Sistema Excretor Fisiologia .

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Sistema Urinário
Carlos Maximiliano
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Sistema Excretor
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Composição: rins, ureteres, bexiga, uretra;
Rins: órgãos excretores formadores de urina;
Formam a urina e regulam a concentração da maioria dos constituintes do LEC;
Ureteres: conduzem a urina dos rins até a bexiga;
Bexiga: reservatório temporário;
Uretra: conduz a urina ao meio externo;
Sistema Excretor
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Rins
Os rins participam como:
Órgãos excretores: 
 (excretam substâncias em excesso ou nocivas)
Órgãos reguladores: 
 (mantêm volume e composição dos líquidos corporais)
Órgãos endócrinos:
 (secretam renina, eritropoietina e forma ativa da vitamina D - calcitriol)
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Excretam compostos prejudiciais ao organismo (produtos de metabolismo);
Ajudam a regular a composição de substâncias no LEC;
Têm função importante na regulação do equilíbrio ácido-base (pH sanguíneo) pela excreção de íons hidrogênio;
Regulam o volume sanguíneo pela quantidade de água excretada;
Participam da regulação da pressão sanguínea pelo sistema renina -angiotensina II - aldosterona;
Atuam na regulação da produção de hemácias pela secreção do hormônio eritropoetina;
Rins
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Anatomia do Rim
Herlihy & Maebius, 2002.
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Anatomia do Rim
Cada rins contém, em média, um milhão de néfrons.
O rim não pode regenerar novos néfrons!
Herlihy & Maebius, 2002.
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Néfron
Unidade funcional dos rins;
A urina é formada a partir do sangue pelos néfrons; 
O néfron é formado por duas partes:
Corpúsculo renal: glomérulo e cápsula de Bowman.
Túbulos: proximal, alça de Henle, distal, coletor.
Função: limpar, “aclarar” ou depurar o plasma sanguíneo retirando as substâncias indesejáveis (produtos finais do metabolismo) e mantendo no sangue substâncias necessárias (íons);
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Néfron
Medula renal: aspecto mais fibroso;
Região cortical: aspecto mais glandular;
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Como o néfron depura o plasma?
1- Filtração: plasma flui do glomérulo para a cápsula de Bowman; parte desse filtrado é reabsorvido ao longo dos túbulos;
 Sangue Túbulos (por pressão)
2- Secreção: paredes dos túbulos removem substâncias do sangue (processo ativo);
 Sangue Túbulos (túbulos removem por processo ativo)
Funcionamento do Néfron
Reabsorção
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Filtração
Rede de capilares
Envolve o glomérulo;
2 folhetos 
membrana glomerular;
Filtrado glomerular: ultrafiltrado (sem proteínas e sem hemácias);
Arteríolas: controlam a quantidade de plasma a ser filtrado.
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Filtração
Pressão de filtração:
Pressão no glomérulo: 60 mm Hg
Pressão colóide: 32 mm Hg
Pressão cápsula de Bowman: 18 mm Hg
Pressão colóide: aprox. zero
Total: 10 mm Hg (pressão de filtração)
A intensidade/velocidade com que se forma o filtrado é proporcional à pressão de filtração.
 P F P F
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Membrana Glomerular
Membrana Glomerular: 
3 camadas
(células endoteliais, membrana basal, células epiteliais)
Resultado: ultrafiltrado do plasma;
Filtrado Glomerular
fenestras
Malha de fibras
Poros em fendas
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Filtração/Reabsorção
A intensidade normal de formação de filtrado glomerular é: 125 ml/min ou 180 L/dia;
Contudo, cerca de 179 L dos 180 são reabsorvidos pelos túbulos;
O que não é reabsorvido, será eliminado como urina.
Após o FG ter passado pela cápsula de Bowman, chega ao sistema tubular para reabsorção (dos túbulos para capilares).
Herlihy & Maebius, 2002.
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Substâncias filtradas: quase todas do plasma exceto hemácias e proteínas;
Substâncias reabsorvidas: 
Substâncias secretadas:
Filtração/Reabsorção
 Reabsorção ativa: substância a ser reabsorvida é transportada para os capilares por proteínas transportadoras que utilizam ATP (glicose, aa, proteínas, íons);
 Reabsorção passiva - por difusão/osmose: (água, uréia (que passa junto com a água – 5%; íons cloreto)
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Filtração/Reabsorção
A: nem reabsorvida nem secretada (creatinina)
B: parcialmente reabsorvida (típico para eletrólitos, uréia, ácido úrico, fosfatos)
C: totalmente reabsorvida (aa, glicose, proteínas)
D: substância secretada (compostos ácidos, H, K, drogas)
Na, Cl, HCO3 (altamente reabsorvidos)
Para cada substância plasmática ocorre uma combinação dos processos de filtração, reabsorção e secreção.
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Algumas substâncias do filtrado glomerular têm presença indesejável nos líquidos corporais:
Uréia: produto final do metabolismo dos aminoácidos;
Creatinina: produto da degradação de fosfocreatina no músculo;
Fosfatos:
Sulfatos: substâncias inorgânicas
Nitratos:
Ácido úrico: produto da degradação das purinas (ácidos nucléicos);
Fenóis: ex. intoxicação benzeno (cola de sapateiro);
Essas substâncias não são reabsorvidas ou só o são em grau mínimo;
Se permanecessem no corpo em quantidades excessivas, provavelmente o lesariam.
Filtração/Reabsorção
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Umas poucas substâncias são ativamente secretadas do sangue para os túbulos:
Íons: potássio, hidrogênio, amônia, etc.
A secreção ativa utiliza mecanismo idêntico ao da reabsorção ativa, porém, em sentido inverso;
Secreção
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Resumindo
Rins filtram o sangue
Unidade funcional do rim é o néfron
Néfron: corpúsculo renal + túbulos
Corpúsculo renal: filtração sangue
Parte do filtrado é reabsorvido nos túbulos
Algumas substâncias são reabsorvidas
Outras são secretadas
URINA
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Para uma eficiente filtração é preciso que o fluxo sanguíneo renal seja constante;
Existem controles para manter determinada constância:
Mecanismos: 
 1- SNA
 2- Auto-regulação (controle local)
Se o fluxo sanguíneo renal é constante (dentro do normal), a taxa de filtração glomerular também será;
Regulação da Filtração 
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Regulação da Filtração 
A filtração glomerular deve ser precisamente controlada em cada néfron;
A regulação permite:
A eficácia ótima da reabsorção de água e de sais; 
A não ocorrência de reabsorção irregular de produtos finais do metabolismo;
Mecanismos:
1- Sistema nervoso simpático (produz vasoconstrição – mais importante durante distúrbio grave como hemorragia ou isquemia)
2- Atuação hormonal: (vasoconstritores) epinefrina/norepinefrina, endotelinas;
3- Feedback túbulo-glomerular (arteríolas aferente e eferente) 
 (Auto-regulação – mais importante quando não há distúrbio grave)
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Auto-regulação: Aferente
Feedback vasoconstritor da arteríola aferente:
Reduz a filtração quando a mesma está muito intensa;
Quando ocorre intensidade alta de filtração, o filtrado flui com muita rapidez pelo sistema tubular;
Como resultado, aumenta-se a [Cloreto] nos túbulos;
Por mecanismo ainda não reconhecido, esse íon faz com que a arteríola aferente se contraia;
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 Reduz a filtração quando a mesma está muito intensa;
 Aumenta a filtração quando a mesma está muito reduzida
Costanzo, 2005
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Auto-regulação: Eferente
Feedback vasoconstritor da arteríola eferente:
Aumenta a filtração quando a mesma está muito reduzida;
A constrição eferente impede o fácil escapamento de sangue do glomérulo;
Por conseguinte, aumenta a pressão glomerular e a intensidade da filtração glomerular;
A constrição eferente ocorre pelo seguinte mecanismo: o fluxo lento de líquido (da alça de Henle para a mácula densa), faz as células justaglomerulares secretarem renina;
 Renina atua sobre proteínas (globulinas – angiotensinogênio no LEC) para formar angiotensina II. Esta, atua na constrição da arteríola eferente.
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Aparelho Justaglomerular
Mácula densa + células justaglomerulares = 
aparelho justaglomerular
Mácula densa: 
 São sensíveis à baixa concentração de Na+ e Cl- no fluido tubular e ao volume;
 Produzem moléculas sinalizadoras para a produção de renina; 
Células justaglomerulares:
 Produzem renina (angiotensina II - potente
vasoconstritor)
 Angiotensina II (induz formação aldosterona) – retenção sódio e excreção de potássio.
Em contato com as duas arteríolas
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 Reduz a filtração quando a mesma está muito intensa;
 Aumenta a filtração quando a mesma está muito reduzida
Costanzo, 2005
Íons cloreto
renina
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Nos rins, os mecanismos de auto-regulação atuam no sentido de preservar a taxa de filtração glomerular e o fluxo sanguíneo renal em valores constantes;
Isso para que se possa realizar com precisão a excreção renal de água e solutos; 
Contudo, a auto-regulação não é absoluta;
A pressão sanguínea pode influenciar na TFG.
Regulação da Filtração 
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Pressão Arterial e Urina
Apesar dos mecanismos de auto-regulação, um aumento na pressão arterial aumenta a formação de urina;
Dois mecanismos:
1- apesar da auto-regulação (mecanismo não absoluto), pressão arterial elevada provoca discreto aumento da pressão glomerular (isso tende a aumentar a intensidade da filtração glomerular);
2- aumento da pressão arterial também aumenta a pressão nas capilares peritubulares (isso diminui a intensidade de reabsorção);
Assim, o aumento da pressão arterial exerce efeito acentuado sobre a formação de urina;
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Quando a pressão arterial fica muito aumentada, ocorre aumento automático da intensidade de fluxo urinário;
Isso persiste até que a pessoa tenha sido desidratada o suficiente para regular a pressão arterial;
Ao contrário, quando a pressão se reduz, ocorre retenção de líquidos e eletrólitos no corpo para seu devido aumento;
Esse é um dos mecanismos mais importantes de controle a longo prazo da pressão arterial (o outro é o hormonal - aldosterona);
Pressão Arterial e Urina
Aumento de 100 mm Hg para 120 mm Hg = dobra o débito urinário.
Redução de 100 mm Hg para 60 mm Hg = abole quase completamente o débito urinário
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Regulação Pressão Sanguínea
Controle Neural: (curto prazo) por reflexos nervosos;
Reflexo barorreceptor: pressão aumentada é identificada por barorreceptores (aorta e carótidas) que enviam sinais para bulbo e este atua através do SNA;
Controle renal: (longo prazo) por mecanismo hemodinâmico e mecanismo hormonal;
Mecanismo hemodinâmico: quando pressão sanguínea aumenta, a pressão excessiva nas artérias renais faz os rins filtrarem mais e excretarem mais;
Mecanismo hormonal: o mais importante é a aldosterona (sistema renina-angiotensina-aldosterona);
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Mácula densa: percebe variações do conteúdo iônico e do volume no TCD;
Células justaglomerulares: produzem Renina;
Renina Angiotensinogênio Angiotensina I Angiotensina II Aldosterona
Renina: participa da regulação da pressão sanguínea;
Como?
Angiotensina II: potente vasoconstritor e atua na indução da aldosterona;
Aldosterona: atua nos rins (Na+ e água) - TCD
Aparelho Justaglomerular
ECA
Captopril inibe ECA
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Aldosterona
O sistema renina-angiotensina-aldosterona atua na regulação da pressão sanguínea;
O que promove a síntese de aldosterona?
Aumento da concentração de K+ no sangue;
Angiotensina;
O que promove a síntese de angiotensina?
Redução no fluxo sanguíneo renal; isso faz com que os rins secretem renina;
Angitensina provoca constrição vascular e também atua sobre o córtex adrenal para aumentar a secreção de aldosterona (Na+).
Aldosterona (duas funções): regular [k] e elevar pressão sanguínea.
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Aumento NaCl
Quando se ingere muito sal o que ocorre?
Se existe grande [Na] no LEC, há modificação na osmolaridade;
Osmorreceptores captam essa diferença;
Mandam informações sensoriais para o hipotálamo;
Hipotálamo comanda liberação de ADH (neurohipófise);
ADH atua nos túbulos coletores para aumentar reabsorção de água;
Aumenta a dimensão dos poros nas células epiteliais;
A água é devolvida para os líquidos corporais (regulação osmótica);
Enquanto que o sódio e outros solutos são eliminados pela urina.
Resumindo: muito sal – ADH e sede.
Inibe diurese; deprime secreção renina.
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Quando há redução na [Na] no corpo o que ocorre? Ou hemorragia?
Se há diminuição da [Na] no LEC, há redução do volume do LEC;
Essa redução acaba por reduzir o volume sanguíneo;
Volume sanguíneo reduzido: redução na pressão sanguínea;
Fluxo sanguíneo renal fica reduzido;
Isso é captado pelas células da mácula densa;
Essas enviam mensageiros para as células justaglomerulares;
Tais células produzem renina;
Renina atua sobre angiotensinogênio gerando angiotensina I;
Angiotensina I é convertida em Angiotensina II (ECA);
Angiotensina II promove vasoconstrição; maior síntese aldosterona;
Aldosterona promove aumento de absorção de Na+ (água e Cl-).
Resumindo: pouco sal – Aldosterona.
Redução NaCl
Inibe diurese; estimula secreção renina.
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Eritropoetina
Células do interstício cortical renal (espaço entre néfrons e vasos) produzem 85% da eritropoetina;
Fígado sintetiza os outros 15% restantes;
Lesões graves nos rins: anemia.
Estímulo: anemia, hipóxia, isquemia
(qlqr fator que reduza a tensão renal e O2)
Qualquer desses fatores aumenta a 
síntese em apenas alguns minutos;
Existe a forma sintética (uso ilegal em 
atletas);
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Excreção
Enquanto os rins formam a urina, as estruturas restantes do sistema urinário funcionam como uma via de condução da urina para o exterior;
Essas estruturas (ureteres, bexiga e uretra) apenas armazenam e conduzem a urina;
Todos apresentam em sua constituição:
Uma camada externa de tecido conjuntivo, uma camada média de músculo liso e revestimento por membrana mucosa;
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Ureteres: conectam os rins à bexiga;
São delgados tubos musculares que realizam movimentos peristálticos (-30’);
Algumas vezes, um cálculo renal (precipitação cristalina) se aloja no ureter provocando o retorno da urina (pressão e dor);
Bexiga: reservatório temporário de urina;
Fica cheia quando alcança o volume de 200 a 400 m;
A micção é causada por combinação nervosa voluntária e involuntária;
Receptores de estiramento, sinal até medula, reflexo de micção (parede da bexiga e esfíncter interno);
Uretra: canal que conduz a urina da bexiga para o ambiente externo;
A camada muscular da uretra se contrai e ajuda a expulsar a urina;
Excreção
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Bexiga
Simpático - bexiga está enchendo: relaxa músculo da parede da bexiga e contração do esfíncter interno.
Parassimpático - bexiga está cheia: contração do músculo da parede da bexiga e relaxamento do esfíncter interno.
Esfíncter interno – controle involuntário
Esfíncter externo – controle voluntário
Excreção
Micção
Reflexo de micção: receptores de estiramento – medula espinhal – nervos parassimpáticos.
Bebês: os que ainda não desenvolveram controle sobre o esfíncter externo urinam de forma automática cada vez que a bexiga enche.
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Funcionamento anormal do rim
Por que o rim não funciona 100%?
Bloqueio renal: vários tipos de lesões fazem com que o rim pare de funcionar;
Ex: envenenamento dos néfrons por mercúrio, entupimento dos túbulos renais com hemoglobina (reação de transfusão), destruição dos túbulos renais por choque circulatório;
Após o bloqueio renal, as concentrações de metabólitos podem aumentar muito, líquidos corporais podem ficar acidóticos, hipercalemia (muito potássio), retenção de líquido, etc;
Perda de néfrons: infecção, traumas, anomalias congênitas, venenos, bloqueio arterioesclerótico dos vasos sanguíneos renais, etc.
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Insuficiência Renal Aguda
(IRA) – o funcionamento dos rins é interrompido de forma significativa e abrupta geralmente com certo grau de lesão (muitas vezes reversível);
É a redução aguda da função renal em horas ou dias;
Tal disfunção resulta no acúmulo de compostos no organismo que podem gerar distúrbios metabólicos como acidose, hipercalemia (K), mudanças no balanço hídrico;
Pode acorrer também desbalanço hormonal de eritropoetina e vitamina D;
Causas: disfunção
intrínseca dos rins, obstrução das vias urinárias, redução da pressão de perfusão renal (Ex. hipotensão, trombose na veia renal, infecção, injúrias, hipercalcemia); 
Ler: http://www.projetodiretrizes.org.br/projeto_diretrizes/068.pdf e http://www.medstudents.com.br/rotinas/clinmed/ira.htm
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Insuficiência Renal Crônica
(IRC) – estado resultante de deterioração significativa, permanente e progressiva de néfrons funcionantes;
Ocorre perda progressa da função dos rins (glomerular, tubular e endócrina);
Geralmente ela é definida pela presença de algum tipo de lesão renal mantida há pelo menos 3 meses com ou sem redução da função de filtração; 
Néfrons não acometidos aumentam sua capacidade funcional;
Causas: hipertensão, diabetes mellitus, glomerulonefrites, pielonefrites, casos repetidos de cálculo renal, etc.
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Cálculo Renal
É conhecido popularmente como pedra nos rins. É provocado por vários fatores relacionados à alimentação, mal funcionamento do sistema urinário ou a predisposição genética. 
O cálculo forma-se nos rins e na bexiga, a partir do acúmulo de sais minerais no organismo. Além dos sais minerais, o acúmulo de outras substâncias pode causar o cálculo como, por exemplo, ácido úrico. 
O cálculo assume um formato de cristais e pode ter dimensões e formatos variados. Alguns cálculos são do tamanho de um grão de areia, outros podem atingir maiores proporções. 
As pedras nos rins contêm várias combinações de químicos, sendo que o tipo mais comum de cálculo renal é de cálcio em combinação com oxalato ou fosfato. 
Infecções no trato urinário, desordens nos rins e certas desordens metabólicas como hiperparatireoidismo também estão relacionados a cálculos renais. 
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Perda da função renal
Os pacientes que, por qualquer motivo, perderam a função renal e irreparavelmente atingiram a fase terminal da doença renal têm, hoje, três métodos de tratamento, que substituem as funções do rim: a diálise peritoneal, a hemodiálise e o transplante renal,
Diálise peritoneal: utiliza-se a membrana peritoneal para filtrar o sangue. Ocorre introdução de um catéter especial dentro da cavidade abdominal e, através dele, faz-se passar uma solução aquosa semelhante ao plasma. A solução permanece por um período necessário para que se realizem as trocas. 
Hemodiálise: Para realizar a hemodiálise, é necessário fazer passar o sangue por um filtro capilar. 
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Rim artificial
Guyton, 2002
Solução dialisadora: não contém nenhum dos produtos finais do metabolismo.
Contém íons na mesma proporção que o plasma.
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Glomerulonefrite aguda e crônica: doença inflamatória produzida por toxinas de determinadas bactérias estreptocócicas;
Os glomérulos apresentam inflamação aguda, edemaciados, com fluxo sanguíneo quase nulo;
Muitas vezes as membranas glomerulares apresentam-se muito porosas permitindo o trânsito de proteínas e glóbulos vermelhos;
Crises periódicas de glomerulonefrite aguda podem levar à forma crônica da doença.
Glomerulonefrite
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Referências
Guyton. Fisiologia Humana. Guanabara Koogan, 2002. Capítulos 22, 23 e 19.
Costanzo. Fisiologia. Elsevier, 2005. Capítulo 6.
 
Herlihy & Maebius. Anatomia e Fisiologia do corpo humano saudável e enfermo. Manole, 2002.
Figuras não-identificadas: retiradas da internet.