25.13: Revisão do capítulo

25.1 Características físicas da urina

O glomérulo renal filtra o sangue principalmente com base no tamanho das partículas para produzir um filtrado sem células ou proteínas grandes. A maioria dos íons e moléculas do filtrado são necessários ao corpo e devem ser reabsorvidos mais abaixo nos túbulos do néfron, resultando na formação de urina. As características da urina mudam dependendo da ingestão de água, exercícios, temperatura ambiente e ingestão de nutrientes. O exame de urina analisa as características da urina e é usado para diagnosticar doenças. Um mínimo de 400 a 500 mL de urina deve ser produzido diariamente para eliminar o corpo de resíduos. Quantidades excessivas de urina podem indicar diabetes insípido ou diabetes mellitus. A faixa de pH da urina é de 4,5 a 8,0 e é afetada pela dieta. A osmolaridade varia de 50 a 1200 miliosmoles e é um reflexo da quantidade de água sendo recuperada ou perdida pelos néfrons renais.

25.2 Anatomia grosseira do transporte de urina

A uretra é a única estrutura urinária que difere significativamente entre homens e mulheres. Isso se deve ao duplo papel da uretra masculina no transporte de urina e sêmen. A uretra surge da área do trígono na base da bexiga. A micção é controlada por um esfíncter interno involuntário do músculo liso e um esfíncter externo voluntário do músculo esquelético. A uretra feminina mais curta contribui para a maior incidência de infecções da bexiga em mulheres. A uretra masculina recebe secreções da próstata, da glândula de Cowper e das vesículas seminais, bem como dos espermatozóides. A bexiga é em grande parte retroperitoneal e pode conter até 500—600 mL de urina. A micção é o processo de esvaziar a urina e envolve ações involuntárias e voluntárias. O controle voluntário da micção requer um centro miccional sacral maduro e intacto. Também requer uma medula espinhal intacta. A perda do controle da micção é chamada de incontinência e resulta em micção quando a bexiga contém cerca de 250 mL de urina. Os ureteres são retroperitoneais e vão da pelve renal do rim até a área do trígono na base da bexiga. Uma parede muscular espessa que consiste em músculo liso longitudinal e circular ajuda a mover a urina em direção à bexiga por meio de contrações peristálticas.

25.3 Anatomia macroscópica do rim

Conforme observado anteriormente, a estrutura do rim é dividida em duas regiões principais: a borda periférica do córtex e a medula central. Os dois rins recebem cerca de 25% do débito cardíaco. Eles são protegidos no espaço retroperitoneal pela almofada de gordura renal e pelas costelas e músculos sobrepostos. Ureteres, vasos sanguíneos, vasos linfáticos e nervos entram e saem no hilo renal. As artérias renais surgem diretamente da aorta e as veias renais drenam diretamente para a veia cava inferior. A função renal é derivada das ações de cerca de 1,3 milhão de néfrons por rim; essas são as “unidades funcionais”. Um leito capilar, o glomérulo, filtra o sangue e o filtrado é capturado pela cápsula de Bowman. Um sistema portal é formado quando o sangue flui através de um segundo leito capilar ao redor dos túbulos contorcidos proximal e distal e da alça de Henle. A maior parte da água e dos solutos são recuperados por esse segundo leito capilar. Esse filtrado é processado e finalmente coletado pela coleta de dutos que drenam para os cálices menores, que se fundem para formar cálices maiores; o filtrado então segue para a pelve renal e, finalmente, para os ureteres.

25.4 Anatomia microscópica do rim

A unidade funcional do rim, o néfron, consiste no corpúsculo renal, PCT, alça de Henle e DCT. Os néfrons corticais têm alças curtas de Henle, enquanto os néfrons justamedulares têm longas alças de Henle que se estendem até a medula. Cerca de 15% dos néfrons são justamedulares. O glomérulo é um leito capilar que filtra o sangue principalmente com base no tamanho das partículas. O filtrado é capturado pela cápsula de Bowman e direcionado para o PCT. Uma membrana de filtração é formada pelas membranas basais fundidas dos podócitos e pelas células endoteliais capilares que eles abraçam. As células mesangiais contráteis desempenham ainda um papel na regulação da taxa na qual o sangue é filtrado. Células especializadas na JGA produzem sinais parácrinos para regular o fluxo sanguíneo e as taxas de filtração do glomérulo. Outras células JGA produzem a enzima renina, que desempenha um papel central na regulação da pressão arterial. O filtrado entra no PCT, onde ocorre a absorção e secreção de várias substâncias. Os membros descendentes e ascendentes da alça de Henle consistem em segmentos grossos e finos. A absorção e a secreção continuam no DCT, mas em menor grau do que no PCT. Cada ducto coletor coleta a urina formadora de vários néfrons e responde ao hormônio hipofisário posterior ADH inserindo canais de água de aquaporina na membrana celular para ajustar a recuperação da água.

25.5 Fisiologia da formação de urina

Todo o volume do sangue é filtrado pelos rins cerca de 300 vezes por dia e 99% da água filtrada é recuperada. A TFG é influenciada pela pressão hidrostática e pela pressão osmótica coloidal. Em circunstâncias normais, a pressão hidrostática é significativamente maior e a filtração ocorre. A pressão hidrostática do glomérulo depende da pressão arterial sistêmica, dos mecanismos autorregulatórios, da atividade nervosa simpática e dos hormônios parácrinos. O rim pode funcionar normalmente sob uma ampla faixa de pressão arterial devido à natureza autorregulatória do músculo liso.

25.6 Reabsorção tubular

O rim regula a recuperação da água e a pressão arterial produzindo a enzima renina. É a renina que inicia uma série de reações, levando à produção do vasoconstritor angiotensina II e do esteróide retentor de sal aldosterona. A recuperação da água também é influenciada de forma poderosa e direta pelo hormônio ADH. Mesmo assim, ela influencia apenas os últimos 10% da água disponível para recuperação após a filtração no glomérulo, porque 90% da água é recuperada antes de chegar aos dutos coletores. Dependendo do estado do fluido do corpo em um determinado momento, os dutos coletores podem recuperar nenhuma ou quase toda a água que chega até eles.

Os mecanismos de recuperação de soluto incluem transporte ativo, difusão simples e difusão facilitada. A maioria das substâncias filtradas é reabsorvida. Ureia, NH ₃, creatinina e alguns medicamentos são filtrados ou secretados como resíduos. ^H+ e HCO ₃ ^— são secretados ou reabsorvidos conforme necessário para manter o equilíbrio ácido-base. O movimento da água do glomérulo se deve principalmente à pressão, enquanto o dos capilares peritubulares e da vasa reta se deve aos gradientes de osmolaridade e concentração. O PCT é a parte metabolicamente mais ativa do néfron e usa uma ampla variedade de micromáquinas proteicas para manter a homeostase — simportadores, antiportadores e transportadores ativos da ATPase — em conjunto com a difusão, tanto simples quanto facilitada. Quase 100 por cento da glicose, aminoácidos e vitaminas são recuperados no PCT. O bicarbonato (HCO ₃ ^—) é recuperado usando a mesma enzima, a anidrase carbônica (CA), encontrada nos eritrócitos. A recuperação de solutos cria um gradiente osmótico para promover a recuperação da água. A alça descendente dos néfrons justaglomerulares atinge uma osmolaridade de até 1200 mOsmol/kg, promovendo a recuperação da água. O circuito ascendente é impermeável à água, mas recupera ativamente o Na ⁺, reduzindo a osmolaridade do filtrado para 50—100 mOsmol/kg. A alça descendente e ascendente e a vasa reta formam um sistema multiplicador de contracorrente para aumentar a concentração de ^Na+ na medula renal. Os dutos coletores bombeiam ativamente a uréia para a medula, contribuindo ainda mais para o ambiente de alta osmótica. Os vasos retos recuperam o soluto e a água na medula, devolvendo-os à circulação. Quase 90 por cento da água é recuperada antes que a urina em formação chegue ao DCT, que recuperará outros 10 por cento. A recuperação do cálcio no DCT é influenciada pelo PTH e pela vitamina D ativa. Nos ductos coletores, o ADH estimula a inserção do canal de aquaporina para aumentar a recuperação de água e, assim, regular a osmolaridade do sangue. A aldosterona estimula a recuperação de ^Na+ pelo ducto coletor.

25.7 Regulação do fluxo sanguíneo renal

Os rins são inervados pelos nervos simpáticos do sistema nervoso autônomo. A atividade nervosa simpática diminui o fluxo sanguíneo para o rim, disponibilizando mais sangue para outras áreas do corpo durante períodos de estresse. O mecanismo miogênico arteriolar mantém um fluxo sanguíneo estável, fazendo com que o músculo liso arteriolar se contraia quando a pressão arterial aumenta e fazendo com que ele relaxe quando a pressão arterial diminui. O feedback tubuloglomerular envolve sinalização parácrina na JGA para causar vasoconstrição ou vasodilatação para manter uma taxa constante de fluxo sanguíneo.

25.8 Regulação endócrina da função renal

Os hormônios endócrinos agem à distância e os parácrinos atuam localmente. A enzima renal renina converte o angiotensinogênio em angiotensina I. A enzima pulmonar, ECA, converte a angiotensina I em angiotensina II ativa. A angiotensina II é um vasoconstritor ativo que aumenta a pressão arterial. A angiotensina II também estimula a liberação de aldosterona do córtex adrenal, fazendo com que o ducto coletor retenha Na ⁺, o que promove a retenção de água e um aumento a longo prazo da pressão arterial. O ADH promove a recuperação de água pelos dutos coletores, estimulando a inserção de canais de água da aquaporina nas membranas celulares. As endotelinas estão elevadas nos casos de doença renal diabética, aumentando a retenção de ^Na+ e diminuindo a TFG. Os hormônios natriuréticos, liberados principalmente pelos átrios do coração em resposta ao alongamento das paredes atriais, estimulam a excreção de Na ⁺ e, assim, diminuem a pressão arterial. O PTH estimula a etapa final na formação da vitamina D3 ativa e reduz a reabsorção de fosfato, resultando em maiores níveis circulantes de Ca ⁺⁺.

25.9 Regulação do volume e composição do fluido

Os principais hormônios que regulam os fluidos corporais são ADH, aldosterona e ANH. A progesterona tem estrutura semelhante à aldosterona e pode se ligar e estimular fracamente os receptores de aldosterona, fornecendo uma resposta semelhante, mas diminuída. A pressão arterial é um reflexo do volume sanguíneo e é monitorada por barorreceptores no arco aórtico e nos seios carotídeos. Quando a pressão arterial aumenta, mais potenciais de ação são enviados ao sistema nervoso central, resultando em maior vasodilatação, maior TFG e mais água perdida na urina. O ANH é liberado pelos cardiomiócitos quando a pressão arterial aumenta, causando ^Na+ e perda de água. O ADH em níveis elevados causa vasoconstrição, além de sua ação nos dutos coletores para recuperar mais água. Os diuréticos aumentam o volume da urina. Os mecanismos para controlar a concentração de Na ⁺ no sangue incluem o sistema renina-angiotensina-aldosterona e o ADH. Quando Na ⁺ é retido, K ⁺ é excretado; quando Na ⁺ é perdido, K ⁺ é retido. Quando o Ca ⁺⁺ circulante diminui, o PTH estimula a reabsorção de Ca ⁺⁺ e inibe a reabsorção de${\text{LÚPULO}}_4^{2-}$. O pH é regulado por meio de tampões, expiração de CO ₂ e excreção de ácido ou base pelos rins. A decomposição dos aminoácidos produz amônia. A maior parte da amônia é convertida em uréia menos tóxica no fígado e excretada na urina. A regulação dos fármacos ocorre por filtração glomerular, secreção tubular e reabsorção tubular.

25.10 O sistema urinário e a homeostase

Os efeitos da falha de partes do sistema urinário podem variar de inconvenientes (incontinência) a fatais (perda de filtração e muitos outros). Os rins catalisam a reação final na síntese da vitamina D ativa que, por sua vez, ajuda a regular o Ca ⁺⁺. O hormônio renal EPO estimula o desenvolvimento de eritrócitos e promove o transporte adequado de O ₂. Os rins ajudam a regular a pressão arterial por meio de ^Na+ e retenção e perda de água. Os rins trabalham com o córtex adrenal, os pulmões e o fígado no sistema renina-angiotensina-aldosterona para regular a pressão arterial. Eles regulam a osmolaridade do sangue regulando tanto os solutos quanto a água. Três eletrólitos são mais regulados do que outros: Na ⁺, Ca ⁺⁺ e K ⁺. Os rins compartilham a regulação do pH com os pulmões e os tampões plasmáticos, para que as proteínas possam preservar sua conformação tridimensional e, portanto, sua função.