabsorção e o epitélio é altamente permeável à água, o pequeno gradiente resulta no movimento rápido de grandes volumes de água do liquido tubular para o liquido intersticial. A alta pressão oncótica e a baixa pressão hidorstatica dos capilares peritubulares favorecem o movimento de reabsorção da água e do soluto do liquido intersticial e o reabsorvido retorna rapidamente para a corrente sanguinea. No decorrer de um dia, entre 32 e 37 litors de água serão reabsorvidos pelos túbulos proximais nos rins de um beagle de 10 Kg (por exemplo). Porem, como a água é reabsorvida de forma quase que 100% isotônica com sal, há pouca alteração na osmolaridade do liquido tubular entre o espaço de Bowman e o começo do ramo descendente fino da alça de Henle.

A função do túbulo renal pode ser avaliada por determinação das taxas de excreção fracional e reabsorção fracional

Taxa de excreção fracional é a porcentagem de uma substancia que é excretada na urina, sendo o resultado efetivo da reabsorção e da excreção tubular da substancia filtrada. Isto pode ser determinado pela razão entre a concentração urinaria de uma substancia X e a sua concentração plasmática dividida pela razão urinaria/plasmática de uma substancia de referencia para eliminar o efeito de reabsorção de água sobre a concentração urinaria de X. Em situações clinicas, utiliza-se a creatina como substancia de referencia:

EF X = U X /P X U CREATINA/P CREATINA

Onde U X é a concentração urinaria de X; P X é a concentração de X; U CREATINA/P CREATINA são, respectivamente, as concentrações urinarias e plasmáticas da creatina. Multiplica-se EF por 100, expressando-se assim, em porcentagem.

A taxa de reabsorção fracional de X (RFX) representa a produção final de X que é reabsorvida pelo túbulo. A RFX é determinada pela seguinte equação:

RFX = 1- EFX

O túbulo proximal é responsável pela reabsorção da maior parte dos solutos filtrados

A taxa de reabsorção e secreção de substancias filtradas varia entre os segmentos do túbulo renal. Em geral, o túbulo proximal é responsável pela reabsorção do ultrafiltrado em maior grau que o restante do túbulo. Pelo menos 60% da maioria das substancias filtradas são reabsorvidas antes que o liquido tubular deixe o túbulo proximal.

A organização anatômica do túbulo proximal e sua relação com o capilar peritubular facilitam o movimento dos elementos do liquido tubular para o sangue através de duas vias: via transcelular e a paracelular. O liquido tubular banha a superfície apical da célula tubular. As substancias transportadas através da via transcelular são captadas do liquido tubular pela célula através da membrana plasmática apical e lançadas no liquido intersticial no lado sanguineo da célula através da membrana plasmática basolateral. O transporte através da via transcelular ocorre em grande parte pelo transporte mediado por carreador. A área superficial disponível para o transporte de elementos do liquido tubular para dentro da célula é vasta, por causa das extensas dobras internas da membrana plasmática apical. Como resultado, a superfície apical de células tubulares proximais é coberta com numerosas projeções chamadas de “microvilosidades”, criando uma membrana conhecida como “borda em escova”. No lado sanguineo da célula, existem também complexas dobras internas na membrana plasmática basolateral, as quais aumentam a área de superfície disponível para o transporte da célula ao liquido intersticial, onde a substancia transportada se torna viável para ser absorvida pelo capilar peritubular.

No transporte paracelular, as substâncias reabsorvidas através da via paracelular movem-se do liquido tubular através da zônula occludens, que é uma estrutura altamente permeável que une as células do túbulo proximal entre si e forma um limite entre os domínios das membranas plasmáticas apical e basolateral. Esse transporte paracelular ocorre por difusão passiva ou por arraste de solvente, que é o embarque de soluto pelo fluxo de água. As substancias que cruzam a zônula occludens entra no espaço intercelular lateral, que supostamente se comunica livremente com o liquido intersticial; a partis deste ponto, as substâncias reabsorvidas podem ser capitadas pelo capilar peritubular.

O movimento de água e soluto do liquido intersticil para a corrente sanguinea é favorecido pela localização do capilar peritubular e governado pelas forcas de Starling. Nos mamíferos, o capilar peritubular origina-se na arteríola eferente glomerular, subdivide-se e se enrola firmemente ao redor do

lado basal do túbulo proximal. O plasma que sai do glomérulo tem pressão oncótica alta por causa da filtração seletiva de água e sais, e da retenção de proteínas na luz capilar. Por causa da baixa resistência no capilar peritubular, a pressão hidrostática no capilar é baixa. Estas duas condições, alta pressão oncótica plasmática peritubular e baixa pressão hidorstatica capilar peritubular, favorecem o movimento de liquido e soluto do interstício para a corrente sanguinea.

A reabsorção de solutos se dá por uma grande quantidade de mecanismos de transporte, incluindo difusão passiva, arraste de solvente e transporte ativo primário. No túbulo proximal, grande parte do tranasporte de substancias do liquido para o sangue é feita pelo transporte ativo de Na+, por uma bomba de Na+, K+ (ATPase de Na+, K+) localixada na membrana plasmática basotelial. Em condições ideais, a ATPase de Na+, K+ desloca três íons Na+ para o liquido intersticial e capta dois íons de K+ para a célula.

O funcionamento normal da ATPase de Na+, K+ reduz a concentração de Na+ e aumenta a concentração de K+ dentro da célula. A subseqüente difusão de K+ para fora, pelos canais de K+, polariza a célula, tornando seu interior eletricamente negativo em relação ao exterior. Portanto, estabelece-se um gradiente eletroquímico para Na+ através da membrana plasmática apical, estimulando o movimento de Na+ do liquido tubular para dentro da célula. O movimento de na+ através da membrana celular apical é facilitado por uma serie de transportadores específicos localizados na membrana. O movimento de Na+ por meio da maioria destes transportadores esta acoplado ao movimento de outros solutos na mesma direção que o Na+ (co-transporte) ou na direção oposta (contratransporte). As substancias removidas do liquido tubular proximal para dentro das células por este mecanismo (transporte ativo secundário) incluem glicose, aminoácidos, fosfato, sulfato e ânions orgânicos. A capitação ativa destas substancias aumenta sua concentração intracelular e permite que se movimentem através da membrana plasmática basolateral e para o sangue por difusão passiva ou facilitada.

A reabsorção de bicarbonato pelo túbulo proximal também é regida pelo gradiente de Na+, embora indiretamente. Os contratransportes de Na+ e próton (H+) através da membrana plasmática apical ocorrem por meio de um antiportador de Na+/H+ e são regidos pelo gradiente químico para Na+. O H+ secretado combina-se no liquido tubular com HCO3- filtrado, formando acido carbônico (H2CO3), que se dissocia em forma de H2Oe CO2. A dissociação é catalisada pela enzima anidrase carbônica na membrana plasmática apical das

células tubulares proximais. O CO2 difunde-se passivamente através da membrana plasmática apical para dentro da célula, onde se combina com H2O, formando H2CO3. A hidratação intracelular de CO2 é catalisada pela anidrase carbônica citoplasmática. O H2CO3 dissocia-se e forma H+ e HCO3- no interior da célula. O HCO3- move-se através da membrana plasmática basolateral e volta ao sangue através de um co-tranportados de Na+, 3 HCO3- e possivelmente um antiportador HCO3-/Cl-. O H+ é transportado para o liquido tubular através do antiportados de Na+/H+, completando o ciclo. Por meio deste complexo mecanismo, o túbulo proximal reabsorve 60 a 85% do HCO3- filtrado.

A reabsorção passiva de Cl- no túbulo proximal também é indiretamente controlada pela ATPase de Na+, K+. À medida que o Na+, o HCO3-, a glicose, aminoácidos e outros solutos são reabsorvidos seletivamente e a água é capitada juntamente com estes solutos, a concentração de Cl- no liquido tubular aumenta, estabelecendo um gradiente químico para o movimento de Cl- em direção ao lado sanguineo do túbulo. Alem disso, no inicio do túbulo proximal, a captação seletiva de Na+ excede a de anions, resultando em transferência final de carga positiva para o lado sanguineo do epitélio. Tsto cria um pequeno gradiente elétrico para anions na direção do sangue. No inicio do túbulo proximal, o gradiente químico e o gradiente elétrico favorecem a reabsorção de Cl-. Como a zônula occuludens é altamente permeável ao Cl-, ocorre transferência paracelular passiva e Cl- do lúmen tubular par ao liquido intersticial.

Conforme o filtrado glomerular atravessa as porções mais distais do túbulo proximal, ele é rapidamente esgotado de muitas das substancias necessárias para a reabsorção de Na+ por co-transporte, então a ATPase de Na+, K+ continua a mover Na+ da célula para o liquido intersticial, mas predominam outros mecanismos de transporte de Na+ do liquido luminal. Tais mecanismos incluem alguma forma de captação eletroneural de naCl e reabsorção passiva de Na+ através da via paracelula. Esse tranporte paracelular de Na+ torna-se possível pelo gradiente químico para Cl- estabelecido pela reabsorção seletiva de outros solutos na parte inicial do túbulo. À medida que o Cl- se move passivamente em favor do seu gradiente químico do lado urinário para o sanguineo do epitélio tubular, ele leva junto Na+ por causa da atração eletrostática. A passagem de Cl- em favor do seu gradiente químico também elimina a pequena carga positiva do lúmen e, na verdade, estabelece uma pequena carga positiva do lúmen no final do túbulo

proximal, o que favorece ainda mais a transferência de Na+ para o lado sanguineo do epitélio.

Outros solutos filtrados, como íons de K+ e Ca++, estão presentes no liquido tubular em baixas concentrações e também são reabsorvidos pelo epitélio no túbulo proximal. Supõe-se que a maior parte da reabsorção de K+ e Ca++ no túbulo proximal ocorra por mecanismos passivos, incluindo arraste de solvente e difusão passiva em favor do gradiente elétrico na parte final do túbulo proximal. Há também, evidencias de pequena contribuição de uma via trancelular ativa para a reabsorção de Ca++. Do mesmo modo, sugere-se a ocorrência de reabsorção ativa de K+ no túbulo proximal.

O túbulo proximal também é responsável pela reabsorção de proteínas e peptídeos de baixo peso molecular filtrados. Grande proporção dos peptídeos filtrados é degradada em aminoácidos por peptidades presentes na borda em escova do túbulo proximal e reabsorvida por co-transporte com Na+ através da membrana plasmática apical, conforme discutido previamente. Há evidencia também de que os próprios peptídeos pequenos são transportados através da membrana plasmática apical por meio de co-transporte com H+, regido pelo gradiente de próton tubular liquido-para-sangue.

As proteínas de baixo peso molecular também são avidamente reabsorvidas pelo túbulo proximal, mas por um mecanismo diferente. Essas proteínas filtradas, como a insulina, o glucagon e o hormônio paratireóideo, são removidas do liquido tubular para as células do túbulo proximal por endocitose mediada por carreador ao longo da membrana plasmática. As proteínas reabsorvidas são degradadas por enzimas proteolíticas dentro dos lisossomos e os aminoácidos resultantes são transportados para o liquido intersticial e devolvidos ao sangue.

O túbulo proximal secreta íons orgânicos

Outra função importante do túbulo proximal é a remoção de um ampla variedade de íons orgânicos do sangue e sua secreção para o liquido tubular. Este grupo de íons orgânicos inclui tanto resíduos metabólicos endógenos como drogas ou toxinas exógenas. Como muitas destas substancias se encontram ligadas a proteínas no plasma, são pouco filtradas pelo glomérulo, por esta razão, a secreção tubular desempenha papel vital na depuração destas substancias do sangue. O mecanismo de secreção não é totalmente conhecido, mas envolve a captação destas substancias do sangue para o liquido tubular

por um processo mediado por transportador. Os compostos orgânicos endógenos secretados pelo túbulo proximal incluem sais biliares, oxalato, urato, creatinina, prostaglandinas, adrenalina e hipuratos. Também secretados pelo túbulo proximal são antibióticos, como a penicilina G e o tripetoprim; diuréticos, como a clorotiazina e a furosemida; o analgésico morfina e muitos dos seus derivados; e o potente herbicida paraquat. A secreção tubular de íons orgânicos, drogas e toxinas endógenas constitui a base de exame de urina para hormônios e substancias estranhas como um reflexo de níveis sanguineos que podem estar elevados apenas temporariamente. A secreção tubular de p0aminoipurato exógeno é utilizado para calcular o fluxo plasmático renal. A secreção tubular de certos antibióticos é importante para determinar quais antibióticos podem atingir altas concentrações na urina para tratamento mais eficaz de infecções do trato urinário. Da mesma maneira, a secreção de diuréticos como a furosemida pelo túbulo proximal aumenta a liberação destas drogas para seu local de ação no ramo ascendente espesso da alça de Henle. Finalmente, a secreção tubular de drogas determina em parte sua taxa de excreção e afeta a dosagem apropriada de drogas de excreção renal, particularmente em pacientes com a função comprometida.

Os segmentos do túbulo distal reabsorvem sais e diluem o liquido tubular

A estrutura do epitélio tubular muda drasticamente na extremidade do túbulo proximal, que contém grande quantidade de mitocôndrias, borda em escova e marcantes pregas internas da membrana plasmática basoventral, destina-se ao transporte de grandes volumes de uma ampla variedade de substancias por mecanismos ativos e passivos. Cada um dos segmentos que se seguem ao túbulo proximal tem uma estrutura singular e altamente especifica, refletindo suas funções especializadas. Logo após a porção reta do túbulo proximal fica o ramo fino da alça de Henle, que é um epitélio pavimentoso com poucas mitocôndrias e poucas pregas internas membranosas. Como se poderia esperar, os estudos fisiológicos sugerem que neste segmento o transporte ativo de solutos é virtualmente inexistente. A função do ramo fino é determinada por suas propriedades de permeabilidade passiva e sua orientação espacial dentro da medula interna. Estas características são essenciais para seu papel na absorção hídrica.

No ramo ascendente da alça de Henle, o epitélio pavimentoso do ramo ascendente fino muda abruptamente para o epitélio cilíndrico do ramo ascendente espesso. O ramo ascendente espesso é dotado de numerosas mitocôndrias e dobras internas da membrana plasmática basolateral, refletindo

sua alta capacidade de transporte ativo de solutos. Então, segue-se o túbulo contorcido distal, com epitélio mais alto regular e densa formação de mitocôndrias, indo ao segmento conectante, que faz a transição do néfron distal para o sistema de ductos coletores.

Os segmentos do túbulo distal que incluem o ramo ascendente espesso da alça de Henle e o túbulo contornado distal, reabsorvem Na+, K+, CL- e os cátions divalentes Ca++ e Mg++. Esses segmentos são capazes de reabsorver solutos contra um alto gradiente e, quando o liquido tubular deixa o túbulo contornado distal, mais de 90% dos sais filtrados já foram reabsorvidos, sendo a osmolaridade do liquido tubular tipicamente reduzida para 100mosm/l.

A reabsorção de sal nos segmentos do túbulo distal é regida pela ATPase de Na+, K+ na membrana plasmática basolateral, como no túbulo proximal e, o túbulo contornado distal tem a mais alta atividade de ATPase de Na+, K+ de qualquer segmento do néfron. No ramo ascendente espesso da alça de Henlee, a ATPase de Na+, K+ basolateral transporta ativamente na+ da célula para o liquido intersticial, criando um gradiente eletroquímico para Na+ através da membrana plasmática apical. Esse gradiente rede um co-transportador de Na+, K+, 2Cl- na membrana plasmática apical e, tais íons movimentam-se do liquido tubular para a célula por transporte ativo secundário. O Cl- difunde-se em favor do seu gradiente químico para o liquido intersticial através de canais de Cl- na membrana plasmática basolateral. O K+ movimenta-se extracelularmente em favor do seu gradiente de concentração por meio de canais de K+ através da membrana plasmática basolateral e da membrana plasmática apical. O resultado da absorção de CL- e da secreção de K+ é o desenvolvimento de voltagem positiva do lúmen (potencial elétrico) com relação ao interstício, o que cria um gradiente elétrico lúmen-para-sangue para cátions, que se difunde então para o liquido de Na+, K+, 2Cl- no ramo ascendente espesso, que é inibido pelos diuréticos de alça, tais como bumetamina e furosemida.

O túbulo contornado distal e o segmento conectante contem tanto um co-transportador de NaCl como um canal de Na+ na membrana plasmática apical que permite o transporte de Na+ do liquido tubular em favor do gradiente químico para Na+ gerado pela ATPase de na+, K+ basolateral. O Cl- que é transportado para a célula através de um co-transportador apical move-se para o liquido intersticial através de um canal de Cl- basolateral, regido pelo gradiente elétrico. A atividade do co-transportados de NaCl apical é inibida por diuréticos tiazídicos.

Tanto o ramo ascendente espesso como o túbulo contornado distal são impermeáveis à água. A reabsorção de sais sem a reabsorção concomitante de água resulta em um liquido tubular hipotônico e, portanto, estes segmentos são chamados de “segmentos diluidores”. A diluição do liquido tubular dá-se independentemente do estado de volume do liquido do animal, embora em algumas espécies o hormônio antidiurético, liberado quando o animal esta com depleção de volume ou desidratado, aumente a reabsorção de sódio do ramo ascendente espesso. Apesar de a estimulação da reabsorção de sódio pelo hormônio antidiurético no ramo ascendente espesso ter efeito aparentemente paradoxal de aumentar a diluição do liquido tubular, este efeito permite máxima conservação de sal e água, porque a reabsorção de água no ducto coletor também aumenta.

A diluição do liquido tubular nesses segmentos é um importante elemento da regulação do volume de liquido pelo rim e permite que o rim excrete a água em excesso sem sal, evitando assim, sobrecarga de água e hipotonicidade plasmática.

O ducto coletor reabsorve NaCl e pode secretar ou reabsorver K+

O sistema de ductos coletores começa com o segmento conectante, que é uma região de transição do túbulo contornado distal para o túbulo coletor inicial. Dependendo da espécie, o segmento conectante é composto de diversos tipos de células, incluindo células do túbulo contornado distal; células do segmento conectante; células intercalada, que têm grandes quantidades de vesículas intracitoplasmáticas bem como mitocôndrias; e células principais, com menos mitocôndrias mas extensas dobras internas da membrana plasmática basolateral.

Os túbulos coletores iniciais convergem e desembocam no ducto coletor, que desce pelo córtex e pela medula ate a extremidade papilar, onde o liquido tubular (urina) se lança na pelve renal. Na maior parte do sistema de ductos coletores, existem dois tipos principais de célula: a célula intercalada e a célula principal. A célula principal é o tipo de célula mais importante no ducto coletor inicial, no ducto coletor cortical e no ducto medular externo, correspondendo a aproximadamente dois terços das células na maioria das regiões. A célula intercalada corresponde ao restante das células dos ductos coletores cortical e medular externo, persistindo em algumas espécies ate o ducto coletor medular interno.

Supõe-se que a célula principal seja primariamente responsável pela reabsorção de NaCl no ducto coletor. Possui extensas dobras internas da membrana plasmática basolateral, que contem ATPase de Na+, K+. Como em outros segmentos tubulares previamente discutidos, o Na+ é ativamente transportado por esta bomba da célula para o liquido intersticial, o que estabelece um gradiente eletroquímico para a captação de Na+ do liquido tubular via canais de Na+ na membrana plasmática apical. Isso resulta em potencial elétrico negativo de lúmen que pode reger a absorção de Cl- passivamente através da via paracelular. Ao mesmo tempo, o K+ é bombeado ativamente do liquido intersticial para a célula ATPase de Na+, K+, elevando a concentração do liquido intersticial e do liquido tubular. O K+ intracelular é secretado por dois motivos: 1 – o canal de K+ apical é mais permeável que o canal de K+ basolateral; 2 – o potencial elétrico negativo do lúmen favorece a secreção de K+.

O túbulo coletor também é capaz de reabsorver K+ e, a célula intercalada parece ser responsável por esta função. Os íons potássio são ativamente transportados do citoplasma através da membrana plasmática apical da célula intercalada na troca de íons hidrogênio por uma ATPase de H+, K+ semelhante àquela na célula parietal do estomago. Essa bomba tem um papel adicional na contribuição para a acidificação da urina.

O túbulo distal e o ducto coletor respodem a sinais sistêmicos para alterar a excreção de sal quando necessário

No túbulo proximal, os solutos e a água filtrada geralmente são reabsorvidos independentemente do estado fisiológico do animal. Por outro lado, o túbulo distal e o ducto coletor controlam a taxa final de excreção de eltrólitos e água para manter a homeostase apesar das variações na ingestão dietética e nas perdas extra-renais de sais e água. As respostas especificas destes segmentos para alterar acentuadamente a taxa de reabsorção ou a secreção de Na+, K+, Ca++ e água devem-se em grande pare, à ação de diversos hormônios, incluindo aldosterona, peptídeo natriurético atrial, hormônio antidiureico, 1 , 25-(OH)2- vitamina D3 e calcitonina. O hormônio peptídeo natriurético atrial é produzido nos átrios cardíacos e aumenta a excreção de Na+ nos túbulos distais e ductos coletores por inibição da liberação de aldosterona e também por efeitos diretos nos ductos coletores.

A aldosterona aumenta a reabsorção de Na+ e a secreção de K+

A aldosterona é um hormônio mineralocorticoide secretado pelo córtex adrenal. A liberação de aldosterona é estimulada por hipotensão sistêmica através do sistema renina-angiotensina e atua nas células do segmento conectante e nas células principais do ducto coletor aumentando a reabsorção de Na+, que por sua vez, aumenta a reabsorção de água para corrigir a depleção de volume observada. No nível celular, a aldosterona aumenta a permeabilidade dos canais de Na+ da membrana plasmática apical e estimula a atividade da ATPase de Na+, K+, aumentando a reabsorção de Na+. A estimulacao crônica de aldosterona causa ate mesmo uma adaptação estrutural nestas células, a proliferacao da membrana plasmática basolateral onde se localiza a ATPase de Na+, K+.

A liberação de aldosterona também é estimulada por hipercalemia e tem papel importante na regulação da homeostase de K+. O efeito agudo da aldosterona sobre o K+ é aumentar a sua entrada em células responsivas à aldosterona por estimulação da atividade da ATPase de Na+, K+, que abaixa os níveis séricos de K+, porem, tem pouco efeito sobre a excreção renal de K+. A estimulação mais crônica da aldosterona das células do segmento conectante e das células principais aumenta o numero de canais de K+ na membrana plasmática apical, aumentando dessa maneira a permeabilidade apical ao K+, o que resulta em maior secreção de K+ intratubular. Portanto, o efeito imediato da aldosterona é a resdistribuicao de K+ de compartimentos extracelulares para intracelulares mas, com estimulação prolongada da aldosterona, a eliminação renal de K+ é aumentada.

Embora a aldosterona pareça ser necessária para uma rápida resposta a aumento da demanda de reabsocar de Na+ ou secreção de K+, foi demonstrado que é possível uma resposta adaptativa pelo túbulo distal e pelo ducto coletor mesmo na ausência de aldosterona.

O Ca++ é reabsorvido no néfron distal e no segmento conectante; a Reabsorção de Ca++ é regulada pelo hormônio paratireóideo, pela 1 ,25-(OH)2-vitamina D3 e pela calcitocina

Os mecanismos pelos quais o rim contribui para a regulação do equilíbrio sistêmico de Ca++ foram intensivamente estudados nos últimos anos. Aproximadamente 65% do Ca++ filtrado é reabsorvido no túbulo proximal, onde a maior parte da reabsorção de Ca++ é paracelular e passiva, regida por gradientes elétricos e químico. Aproximadamente 20% do Ca++

filtrado é reabsorvido no ramo ascendente espesso da alça de Henle. Supõe-se que a reabsorção de Ca++ neste segmento ocorra por meios paracelulares passivos, regidos por gradientes eletroquímicos por transporte transccelular ativo. O túbulo contornado distal e o segmento conectante reabsorvem mais de 10% do Ca++ filtrado, basicamente por transporte trascelular ativo. Sabe-se agora, que a membrana plasmática basolateral das células no túbulo distal contem uma ATPase de Ca++ que desloca ativamente Ca++ intracelular para o liquido intersticial. O Ca++ também é transportado através da membrana plasmática basolateral por um antiportador de Na+/Ca++ que troca Na+ extracelular por Ca++ intracelular. O Ca++ no liquido tubular entra na célula através da membrana plasmática apical por meio de um canal de Ca++ e, a difusão para o lado basolateral da célula é facilitada por ligação a uma proteína ligadora de Ca++, a calbindina 20k. Finalmente, 1 a 2% do Ca++ filtrado é reabsorvido nos ductos coletores, estes mecanismos de transporte de Ca++ no ducto coletor não foram definidos.

A regulação do transporte de Ca++ ocorre no túbulo contornado distal, no segmento conectante e no ramo ascendente espesso cortical da alça de Henle. O hormônio paratiroideo, a calcitocina e a 1,25-(OH)-vitamina D3 tem importante funções no controle da excreção renal de Ca++.

A hipocalemia estimula a liberação de hormônio paratiróideo, que tem um efeito sobre o tecido ósseo, o intestino e o rim, elevando o nível plasmático Ca++. A resposta renal ocorre no ramo ascendente espesso cortical, no túbulo contornado distal e no segmento conectante. Supõe-se que o hormônio paratiróideo aumente a permeabilidade da membrana plasmática apical de Ca++, um efeito mediado por maior produção de adenosina 3´,5´-monofostato cíclico. Alem disso, pelo menos no túbulo contornado distal o hormônio paratiróideo aumenta a condutância de Cl- na membrana plasmática basolateral, o que hiperpolariza as células (o interior fica mais eletronegativo) e assim aumenta a forca que rege a entrada de Ca++.

O hormônio 1,25-(OH)-vitamina D3 é convertido em sua forma ativa nos túbulos contornados proximais; este processo é estimulado pelo hormônio paratiróideo. Os receptores de vitamina D3 localizam-se predominantemente no túbulo distal. Nesse local, há aumento do teor celular da proteína ligadora de Ca++, a calbindina 28k, o que contribui para aumentar a reabsorção de Ca++ no túbulo contornado distal.

A calcitocina reduz a concentração serica de Ca++, em grande parte por causa da deposição de Ca++ no tecido ósseo. Embora as doses farmacológicas de calcitocina possam aumentar a reabsorção de Ca++ no ramo ascendente espesso, no túbulo contornado distal e no segmento conectante; supõe-se que a calcitocina hiperpolarize as células nestes segmentos e aumente a entrada de Ca++ oriundo do liquido tubular. A calcitocina tem entrada de Ca++ oriundo do liquido tubular. A calcitocina tem efeitos adicionais sobre o túbulo proximal, onde estimula a síntese de 1,25-(OH)-vitamina D3 e também inibe a absorção de fosfato.

O rim pode produzir urina concentrada ou diluída

A evolução criou um sistema para permitir a excreção de urina concentrada ou diluída com relação ao plasma, conforme as circunstancias. Esse sistema pode ser dividido em três componentes principais. O primeiro é a geração de um interstício medular hipertônico. O segundo componente é a diluição do liquido tubular pelo ramo ascendente espesso da alça de Henle e pelo túbulo contornado distal, o que permite a formação de urina diluída. O terceiro componente é a variabilidade na permeabilidade à água do ducto coletor em resposta ao hormônio antidiurético (ADH), que determina a concentração final da urina. A vantagem desse sistema é que todos os fatores necessários para a concentração e a diluição da urina operam em qualquer tempo, de modo que o rim pode responder imediatamente a alterações nos níveis de ADH com alterações correspondentes na osmolaridade urinaria e na excreção de água.

O interstício medular hipertônico permite a formação de urina concentrada

Normalmente, a urina esta bem mais concentrada que a osmolaridade plasmática. A excreção de resíduos concentrados conserva a água e, portanto, reduz o volume de água que precisa ser consumido a cada dia para prevenir a desidratação. Dois dos três fatores já mencinados são responsáveis pela formação de urina concentrada: a geração de um interstício medular hipertônico e a maior permeabilidade à água no ducto coletor na presença de ADH.

Dois fatores principais são responsáveis pela hipertonicidade do interstício medular. O primeiro é a reabsorção de substancias osmoticamente

ativas pelos túbulos na medula; o segundo é a remoção de água do interstício pelos vasos recta.

Os néfrons justaglomerulares estendem-se profundamente para o interior da medula

A disposição anatômica dos túbulos renais na medula é crucial para a função do mecanismo de concentração da urina. Os néfrons do rim de mamifeors podem ser subdivididos em duas populações chamadas de “néfrons superficiais e justaglomerulares”, com base na localização de seus respectivos glomérulos. Os néfrons superficiais têm alças de Henle curtas que se estendem apenas ate a faixa interna da medula externa. Os néfons justaglomerulares têm alças de Henle longas que se estendem ate a medula interna. Eles são particularmente responsáveis pela capacidade renal de concentrar urina bem acima da osmolaridade plasmática.

A hipertonicidade medular depende da reabsorção de soluto pelo ramo medular ascendente espesso e pelo ducto coletor

O ramo ascendente espesso da alça de Henle capta ativamente NaCl, mas é impermeável à água. Portanso, este segmento capta sal relativamente isento de água e eleva a osmolaridade do liquido intersticial.

Os ductos coletores medulares internos também reabsorvem ativamente NaCl, mas sua contribuição mais importante para a hipertonicidade medular é a reabsorção de uréia. Embora os ductos coletores corticais e medulares externos sejam impermeáveis à uréia, a porção terminal do ducto coletor medular interno (DCMI) é altamente permeável à uréia graças ao transporte de uréia mediado por um carreador. A permeabilidade à uréia no DCMI terminal é favorecida pelo ADH, que acentua esse processo de transporte de uréia facilitado. Assim sendo, a uréia é conservada no liquido tubular ate alcançar o DCMI terminal profundamente na medula, onde a reabsorção de uréia para o liquido intersticial é moderada pelo ADH, de maneira que, quando as condições exigem maior concentração de água (aumento da concentração de urina), a reabsorção de uréia é favorecida. Como as alças finas são permeáveis à uréia, embora os segmentos tubulares que ficam entre o ramo ascendente fino e o DCMI terminal sejam impermeáveis à uréia, a uréia que é reabsorvida a partir do DCMI terminal é reciclada é reciclada de volta para o DCMI. Esse sistema de reciclagem da uréia favorece a eficiência do mecanismo de concentração da urina.

O mecanismo de contracorrente aumenta a osmolaridade do interstício medular com pouco gasto de energia

O mecanismo de contracorrente é responsável pela amplificação da hipertonicidade medular iniciada pela reabsorção ativa de solutos pelo ramo ascendente espesso e pelo ducto coletor medular. O desempenho desta função exige dispêndio mínimo de energia em razão de duas características: a disposição anatômica dos ramos finos da alça de Henle e do vasa recta;as permeabilidades diferentes da água e do sal nos ramos finos descendentes e ascendentes.

Os ramos fixos da alça de Henle nos néfrons justaglomerulares estedem-se profundamente na medula interna. Os ramos finos descendentes e ascendentes ficam paralelos e justapostos, com o fluxo de liquido tubular em direções opostas. Os vasa recta têm disposição semelhante. Essa disposição de condutos paralelos adjacentes com fluxo em direções opostas possibilita a conservação eficiente de energia do soluto na região. O ramo fino descendente origina-se da porção reta do túbulo proximal e esta alinhado com o ramo ascendente espesso da alça de Henle. O liquido tubular que entra no ramo fino é essencialmente isosmótico com relação ao plasma. O liquido intersticial circundante é hiperosmótico por causa da reabsorção ativa de sódio pelo ramo ascendente espesso impermeável à água. Portanto, um gradiente para água e solutos é estabelecido entre o liquido tubular e o intersticial. Como o ramo descendente fino é altamente permeável à água, mas não ao sal, o liquido tubular equilibra-se rapidamente com o intersticial pelo movimento da água no interstício e, a osmolaridade do liquido tubular aumenta;

A osmolaridade do liquido medular intersticial é progressivamente mais elevada nas regiões mais profundas da medula. À medida que o ramo descendente fino permeável à água alcança regiões de osmolaridade intersticial cada vez mais elevada, o liquido tubular continua a equilibrar-se pela difusão da água n interstício e, a osmolaridade do liquido tubular sobe de forma progressiva ate atingir sua concentração máxima na curva do “grampo de cabelo”.

Nesse ponto, o ramo fino começa a ascender através de regiões de osmolaridade intersticial progressivamente mais baixa e, mais uma vez o liquido tubular equilibra-se com o liquido intersticial. No entanto, o ramo fino ascendente é impermeável à água e permeável ao NaCl, de maneira que o

equilíbrio se dá não pelo movimento de água paa o liquido tubular e sim pela difusão do NaCl a partir do liquido tubular para o liquido intersticial. A osmolaridade do liquido tubular diminui e a do intersticial aimenta. Esse processo continua ate que o ramo ascendente fino deixa a medula interna e emerge com o ramo ascendente espesso. Na transição para o ramo ascendente espesso, a osmolaridade do liquido tubular é apenas moderadamente hipertônica.

Nesse ponto, os meios passivos, os ramos finos reabsorvem água e sal. A água reabsorvida a partir do ramo descendente fino, o sal foi reabsorvido do ramo ascendente fino. Ao mesmo tempo, o fluxo em contracorrente nesses dois segmento ajudou a ampliar a hipertonicidade medular.

O intercambio em contracorrente nos vasa recta resulta na remoção de água do interstício medular sem depletar sua hipertonicidade

A difusão de água do ramo descendente fino para o interstício tentaria diluir o efeito do transporte de sal no interstício e causar a tumefação (edema) da medula interna se não fosse a capacidade dos vasa recta de remover o liquido reabsorvido do interstício medular. As paredes dos vasa recta são permeáveis à água e aos sais. A pressão oncotica relativamente alta do plasma nos vasa recta que entram na medula favorece o movimento da água para o lúmen capilar e, o NaCl, é retido com a água. À medida que os vasos descendem para o interior da medula, a osmolaridade plasmática equilibra-se com a do liquido intersticial por difusão passiva e se eleva conforme se aproxima da curva do “grampo de cabelo” e em seguida cai à medida que ascende para fora da medula.

Durante o tempo em que os vasa recta ascendentes deixam a medula, há um movimento resultante do liquido para o capilar. A pressão oncótica do plasma cai e, o fluxo sanguineo nos vasa recta ascendentes é cerca de o dobro daquele nos vasa recta descendentes. Assim, a disposição em contracorrente dos vasa recta, o equilíbrio passivo do plasma com as osmolaridades intersticiais que se alteram em diferentes regiões na medula e a pressão oncótica inicial relativamente alta do plasma permitem a remoção de água e soluto do interstício medular sem dissipar a hiertonicidade medular.

A reabsorção ativa de NaCl no ramo ascendente espesso e no túbulo contornado distal permite a formação de urina diluída

O ramo ascendente espesso e o túbulo contornado distal reabsorvem Na+ ativamente, comandando a reabsorção secundaria de Cl-. Como esses segmentos são impermeáveis à água, a reabsorção ativa de soluto resulta em declínio progressivo da osmolaridade no liquido tubular. É por este motivo, que o ramo ascendente e o túbulo contornado distal são chamadas de “segmentos diluidores”. O resulto é que o liquido tubular liberado no sistema ductal coletor é hipotônico qualquer que seja o estado fisiológico do animal.

O ducto coletor responde ao hormônio antidiurético, determinando a osmolaridade urinária final

A geração da hipertonicidade e a diluição do liquido tubular nos segmentos distais de néfrons determinam o estagio para a eliminação de urina concentrada ou diluída, conforme garantido pelo estado do volume de liquido do animal. As características de permeabilidade do ducto coletor sob a influencia do ADH determinam a osmolaridade da urina excretada.

Em condições de sobrecarga hídrica, o ADH este ausente e o ducto coletor é relativamente impermeável à água. O liquido tubular, liberado pelo túbulo contornado distal, permanece hipotônico, porque a água esta confinada dentro do ducto coletor. Assim, na ausência de ADH, forma-se urina diluída, o excesso de água é excretado e a osmolaridade plasmática é mantida.

Sob condições de desidratação ou depleção de volume, o ADH é liberado da hipófise. Essas condições incluem fatores como desidratação ou sobrecarga de sal que levam a osmolaridade a níveis baixos como 3 a 5 mOsm/kg de H2O. Alem da desidratação, outros fatores que diminuem a pressão sanguinea estimulam a liberação de ADH, incluindo depleção de volume isosmótica decorrente de vômitos, diarréia ou hemorragia; vasodilatação sistêmica; ou insuficiência cardíaca. Nestas circunstancias, o objetivo é reduzir a osmolaridade plasmática ao normal ou resultar o volume de liquido.

O efeito do ADH é facilitar acentuadamente a permeabilidade do ducto coletor à água. Foi identificado um grupo de proteínas do canal de água a que deu o nome de “aquaporinas”. Quando o ADH este ausente, o canal de água identificado no ducto coletor, aquaporina 2, está contido nas vesículas citoplasmáticas na região apical das células responsivas ao ADH, ou seja, as células principais e as células DCMI no ducto coletor. A secreção de ADH estimula a inserção de aquaporina 2 na membrana plasmática apical dessas

células e a água cruza livremente esta membrana através desses canais. Alem disso, o ADH pode ativar a aquaporina 2 já existente na membrana plasmática. Acredita-se na existência da aquaporina 3, e que ela esteja presente na membrana plasmática basolateral das células do ducto coletor independentemente do estado de ADH e permita o movimento da água de dentro da célula para o espaço intersticial.

Assim, quando o ADH esta presente, a água flui rapidamente do liquido tubular diluído para o interstício abaixo do gradiente de concentração, ocasionando alterações estruturais que incluem edema celular e dilatação dos espaços intercelulares. À medida que o ducto coletor não-permeavel à água atravessa a medula interna por regiões de osmolaridade do liquido intersticial progressivamente mais altas, o liquido tubular equilibra-se por difusão da água no interstício, sendo eliminado um liquido tubular altamente concentrado, agora que é urina.

As células no interior da medula adaptam-se à heperosmolaridade intersticial pelo acumulo de osmólitos orgânicos

Sabe-se que as células no interior da medula acumulam osmólitos orgânicos que mantêm a pressão osmótica intracelular e impedem o encolhimento das células sem aumentos acentuados na concentração de eletrólitos intracelulares. Essas substâncias incluem sorbitol, betaína, inositol e glicero-fosforilcolina. As concentrações intracelulares desses osmólitos variam com o estado diurético do animal, aumentando durante períodos de concentração urinaria, quando a osmolaridade intersticial medular é maximizada e, diminuindo durante a diurese, quando a osmolaridade intersticial medular diminui. Alterações no conteúdo intracelular desses osmólitos orgânicos quando as células são expostas a modificações na osmolaridade do ambiente são o resultado das variações na produção (sorbitol) ou no transporte transmembrana de osmólitos.

EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO

Tampões, pulmões e rins colaboram para manter o equilíbrio ácido-básico

O pH sanguineo normal é de 7,4. Há três sistemas existentes para manter a homeostasia ácido-básica: tampões intracelulares e extracelulares, sistema respiratório e os rins. Os dois primeiros são resposaveis pela correção

rápida das alterações no pH, enquanto os rins são responsáveis pela homeostasia ácido-básica a longo prazo e pela excreção de íons de nitrogênio.

A quantidade de acido produzida durante o metabolismo normal do animal, varia dependendo das alterações na alimentação, nos níveis de exercício ou nas funções de outros processos fisiológicos, portanto os sistemas destinados a manter a homeostasia ácido-básica devem ser capazes de adaptar-se às alterações na carga de ácido. Com menos freqüência, certos distúrbios resultam em uma carga excessiva de bases, o que também precisa ser eliminado.

Vários tampões intracelulares e extracelulares titulam o H+ para manter o pH dentro dos limites fisiológicos. Estes tampões incluem hemoglobina e outras proteínas, carbonato nos ossos, fosfato e bicarbonato, normalizam rapidamente o pH após alterações agudas na carga de acido, a menos que a capacidade de tamponamento seja ultrapassada. Alem disso, durante acidose metabólica crônica, os ossos proporcionam um reservatório de tampão, o qual contribui para a manutenção do pH sistêmico. Nessa condição, o excesso de H+ e o KCO3- baixo do liquido extracelular promovem a dissolução físico-química e mediada por osteoclastos do osso, liberando carbonato, que serve de tampão para o H+.

Os rins excretam ácidos não-voláteis

Enquanto os pulmões alteram o pH sanguineo removendo o CO2 e reduzindo a concentracao de H2CO2 (ácido volátil), os rins conseguem excretar o ácido não=volátil secretando H+. Grandes quantidades de H+ podem ser removidas do corpo por secreção tubular, primordialmente no túbulo proximal e no ducto coletor. Estes dos segmentos operam por diferentes mecanismos para excretar o excesso de acido e controlar a precisão de pH sanguineo. O túbulo proximal é o principal responsável pelo volume da secreção de acido, enquanto o ducto coletor é o principal responsável pela excreção total de ácido e pelo pH final da urina.

A excreção de ácido pelos túbulos renais é obtida pela secreção de ácido e pelo tamponamento no liquido tubular

A excreção eficiente de ácido é efetuada no rim pela atividade de um grupo de enzimas e transportadores que promovem especificamente o transporte de H+ das células epiteliais para o liquido tubular, combinada com

a presença de tampões que minimizam aumentos na concentração de H+ no liquido tubular.

A maioria do H+ transportado através da membrana plasmática apical é manipulada por três transportadores, um antitransportador de Na+/K+, uma ATPase de H+ e uma ATPases de H+/K+. O primeiro, troca Na+ intraluminal por H+ intracelular e é direcionado pelo gradiente para Na+ gerado pela ATPase de Na+/K+ (transporte ativo secundário). O intercambio Na+/H+ é a via principal de secreção de H+ no túbulo proximal. A ATPase do H+ é uma bomba de prótons elerogênica, que transporta ativamente H+ intracelular através da membrana plasmática apical e contribui para uma carga resultante positiva no liquido tubular. A ATPase de H+/K+, a qual é semelhante à bomba de prótons gástrica, medeia a secreção ativa eléton-neutra de acido pelo intercambio de H+ intracelular por K+ no liquido tubular.

A presença de sistemas de tamponamento no liquido tubular é vital para a eficiência da excreção de acido. Os tampões captam o H+ excretado e minimizam a queda no pH do liquido tubular que, do contrario, resultaria de rápidas taxas de secreção de H+ pelas células epiteliais. Nos mamíferos, os tampões mais importantes são o bicarbonato e o fosfato.

No túbulo proximal, o HCO3- é o tampão intraluminal mais importante por duas razões principais. A primeira é que a concentração de HCO3- no liquido tubular é alta, embora grandes quantidades de HCO3- sejam reabsorvidas no túbulo proximal, quantidades praticamente proporcionais de H2O são reabsorvidas e, a concentração de HCO3- continua semelhante à do filtrado glomerular; a segunda razão é que após a titulação de HCO3-, o H2CO3 dispersa-se como H2O e CO2, evitando o acumulo de acido. A remoção do componente volátil do acido carbônico perdido com a respiração cria uma diminuição de acido secretado.

O fosfato filtrado também contribui para a capacidade de tamponamento do liquido tubular. O H+ secretado titula HPO4,2-. Como a forma titulada é uma molécula com carga, ela não é lipossolúvel e, portanto, na ausência de um transportador de fosfato ela não se difunde prontamente através do epitélio. Assim, o acido secretado fica retido no liquido tubular.

Os rins geram e excretam íon amônio

A geração e excreção de íon amônio (NH4+) no rim constituem um dos componentes principais na manutenção do equilíbrio ácido-básico. Nas células do túbulo proximal, o aminoácido glutamina é metabolizado para produzir NH4+, processo chamado de “geração de amônia”. O NH4+ que se forma na célula entra no liquido tubular por transporte ativo secundário pela substituição de H+ no antitransportador de Na+/H+. Além disso, outros produtos do metabolismo da glutamina são metabolizados para produzir novos ânions bicarbonato. Assim, o resultado final da geração e da excreção renal de NH4+ consiste na excreção de acido e na produção de bicarbonato. A amoniogênese renal é aumentada pela acidose e fornece um importante meio de resposta renal a aumento na carga de acido.

No ramo espesso ascendente da alça de Henle, o NH4+ existente no lúmen é reabsorvido por substituição de K+ no co-transportador de Na+, K+ e 2Cl-. A reabsorção de NH4+ nesse segmento tem dois efeitos significativos: resulta no acumulo de amônia e NH4+ no interstício tubular e, impede que o NH4+ no liquido tubular alcance os néfrons dos segmentos corticais distais, onde seria reabsorvido para a corrente sanguinea e convertido no fígado em uréia e H+.

O acumulo de NH3/NH4+ no interstício medular é favorecido por um sistema multiplicador em contracorrente nas alças de Henle, criando um gradiente de concentração íngreme para o NH3+, que favorece seu movimento para o ducto coletor medular. A amônia difunde-se através das membranas plasmáticas para o líquido luminal, onde se combina com H+ para formar NH4+. Como o NH4+ não é lipossolúvel, não pode difundir-se de volta através da membrana plasmática apical e fica aprisionado no liquido tubular.

A formação de NH4+ a partir de NH3 e H+ intraluminais reduz a concentração tanto de NH3 como de H+ no liquido tubular, o que contribui para a manutenção de um gradiente favorável para a difusão de NH3 para o liquido tubular e reduz a magnitude do gradiente eletroquímico de H+ criado pela secreção ativa de prótons no ducto coletor.

O túbulo proximal tem alta capacidade de secretar H+ e reabsorver HCO3-

O HCO3- filtrado combina-se com H+ para formar H2CO3, que é desidratado rapidamente sob influencia da anidrase carbônica ligada à membrana apical para formar H2O e CO2. O CO2 difunde-se para a célula

epitelial e é hidratado sob influencia da anidrase carbônica citoplasmática, formando H2CO3, que s dissocia em H+ e HCO3-. O HCO3- é transportado através da membrana plasmática basolateral para o sangue, enquanto o H+ é transportado para o lúmen primordialmente pelo antitransportador de Na+/H+. Também há evidência de que ocorre secreção eletrogênica significativa de H+ através da membrana plasmática apical das células do túbulo proximal. A contribuição da ATPase do H+ para a secreção de acido nesse segmento pode chegar a 35% do total.

Embora o túbulo proximal tenha grande capacidade de reabsorver HCO3- (secretar H+), ele não consegue manter um grande gradiente de pH através da membrana plasmtica apical. A secreção resultante da presença dos tampões intraluminais já citados para combinar-se com o H+ secretado e manter a concentração de H+ no liquido tubular em um nível relativamente constante. Como resultado, o pH do liquido tubular quando deixa esse segmento é semelhante ao do filtrado glomerular. Conforme mencionado, o tampão mais importante no túbulo proximal é o HCO3-, principalmente por causa se sua alta concentração no filtrado glomerular e da rápida dispersão da forma acida pela perda respiratória de CO2.

O ducto coletor determina o pH final da urina

A taxa de secreção acida pelo ducto coletor determina o pH final da urina e a excreção resultante de acido pelo rim. Embora o túbulo proximal tenha grande capacidade de secretar H+ (reabsorver HCO3-) e de reabsorver 80-90% de HCO3- filtrado, o pH do liquido tubular praticamente não se altera quando deixa os túbulos proximais. Os segmentos intercalados entre o túbulo proximal e o segmento conector têm pouca capacidade de secretar ácido, de forma que o liquido tubular que alcança o segmento conector tem concentração de H+ semelhante à do filtrado glomerular. O ducto coletor é responsável pela capacidade de excretar urina com pH acentuadamente diferente do plasmático.

O ducto coletor pode secretar prótons e gerar urina ácida

Em oposição ao túbulo proximal, o sistema de baixo gradiente de secreção de H+, ou seja, o ducto coletor, tem menor capacidade de secretar H+, mas pode gerar um gradiente íngreme de concentração de H+.

Um grupo especializado de células, ricas em anidrase carbônica, aparecem primeiro no segmento conector e persistem ate bem longe do ducto coletor da medula interna em algumas espécies. O H+ gerado a partir de H2O2 é secretado no liquido tubular pela bomba de prótons eletrogenica, a ATPase do H+, ou pela ATPase de H+/K+ elétron-neutra, ambas presentes na membrana plasmática apical. O HCO3- que permanece é transportado através da membrana plasmática basolateral para o lado sanguineo da célula por um intercambiados de Cl-/HCO3 semelhante ao existente nas membranas das hemácias. As células intercalares secretoras de acido são capazes de alterar a taxa de secreção de H+ modificando o numero de bombas de protonns na membrana plasmática apical. Isto é conseguido mediante inserção ou remoção de vesículas da membrana contendo bombas de prótons e resulta em alterações estruturais que refletem a resposta fisiológica. Alem disso, é evidente que, em algumas espécies, o intercambiador de Cl-/HCO3 é translocado de compartimentos intercelulares para a membrana plasmática basolateral durante acidose. Dessa maneira, as células intercalares secretoras de acido conseguem responder às alterações na carga de acido e, assim, modificar a secreção de acido.

A atividade da ATPase de H+/K+ [e facilitada pela hipopotassemia e, esse transportador parece contribuir de maneira particularmente importante para a acidificação renal nessa condição. Sabe-se que os hormônios mineralocorticóides, como a aldosterona, também favorecem a acidificação do ducto coletor. Levantou-se a hipótese de que esse aumento na secreção de H+ deve-se a um aumento no numero de transportadores de prótons, a ATPase de H+ ou a ATPase de H+/K+, ou ambas, na membrana plasmática apical das células intercalares secretoras de acido, semelhante ao que ocorre na resposta adaptativa vista no caso de acidose.

Há também evidencia de que os segmentos terminais do ducto coletor, onde há poucas ou nenhuma células intercalares, são capazes de secretar acido. Aventou-se ainda, a hipótese da existência de um intercambiador de Na+/H+, uma bomba eletrogênica de prótons e uma ATPase H+/K+ como vias para o transporte de H+ nessa região.

O ducto coletor é capaz de secretar bicarbonato

O túbulo proximal reabsorve HCO3- e secreta H+ quaisquer que sejam as concentrações plasmáticas de HCO3- e o pH sanguineo. Na verdade, a concentração plasmática de HCO3- aumenta da mesma forma que também

aumenta a concentração de HCO3- no filtrado glomerular e a quantidade de HCO3- reabsorvido pelo epitélio do túbulo proximal. Embora a capacidade de reabsorção de HCO3- no túbulo proximal possa ficas saturada, em geral, a quantidade de H+ secretado e de HCO3- reabsorvido nesse segmento é determinada pela concentração de tampões intraluminais e não pela necessidade de conservar ou excretar acido ou base.

No entando, o ducto coletor é capaz de secretar HCO3- em resposta a alcalose. Muitas espécies possuem um subconjunto distinto de células intercalares (do tipo B) nos segmentos corticais do ducto coletor, capazes de secretar HCO3-. Sabe-se que as células intercalares do tipo B são ricas em anidrase carbônica e contem uma bomba de prótons eltrogênica basolateral. Alem disso, estudos funcionais do ducto coletor cortical perfundindo isolado demonstram que as células intercalares do tipo B contem um intercambiados apical de Cl-/ HCO3-. Assim, as células secretores de bicarbonato representam praticamente um imagem espetacular de células secretoras de acido, capazes de reabsorver ativamente H+ e trocar Cl- no liquido tubular por HCO3- intracelular.

Aspectos da formação de urina

Do Plasma à Urina

Há três processos que envolvem o néfron e seu suprimento sanguineo na formação de urina: filtração glomerular, reabsorção tubular e a secreção tubular. Como resultado da filtração glomerular, aparece um plasma (filtrado glomerular) na cápsula de Bowman.

Distribuição de sangue no glomérulo

O fluxo sanguineo renal (FSR) se refere ao ritmo em que o sangue flui para os rins. Sabendo que o plasma é parte fluida do sangue, o fluxo plasmático renal (FPR) refere-se à parte do FSR que é o plasma. O filtrado glomerular é formado e é chamdo de (TFG), expresso em milímetros por minuto. O fluxo sanguineo renal e o FPR são igaulmente expressos, e a razão TFG/FPR é conhecida como fração de filtração (FF). A FF,é a fração do fluxo plasmático que passa através do glomérulo e se transforma em filtrado glomerular.

Micção

Estruturas associadas e suas funções

Durante a micção, o fluido tubular escoa através dos túbulos do néfron por causa do gradiente de pressão hidrostática que há entre a cápsula de Bowman e a pélvis renal. Há pouca pressão hidrostática na pélvis renal. Os ureteres são túbulos musculares que conduzem a urina através de peristalse a partir da pélvis renal de cada rim ate a bexiga. Os ureteres entram na bexiga em ângulo obliquo, formando assim uma válvula funcional, que impede o refluxo quando a bexiga esta cheia.

A bexiga é um órgão cavitário, muscular, que varia de tamanho dependendo da quantidade fr urina que contem no momento. O esvaziamento da bexiga é realizado pela contração da sua musculatura, que esta organizada em três laminas. Estas laminas musculares convergem no colo da bexiga de tal forma que a contração encurta e alargo o colo, diminuindo a resistência uretral. A tensão passiva dos elementos elásticos da mucosa normalmente mantém o lúmen do colo fechado.

O epitélio de transição da bexiga adapta-se às modificações de tamanho desse órgão. Quando a bexiga esta vazia, as células parecem estar empilhadas umas sobre as outras, dando um aspecto estratificado. Uma transição ocorre com o enchimento, de modo que o aspecto dá lugar a uma estratificação epitelial mais achatada.

A uretra é a continuação caudal do colo da bexiga, é ela quem conduz a urina da bexiga para o exterior. O esfíncter externo encontra-se depois da bexiga, ele é composto por músculo esquelético que circunda a uretra nesse ponto. O limite funcional entre a bexiga e a uretra é representado pelo esfíncter.

A saída da urina enquanto a bexiga é preenchida é impedida pela contração do esfíncter externo e pela tensão passiva exercida pelos elementos elásticos da mucosa. Quando a urina é expulsa pela bexiga, o esfíncter externo relaxa e os músculos da bexiga se contraem.

Reflexos de Micção

Micção é o termo fisiológico para o esvaziamento da bexiga. A bexiga pode ser preenchida antes de esvaziar, por causa do controle reflexo pela medula espinhal sacral e tronco cerebral. A ativação deste reflexo ocorre quando os receptores da parede da bexiga estão distendidos durante o enchimento, permitindo que a urina seja evacuada através do colo da bexiga e do esfíncter externo. Porém, impulsos aferentes recebidos pelo centro reflexo do tronco cerebral, impedindo a contração da bexiga e o relaxamento do esfíncter. Quando a bexiga atinge uma certa expansão de volume, a pressão aumenta prontamente, criando o impulso para esvaziar.

Características da Urina dos Mamíferos

Cor

A urina é usualmente de cor amarelada. Esta cor se dá pela derivação da bilirrubina que foi excretada no intestino e reabsorvida pela circulação porta como urobilinogênio. Grande parte do urobilinogênio é novamente excretada pelo fígado para o intestino, mas ele pode atravessar o fígado e ser eliminado pelos rins. Os vários bilinogênios são incolores, mas são espontaneamente oxidados quando expostos ao oxigênio, dando origem à coloração amarelada da urina.

Odor

O odor da urina é característico de cada espécie, sendo influenciado pela dieta.

Componente Nitrogenado

O principal constituinte nitrogenado da urina é a uréia, que é formada pelo fígado a partir de amônias, que é produzida durante o metabolismo dos aminoácidos. O organismo gasta uma quantidade considerável de energia para produzir a uréia para evitar a toxicidade da amônia, visto que a uréia por si própria não é muito tóxica.

Quantidade e Densidade

A quantidade de urina excreta durante o dia caria com a dieta, atividade, temperatura externa, consumo de água, estação e outros fatores. A densidade

da urina varia com a proporção relativa de substancia dissolvida e água. Em geral, quanto maior o volume, menor a densidade.