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11.11: Regulação Endócrina da Função Renal - Biologia

11.11: Regulação Endócrina da Função Renal - Biologia



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objetivos de aprendizado

Ao final desta seção, você será capaz de:

  • Descreva como cada uma das seguintes funções no controle extrínseco da TFG: mecanismo renina-angiotensina, peptídeos natriuréticos e atividade adrenérgica simpática
  • Descreva como cada um dos seguintes atua para regular a reabsorção e a secreção, de modo a afetar o volume e a composição da urina: sistema renina-angiotensina, aldosterona, hormônio antidiurético e peptídeos natriuréticos
  • Cite e defina as funções de outros hormônios que regulam o controle dos rins

Vários hormônios têm papéis específicos e importantes na regulação da função renal. Eles agem para estimular ou inibir o fluxo sanguíneo. Alguns deles são endócrinos, agindo à distância, enquanto outros são parácrinos, agindo localmente.

Renina-Angiotensina-Aldosterona

A renina é uma enzima produzida pelas células granulares da arteríola aferente no JGA. Ele converte enzimaticamente o angiotensinogênio (produzido pelo fígado, circulando livremente) em angiotensina I. Sua liberação é estimulada por prostaglandinas e NO do JGA em resposta à diminuição do volume do fluido extracelular.

ACE não é um hormônio, mas é funcionalmente importante na regulação da pressão arterial sistêmica e função renal. É produzida nos pulmões, mas se liga às superfícies das células endoteliais nas arteríolas aferentes e no glomérulo. Ele converte enzimaticamente a angiotensina I inativa em angiotensina II ativa. ACE é importante para aumentar a pressão arterial. Pessoas com pressão alta às vezes recebem prescrição de inibidores da ECA para reduzir a pressão arterial.

A angiotensina II é um vasoconstritor potente que desempenha um papel imediato na regulação da pressão arterial. Atua sistemicamente para causar vasoconstrição, bem como constrição das arteríolas aferentes e eferentes do glomérulo. Em casos de perda de sangue ou desidratação, reduz tanto a TFG quanto o fluxo sanguíneo renal, limitando assim a perda de fluido e preservando o volume sanguíneo. Sua liberação é geralmente estimulada por diminuições da pressão arterial e, portanto, a preservação de uma pressão arterial adequada é seu papel principal.

A aldosterona, muitas vezes chamada de "hormônio retentor de sal", é liberada do córtex adrenal em resposta à angiotensina II ou diretamente em resposta ao aumento de K no plasma+. Promove Na+ reabsorção pelo néfron, promovendo a retenção de água. Também é importante na regulação de K+, promovendo sua excreção. (Este efeito duplo em dois minerais e sua origem no córtex adrenal explica sua designação como mineralocorticóide.) Como resultado, a renina tem um efeito imediato na pressão arterial devido à vasoconstrição estimulada pela angiotensina II e um efeito prolongado através do Na+ recuperação devido à aldosterona. Ao mesmo tempo que a aldosterona causa recuperação aumentada de Na+, também causa maior perda de K+. A progesterona é um esteróide estruturalmente semelhante à aldosterona. Ele se liga ao receptor de aldosterona e estimula fracamente o Na+ reabsorção e aumento da recuperação de água. Este processo não é importante em homens devido aos baixos níveis de progesterona circulante. Pode causar aumento da retenção de água durante alguns períodos do ciclo menstrual em mulheres, quando os níveis de progesterona aumentam.

Hormônio Antidiurético (ADH)

Os diuréticos são medicamentos que podem aumentar a perda de água, interferindo na recaptura de solutos e água da urina em formação. Eles são freqüentemente prescritos para baixar a pressão arterial. Café, chá e bebidas alcoólicas são diuréticos familiares. O ADH, um peptídeo de 9 aminoácidos liberado pela hipófise posterior, age para fazer exatamente o oposto. Promove a recuperação de água, diminui o volume da urina e mantém a osmolaridade plasmática e a pressão arterial. Ele faz isso estimulando o movimento das proteínas de aquaporina na membrana celular apical das células principais dos dutos coletores para formar canais de água, permitindo o movimento transcelular da água do lúmen do ducto coletor para o espaço intersticial na medula do rim por osmose. A partir daí, ele entra nos vasos capilares retos para retornar à circulação. A água é atraída pelo ambiente altamente osmótico da medula renal profunda.

Endotelina

Endotelinas, Peptídeos de 21 aminoácidos, são vasoconstritores extremamente poderosos. Eles são produzidos por células endoteliais dos vasos sanguíneos renais, células mesangiais e células do DCT. Os hormônios que estimulam a liberação de endotelina incluem angiotensina II, bradicinina e epinefrina. Eles normalmente não influenciam a pressão arterial em pessoas saudáveis. Por outro lado, em pessoas com doença renal diabética, a endotelina está cronicamente elevada, resultando em retenção de sódio. Eles também diminuem a TFG por danificar os podócitos e por vasoconstruir potentemente as arteríolas aferentes e eferentes.

Hormônios Natriuréticos

Os hormônios natriuréticos são peptídeos que estimulam os rins a excretar sódio - um efeito oposto ao da aldosterona. Os hormônios natriuréticos atuam inibindo a liberação de aldosterona e, portanto, inibindo Na+ recuperação nos dutos coletores. Se Na+ permanece na urina em formação, sua força osmótica causará uma perda simultânea de água. Os hormônios natriuréticos também inibem a liberação de ADH, o que naturalmente resultará em menor recuperação de água. Portanto, os peptídeos natriuréticos inibem tanto o Na+ e recuperação de água. Um exemplo dessa família de hormônios é o hormônio natriurético atrial (ANH), um peptídeo de 28 aminoácidos produzido pelos átrios cardíacos em resposta ao alongamento excessivo da parede atrial. O alongamento excessivo ocorre em pessoas com pressão arterial elevada ou insuficiência cardíaca. Ele aumenta a TFG por meio da vasodilatação concomitante da arteríola aferente e vasoconstrição da arteríola eferente. Esses eventos levam a um aumento da perda de água e sódio na urina em formação. Também diminui a reabsorção de sódio no DCT. Há também o peptídeo natriurético do tipo B (BNP) de 32 aminoácidos produzidos nos ventrículos do coração. Ele tem uma afinidade 10 vezes menor por seu receptor, de modo que seus efeitos são menores que os do ANH. Seu papel pode ser o de fornecer um “ajuste fino” para a regulação da pressão arterial. A meia-vida biológica mais longa do BNP o torna um bom marcador diagnóstico de insuficiência cardíaca congestiva.

Hormônio da paratireóide

O hormônio da paratireóide (PTH) é um peptídeo de 84 aminoácidos produzido pelas glândulas paratireoides em resposta à diminuição do Ca circulante++ níveis. Entre seus alvos está o PCT, onde estimula a hidroxilação do calcidiol a calcitriol (1,25-hidroxicolecalciferol, forma ativa da vitamina D). Também bloqueia a reabsorção de fosfato (PO3), causando sua perda na urina. A retenção de fosfato resultaria na formação de fosfato de cálcio no plasma, reduzindo o Ca circulante++ níveis. Ao livrar o sangue do fosfato, maior Ca circulante++ níveis são permitidos.

Tabela 1. Principais vasoconstritores que influenciam a TFG e RFB
HormônioEstímuloEfeito da TFG[1]Efeito no RBF[2]
Nervos simáticos (epinefrina e norepinefrina)↓ ECFV[3]
Angiotensina II↓ ECFV
Endotelina↑ Alongamento, bradicinina, angiotensina II, epinefrina
↓ ECFV
Tabela 2. Principais vasodilatadores que influenciam a TFG e RFB
HormônioEstímuloEfeito da TFGEfeito no RBF
Prostaglandinas (PGE1, PGE2 e PGI2)↓ ECFV
↑ tensão de cisalhamento, angiotensina II
Sem alteração / ↑
Óxido nítrico (NO)↑ tensão de cisalhamento, acetilcolina, histamina, bradicinina, ATP, adenosina
Bradicinina↓ Prostaglandinas, ACE[4]
Peptídeos natriuréticos (ANP[5], Tipo B[6])↑ ECFVSem mudança

Revisão do Capítulo

Os hormônios endócrinos atuam à distância e os hormônios parácrinos atuam localmente. A enzima renal renina converte o angiotensinogênio em angiotensina I. A enzima pulmonar, ACE, 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+, que promove a retenção de água e um aumento de longo prazo na pressão arterial. O ADH promove a recuperação de água pelos dutos coletores, estimulando a inserção dos canais de água da aquaporina nas membranas celulares. As endotelinas estão elevadas em casos de doença renal diabética, aumentando o Na+ retenção e diminuição da TFG. Hormônios natriuréticos, liberados principalmente dos átrios do coração em resposta ao alongamento das paredes atriais, estimulam o Na+ excreção e, assim, diminuir a pressão arterial. O PTH estimula a etapa final na formação da vitamina D3 ativa e reduz a reabsorção de fosfato, resultando em maior Ca circulante++ níveis.

Auto-verificação

Responda às perguntas abaixo para ver se você entendeu bem os tópicos abordados na seção anterior.

Questões de pensamento crítico

  1. Quais órgãos produzem quais hormônios ou enzimas no sistema renina-angiotensina?
  2. O PTH afeta a absorção e reabsorção de quê?

[revelar-resposta q = ”262467 ″] Mostrar respostas [/ revelar-resposta]
[resposta oculta a = ”262467 ″]

  1. O fígado produz angiotensinogênio, os pulmões produzem ACE e os rins produzem renina.
  2. O PTH afeta a absorção e reabsorção do cálcio.

[/ resposta-oculta]

Glossário

endotelinas: grupo de peptídeos vasoconstritores de 21 aminoácidos; produzida por células endoteliais dos vasos sanguíneos renais, células mesangiais e células do DCT



O RAAS é uma via de sinalização envolvida no controle da pressão arterial. Envolve vários hormônios:

  • Angiotensinogênio é produzido pelo fígado em resposta a:
    • Glicocorticóides
    • Hormônios da tireóide
    • Estrogênios
    • Angiotensina II
    • Várias proteínas inflamatórias

    Renin é uma protease produzida pelos rins em resposta a & # x3B21 estimulação ou hipotensão, e existe para clivar angiotensinogênio para angiotensina I

    ÁS cliva a angiotensina I em angiotensina II, e também cliva a bradicinina em metabólitos inativos

    • Angiotensina II aumenta a pressão arterial por meio de uma série de mecanismos:
      • Simula liberação de aldosterona do córtex adrenal, aumentando a retenção de sódio e água
      • Vasoconstrição de eferentes maior do que as arteríolas aferentes
        Resulta em uma leve diminuição da TFG em uma pressão de perfusão mais baixa, mas aumenta a fração de filtração.
        • NB: Diferentes fontes citam diferentes mudanças (aumento ou diminuição) na TFG
          O efeito final pode variar dependendo da contribuição de outros processos autorregulatórios.
        • Aldosterona atua no túbulo contorcido distal para:
          • Aumenta a reabsorção de Na + e água
          • Aumentar a eliminação de K + e H +

          Glândulas paratireoides

          As glândulas paratireoides produzem o hormônio da paratireoide, que é responsável por respostas fisiológicas específicas do corpo relacionadas ao cálcio.

          Objetivos de aprendizado

          Descreva como as glândulas paratireoides regulam os níveis de cálcio no sangue

          Principais vantagens

          Pontos chave

          • As glândulas paratireoides são responsáveis ​​pela regulação dos níveis de cálcio e fósforo do corpo ao produzir o hormônio da paratireoide, que ajuda a controlar a liberação de cálcio.
          • As células oxífilas e as células principais são dois tipos principais de células que compõem o tecido da paratireóide. As células principais produzem o hormônio da paratireóide, enquanto o papel das células oxifilas permanece desconhecido.
          • O hormônio da paratireóide é liberado na corrente sanguínea, onde viaja para as células-alvo, ligando-se a um receptor encontrado nas células-alvo.
          • Os hormônios da paratireóide ajudam a regular os níveis de cálcio, aumentando as concentrações de cálcio no sangue quando os níveis de íons de cálcio caem abaixo do normal.

          Termos chave

          • hormônio da paratireóide: um hormônio polipeptídeo que é liberado pelas células principais das glândulas paratireoides e está envolvido no aumento dos níveis de íons de cálcio no sangue
          • calcitriol: o metabólito ativo 1,25-diidroxicolecalciferol da vitamina D3 que está envolvido na absorção de cálcio
          • osteoclasto: uma grande célula multinuclear associada à reabsorção do osso
          • osteoblasto: uma célula mononucleada a partir da qual o osso se desenvolve

          Glândulas paratireoides

          As glândulas paratireoides são pequenas glândulas endócrinas que produzem o hormônio da paratireoide. A maioria das pessoas tem quatro glândulas paratireoides; no entanto, o número pode variar de duas a seis. Essas glândulas estão localizadas na superfície posterior da glândula tireóide. Normalmente, há uma glândula superior e uma inferior associadas a cada um dos dois lobos da tireoide. Cada glândula paratireóide é coberta por tecido conjuntivo e contém muitas células secretoras que estão associadas a uma rede capilar. Existem dois tipos principais de células que compõem o tecido da paratireoide: as células oxifilas e as células principais, as últimas das quais realmente produzem o hormônio da paratireoide. A função das células oxífilas é desconhecida.

          Glândulas paratireoides: As glândulas paratireoides estão localizadas na parte posterior da glândula tireoide. As glândulas paratireoides produzem o hormônio da paratireoide (PTH), que aumenta as concentrações de cálcio no sangue quando os níveis de íons de cálcio caem abaixo do normal.

          Uma das funções mais importantes das glândulas paratireoides & # 8217 é regular os níveis de cálcio e fósforo do corpo. Outra função das glândulas paratireoides é secretar o hormônio da paratireoide, que causa a liberação do cálcio presente no osso para o fluido extracelular.

          O hormônio da paratireóide (PTH), também conhecido como paratormônio, é liberado diretamente na corrente sanguínea, viajando para suas células-alvo, que geralmente estão bem distantes. Em seguida, ele se liga a um receptor (encontrado dentro ou na superfície das células-alvo). Os receptores se ligam a um hormônio específico, resultando em uma resposta fisiológica (normal) específica do corpo.

          Glândulas paratireoides e regulação do cálcio

          O PTH se opõe ao efeito da tireocalcitonina (ou calcitonina), um hormônio produzido pela glândula tireóide que regula os níveis de cálcio. Ele faz isso removendo o cálcio de seus locais de armazenamento nos ossos e liberando-o na corrente sanguínea. Também sinaliza aos rins para reabsorver mais desse mineral, transportando-o para o sangue. O PTH também pode sinalizar ao intestino delgado para absorver cálcio, transportando-o da dieta para o sangue. O cálcio é importante para que ocorra a metabolização. O sangue não pode coagular sem cálcio suficiente. Os músculos esqueléticos precisam desse mineral para se contrair. A deficiência de PTH pode levar à tetania, uma condição caracterizada por fraqueza muscular devido à falta de cálcio disponível no sangue.

          Mais especificamente, o PTH aumenta as concentrações de cálcio no sangue quando os níveis de íons de cálcio caem abaixo do normal. Em primeiro lugar, o PTH aumenta a reabsorção de cálcio pelos rins; em seguida, estimula a atividade dos osteoclastos e inibe a atividade dos osteoblastos. Finalmente, o PTH estimula a síntese e a secreção de calcitriol pelos rins, o que aumenta a absorção de Ca 2+ pelo sistema digestivo. O PTH e a calcitonina atuam em oposição um ao outro para manter os níveis homeostáticos de cálcio nos fluidos corporais.


          Hormônios Natriuréticos

          Os hormônios natriuréticos são peptídeos que estimulam os rins a excretar sódio - um efeito oposto ao da aldosterona. Os hormônios natriuréticos atuam inibindo a liberação de aldosterona e, portanto, inibindo a recuperação do Na + nos dutos coletores. Se o Na + permanecer na urina em formação, sua força osmótica causará uma perda simultânea de água. Os hormônios natriuréticos também inibem a liberação de ADH, o que naturalmente resultará em menor recuperação de água. Portanto, os peptídeos natriuréticos inibem a recuperação de Na + e água. Um exemplo dessa família de hormônios é o hormônio natriurético atrial (ANH), um peptídeo de 28 aminoácidos produzido pelos átrios cardíacos em resposta ao alongamento excessivo da parede atrial. O alongamento excessivo ocorre em pessoas com pressão arterial elevada ou insuficiência cardíaca. Ele aumenta a TFG por meio da vasodilatação concomitante da arteríola aferente e da vasoconstrição da arteríola eferente. Esses eventos levam a um aumento da perda de água e sódio na formação de urina. Também diminui a reabsorção de sódio no DCT. Há também o peptídeo natriurético do tipo B (BNP) de 32 aminoácidos produzidos nos ventrículos do coração. Ele tem uma afinidade 10 vezes menor por seu receptor, de modo que seus efeitos são menores que os do ANH. Seu papel pode ser o de fornecer um “ajuste fino” para a regulação da pressão arterial. A meia-vida biológica mais longa do BNP o torna um bom marcador diagnóstico de insuficiência cardíaca congestiva ([link]).


          Rim de Seres Humanos: Regulação e Função

          As funções do rim são controladas pelo hormônio antidiurético (ADH), aparelho justaglom e shyerular (JGA) e Fator Natriurético Atrial (ANF).

          (i) Controle por hormônio antidiurético (ADH):

          O ADH é secretado pelo hipotálamo do cérebro e liberado no sangue a partir do lobo posterior da glândula pituitária. A liberação do ADH é desencadeada quando os osmorreceptores no hipotálamo detectam um aumento na osmolaridade do sangue acima de um ponto de ajuste de 300 mos mL -1. Nessa situação, as células osmorreceptoras também promovem a sede. Ele aumenta a reabsorção de água no túbulo contorcido distal e no ducto coletor.

          (ii) Controle por aparelho justaglomerular (JGA):

          JGA opera um sistema multi-hormonal renina-angiotensina-aldosterona (RAAS). As células justaglomerulares secretam uma enzima, renina, na corrente sanguínea. A renina transforma a proteína plasmática, chamada angiotensinogênio, em um peptídeo, chamado angiotensina II, que funciona como hormônio.

          A angiotesina II aumenta a pressão arterial, causando a constrição das arteríolas. Também aumenta o volume sanguíneo de duas maneiras: em primeiro lugar, induz os túbulos convolutos proximais a reabsorver mais NaCl e água e, em segundo lugar, estimula as glândulas supra-renais a liberar um hormônio, chamado aldosterona, que induz o túbulo contorcido distal a absorver mais Na + e água .

          (iii) Controle por Fator Natriurético Atrial (ANF):

          Existe um outro hormônio, um peptídeo denominado Fator Natriurético Atrial (ANF), que se opõe à regulação pelo RAAS. As paredes dos átrios do coração liberam FAN em resposta a um aumento no volume e pressão sanguínea.

          O ANF inibe a liberação de renina do JGA e, portanto, inibe a reabsorção de NaCl pelo ducto coletor e reduz a liberação de aldosterona pela glândula adrenal. Assim, ADH, RAAS e ANF regulam as funções dos rins. Como resultado, eles controlam a osmolaridade do fluido corporal, a concentração de sal, a pressão sanguínea e o volume sanguíneo.

          A expulsão da urina da bexiga urinária é chamada de micção. É um processo reflexo, mas em crianças crescidas e adultos, pode ser controlado voluntariamente até certo ponto.

          Suprimento de nervos para a bexiga urinária e esfíncteres:

          A bexiga urinária e o esfíncter interno são supridos pelos sistemas nervosos simpático e parassimpático do sistema nervoso autonímico e shinômico, ao passo que o esfíncter externo é suprido pelo nervo somático.

          Função do nervo simpático:

          A estimulação do nervo causa relaxamento do músculo detrusor da bexiga urinária e constrição do esfíncter interno. Portanto, provoca o enchimento da bexiga urinária e o nervo simpático é denominado nervo de enchimento.

          Função do nervo parassimpático:

          A estimulação desse nervo causa contração do músculo detrusor e relaxamento do esfíncter interno levando ao esvaziamento da bexiga urinária. Portanto, o nervo parassimpático é chamado de nervo de esvaziamento ou nervo de micção e shyrition.

          Função do nervo somático (pudendo):

          Ele mantém a contração tônica das fibras musculares esqueléticas e tímidas formando o esfíncter externo de forma que, o esfíncter externo está sempre contraído. Durante a micção, esse nervo é inibido, portanto, o nervo somático (pudendo) é responsável pelo controle voluntário da micção. A urina sai da bexiga urinária pela uretra.

          Constituintes da Urina:

          A urina é um líquido transparente, amarelo claro, com pH levemente ácido (pH médio 6,0). A cor da urina é causada pelo pigmento urocromo, que é um produto da degradação da hemoglobina proveniente de glóbulos vermelhos desgastados.

          A cor da urina pode ser afetada pelos alimentos. A faixa de pH da urina é normalmente entre 4,5 e 8,2 dependendo da quantidade de alimentos ácidos e básicos na dieta. As frutas aumentam a acidez e os vegetais aumentam a alcalinidade da urina.

          Uma dieta rica em proteínas também produz urina ácida devido aos produtos ácidos do metabolismo dos aminoácidos. Uma pessoa adulta normal secreta cerca de 1,5 litros de urina em 24 horas. As substâncias que aumentam a formação de urina são chamadas diuréticos.

          O chá, o café e as bebidas alcoólicas têm efeitos diuréticos. A urina é hipertônica (ou seja, tem uma pressão osmótica mais alta do que o plasma sanguíneo). Quando a urina fica em repouso por algum tempo, ela tem um forte cheiro de amônia, devido à degradação bacteriana da ureia em amônia. A gravidade específica da urina é geralmente entre 1,015 e 1,025.

          Cerca de 95% do volume da urina é água, outras substâncias são apenas cerca de 5%. As substâncias orgânicas incluem nitrogênio, ureia, creatina, creatinina, amônia, ácido úrico, ácido hipúrico, ácido oxálico, aminoácidos, alantoína, vitaminas, hormônios e enzimas.

          As substâncias inorgânicas incluem cloreto, fosfato, sulfato, potássio, sódio, cálcio, magnésio, iodo, arsênio e chumbo. É importante notar que normalmente nenhuma glicose é encontrada na urina.

          Condições anormais de urina:

          A presença de albumina na urina é chamada de albuminúria. Geralmente ocorre na nefrite (inflamação dos glomérulos). Nesta condição, o tamanho das fendas de filtragem aumenta.

          A presença de glicose na urina é conhecida como glicosúria. Ela ocorre no diabetes mellitus.

          A presença de sangue ou células sanguíneas na urina é chamada de hematúria.

          A presença de corpos cetônicos anormalmente elevados na urina é denominada cetonúria.

          A presença de hemoglobina na urina é chamada de hemoglobinúria.

          A presença de excesso de uréia na urina é conhecida como uremia.

          A presença de leucócitos ou pus na urina é chamada de piúria.

          A deficiência de ADH causa Diabetes insipidus, que é caracterizado pela diluição excessiva da urina.

          Funções do Rim:

          O rim remove o excesso de água do corpo.

          2. Eliminação de resíduos de nitrogênio:

          O rim remove os resíduos nitrogenados, como a uréia, e o ácido úrico do sangue.

          O rim remove o excesso de ácidos e álcalis do sangue para manter o pH adequado do sangue (cerca de 7,4).

          4. Manutenção do conteúdo de sal:

          O rim mantém a quantidade adequada de sais minerais como sódio e potássio no corpo.

          5. Remoção de outras substâncias:

          O rim elimina substâncias tóxicas, drogas, suínos e tímidos, vitaminas em excesso do sangue.

          6. Manutenção da pressão arterial:

          O rim controla o equilíbrio de fluidos no corpo, portanto, ele mantém a pressão arterial.

          Como o rim remove vários materiais indesejáveis ​​do sangue, ele ajuda a manter constante o ambiente interno do corpo.

          O rim secreta uma enzima (que atua como hormônio), a renina, que transforma o plasma, a proteína, o angiotensinogênio (produzido pelo fígado) em angio & shitensina II. Este último estimula o córtex adrenal a secretar aldosterona (hormônio) que aumenta a taxa de reabsorção de Na + nos néfrons.

          9. Produção de eritropoietina:

          O rim produz eritropoetina (hormônio) que estimula a formação de eritrócitos (hemácias).


          Ensaio sobre os rins: funções, formação de urina e hormônios

          Neste artigo, discutiremos sobre os rins: - 1. Introdução ao rim 2. Funções do rim 3. Formação da urina 4. Mecanismo de ação dos diuréticos 5. Testes de função renal 6. Defeitos da função tubular congênita 7. Uremia 8. O rim artificial 9. Hormônios.

          1. Ensaio sobre a introdução ao rim
          2. Ensaio sobre as funções do rim
          3. Ensaio sobre a formação de urina no rim
          4. Ensaio sobre o mecanismo de ação dos diuréticos
          5. Ensaio sobre os testes de função renal
          6. Ensaio sobre os defeitos da função tubular congênita no rim
          7. Ensaio sobre a Uremia - Doença Renal Clínica
          8. Ensaio sobre o rim artificial
          9. Ensaio sobre os hormônios do rim

          Ensaio nº 1. Introdução ao rim:

          Um grande número de produtos residuais é produzido no corpo como resultado de atividades metabólicas. Os principais produtos residuais são dióxido de carbono, água e compostos nitrogenados. A retenção desses produtos produz efeitos nocivos à saúde normal.

          Portanto, a retirada desses produtos do corpo é imprescindível. O dióxido de carbono é removido principalmente pelos pulmões e a água, bem como os compostos nitrogênicos e tímidos são removidos pelo sistema urogenital. Os rins são o componente mais importante desse sistema.

          Os rins são em número de dois, geralmente em forma de feijão, e existem atrás do peritônio em ambos os lados da coluna vertebral, estendendo-se da 12ª vértebra torácica à 3ª vértebra lombar. Cada kid & shyney pesa cerca de 120-170 gramas e mede cerca de 11-13 cm. longo, sendo o esquerdo maior do que o direito.

          Cada rim consiste em duas partes principais por seção. A parte externa é chamada de córtex e a interna é a medula. O córtex consiste em um grande número de glomérulos e túbulos convolutos. A medula é composta de túbulos renais que se projetam e se projetam para dentro de uma cavidade em direção à região interna do rim chamada pélvis, a região onde a artéria e a veia renais entram e saem do rim de forma retrospectiva.

          Nephron - Unidade Básica de Rim:

          É uma unidade básica funcional de kid & shyney. Cada rim é fornecido com cerca de um néfron de um milhão e meio que contém o glomérulo e o túbulo. O glomérulo é uma rede de capilares aferentes e eferentes.

          Cada glomérulo é circundado por um saco epitelial de parede dupla conhecido como Bow & shyman & # 8216s Capsule que leva ao túbulo que é dividido em três partes - tu & shybule proximal convoluto, alça de Henle e o túbulo convoluto distal.

          O túbulo convoluto proximal (PCT) tem cerca de 45 mm de comprimento e 50 mm de diâmetro. Ele se encontra no córtex junto com o glomérulo. Seu lúmen é contínuo com o da cápsula Bowman & # 8217s. Consiste em células com contorno recortado e borda em pincel. A borda em escova é formada por numerosas microvilosidades que aumentam enormemente a superfície para absorção.

          A alça de Henle consiste em três partes - o ramo descendente, um segmento delgado e um ramo ascendente. O túbulo contorcido proximal se abre no ramo descendente, que continua no segmento delgado de onde surge o ramo ascendente. Toda a alça de Henle é revestida por uma única camada de células epiteliais achatadas.

          O ramo ascendente da alça de Henle continua no túbulo contorcido distal (DCT), que finalmente se abre em um túbulo coletor ou ducto que transporta a urina para a pelve renal, de onde é transportada para a bexiga pelo ureter.

          O túbulo contorcido distal começa próximo ao pólo do glomérulo e estabelece uma proximidade estreita com a arteríola aferente de seu glomérulo original. O DCT contém epitélio cuboidal.

          Os néfrons são principalmente de dois tipos - corticais e justamedulares. A alça de Henle do justamedular é longa e se afunda profundamente na substância da medula oblonga. Mas a alça de Henle da cortical é curta e apenas uma pequena parte dela mergulha no tecido medular e a maior parte permanece embutida nas substâncias corticais.

          Além disso, os glomérulos do justamedular ficam muito próximos à medula, enquanto os da cortical ficam próximos à superfície do rim. Os néfrons justamedulares constituem 20% dos néfrons, enquanto os néfrons corticais constituem 80% do total. Esses dois tipos de néfrons têm a mesma função comum.

          Fornecimento de sangue dos rins:

          A artéria renal curta que se origina da aorta abdominal fornece sangue ao rim. A artéria renal, depois de abrandar o rim, divide-se em várias arteríolas - as arteríolas aferentes que se ramificam em capilares e entram em cada glomeru e shylus.

          Os capilares então se unem para formar outra arteríola - a arteríola eferente que se abre em outro conjunto de capilares chamados capilares peritubulares ao redor do túbulo proximal, da alça de Henle e do túbulo distal. Por fim, o conjunto capilar se abre em uma vênula que se junta a outras vênulas para formar a veia renal. A veia renal então se abre na veia cava inferior.

          Fluxo de sangue para o rim através do néfron:

          O sangue flui através de ambos os rins de um adulto com peso e tímido 70 kg a uma taxa de cerca de 1200 ml / mt. A porção do débito cardíaco total (cerca de 560 ml / mt.) Que passa pelos rins é chamada de fração renal. Isso é cerca de 560/1200 ml por minuto, ou seja, cerca de 21 por cento.

          Existem dois conjuntos de capilares - o glomeru & shylus e o peritubular. Esses dois capilares são separados um do outro pela arteríola eferente, que contribui com resistência suficiente ao fluxo sanguíneo. O leito capilar glomerular fornece uma alta pressão de cerca de 70 mm Hg, enquanto o leito peritubular fornece uma baixa pressão de cerca de 13 mm Hg.

          As pressões na artéria e veia são de 100 mm de Hg. e 8 mm de Hg, respectivamente. A alta pressão no glomérulo exerce a filtragem de fluidos con & timidamente para a cápsula de Bowman & # 8217s. A baixa pressão no sistema capilar peritubular, por outro lado, funciona da mesma maneira que as extremidades venosas usuais dos capilares do tecido, com o fluido sendo continuamente absorvido pelos capilares.

          Ensaio nº 2. Funções do rim:

          uma. O rim elimina o excesso de certos nutrientes, como açúcar e aminoácidos, quando sua concentração aumenta no sangue.

          b. Ele remove certos produtos e produtos residuais não voláteis, como ureia, ácido úrico, creatinina e sulfatos, etc. do corpo.

          c. Elimina certas substâncias químicas estranhas ou tóxicas, como iodetos, pigmentos, drogas e bactérias, etc. do sangue.

          d. Ele regula a concentração de íons de hidrogênio no sangue, removendo o excesso de ácidos e bases não-shyvolatile.

          e. Ele mantém a pressão osmótica do sangue, regulando a excreção de sais inorgânicos e wa & shyter e, assim, preserva o volume constante do sangue circulante.

          f. Ele regula a pressão arterial, causando a secreção do hormônio renina.

          g. Ele mantém a produção de eritrócitos excretando a secreção do hormônio eritropoietina.

          Ensaio # 3. Formação de urina no rim:

          As atividades regulatórias dos rins formam a urina como subproduto. A formação da urina envolve três etapas principais - a filtração glomerular, a reabsorção tubular e a secreção tubular.

          uma. Filtração glomerular (ultrafiltração):

          O glomérulo filtra as substâncias de baixo peso molecular do sangue com a retenção de substâncias de alto peso molecular, principalmente as proteínas. Portanto, as proteínas são retidas nos glomérulos e normalmente não são encontradas na urina. Se a proteína for detectada na urina, isso indica a lesão renal ou outra doença que afetou a membrana glomerular.

          Em adultos normais, dois milhões de néfrons filtram um li & shytre de sangue a cada minuto para fornecer cerca de 1200 ml de filtrado glomerular (urina primária) na cápsula Bowman & # 8217s. Portanto, a taxa de filtração glomerular (TFG) em adultos é de cerca de 120 ml por minuto. A pressão hidrostática do sangue nos capilares glomerulares (Pg) é a principal força para conduzir o fluido (água e sol e tímido) para fora do glomérulo.

          A pressão é oposta por duas forças:

          (i) A pressão hidrostática do fluido da cápsula Bow & shyman & # 8217s (PAC).

          (ii) A pressão osmótica das proteínas plasmáticas (Ppp).

          Portanto, a pressão de filtração efetiva (Pef) é calculado pela seguinte relação:

          . . . Pef = 74 & # 8211 (30 + 20) mm de Hg

          Assim, substituindo os valores normais das várias forças, verificou-se que a pressão efetiva (líquida) de filtra e tímida calculada (Pef) é 24 mm Hg.

          Uma queda na pressão arterial pode reduzir o Pef o que resulta em menos quantidade de urina. Quando a pressão sistólica aórtica é reduzida para 70 mm Hg, a pressão hidrostática do sangue nos capilares glomerulares é reduzida para 50 mm. Hg. This reduces the Pef to Zero [50 – 50] and thus filtration will be ceased. Under such circumstances, urine will not be formed (anuria) until the blood pressure is maintained.

          b. Tubular Reabsorption:

          The rate of forma­tion of the primary urine is 120 ml/minute, while the rate of urine passing to the blad­der under the same condition is 1-2 ml/ minute. Therefore, it indicates that about 99 per cent of the glomerular filtrate is reabsorbed during its passage through the different segments of the renal tubule.

          Al­though, the glomerular filtrate contains nearly the same concentration of glucose as in plasma, the urine contains nil or very little glucose. Hence, glucose is also prac­tically completely reabsorbed in the tu­bules when the blood sugar level is nor­mal. The capacity of reabsorption depends on the renal threshold of that substance.

          The reabsorption of different solids takes place at different sites in the renal tubules. Amino acids, glucose, and small amounts of protein that pass through the glomeru­lus are reabsorbed in the first part of the proximal tubule.

          Sodium, chloride, and bi­carbonate are reabsorbed uniformly along the entire length of the proximal tubule and also in the distal tubule. Potassium is reabsorbed in the proximal and secreted in the distal tubule.

          The glomerular filtrate produces about 170 litres in a day whereas the tubules reabsorb about 168.5 litres of water, 170 gm of glucose, 100 gm of NaCl, 360 gm of NaHCO3, and small amounts of phosphate, sulphate, amino acids, urea, uric acid, etc. and excrete about 60 gm of NaCl, urea and other waste products in about 1.5 li­tres of urine. Most of these solids are reabsorbed by active transport mechanism, while some (e.g., urea) are reabsorbed by passive transport mechanism.

          In diseases, the reabsorption mechanism is altered developing glycosuria, phosphaturia, and amino aciduria.

          Although, most of the substances are reabsorbed by the tubular cells, some substances are actively trans­ported or actively excreted into the tubu­lar lumen. The secreted substance by the tubular epithelium in man are creatinine and potassium. The tubular epithelium also removes a number of foreign sub­stances that are introduced into the body for therapeutic and diagnostic purposes.

          These foreign substances are penicillin, p-Aminosalicylic acid, phenosulphonphthalein (PSP), p-Aminohippuric acid, and diodrast. The hydrogen ions and ammo­nia formed in the distal tubular cells are also actively excreted into tubular lumen and thus pass to urine.

          The function of kidney is regulated by three important hormones. These hormones are aldoster­one (from adrenal cortex), parathormone (from parathyroid), and vasopressin (from hypophyseal posterior lobe).

          Aldosterone restricts the excretion of Na + and stimulates the excretion of K + . Parathormone stimulates excretion of phosphate. Vasopressin, the antidiuretic hormone, is held responsible mainly for the reabsorption of water. In the absence of this hormone, a large amount of very dilute urine is excreted.

          Essay # 4. Mechanism of Action of Diuretics:

          uma. Diuretics, the drugs, enhance losses of water and salt via the urine through inter­ference with normal reabsorptive mecha­nisms.

          b. Osmotic diuretics are nonreabsorbable substances which increase tubular osmolarity. The osmotic substances which limit the amount of water. Osmotic diuresis is responsible for the serious dehydration which accompanies diabetic ketoacidosis.

          c. Diamox is the inhibitor of carbonic anhydrase. It blocks both HCO3 − reabsorption in the proximal tubule and regeneration in the distal tubule.

          d. Thiazide diuretics, furosemide, ethacrynic acid and mercurials all inhibit chloride rea­bsorption in the ascending limb.

          Essay # 5. Renal Function Tests:

          Clearance is measured to assess quantitatively the rate of excretion of a given substance by the kid­ney. This is a volume of blood or plasma which contains the amount of the substance which is ex­creted in the urine in one minute.

          A. Inulin Clearance:

          uma. Inulin is a polysaccharide which is filtered at the glomerulus but not secreted or reabsorbed by the tubule. Therefore, it is a measure of glomerular filtration rate. Mannitol can also be used for the same purpose.

          b. These clearances vary with the body size. The clearance is calculated on the basis of ml/1.73 m 2 .

          c. To measure inulin clearance it is wise to maintain a constant plasma level of the test substance during the period of urine collections.

          The clearance is measured ac­cording to the following formula:

          where Cno = Clearance of inulin (ml/min)

          U = Urinary inulin (mg/100 ml)

          P = Plasma inulin (mg/100 ml)

          B. Endogenous Creatinine Clearance:

          uma. Creatinine is filtered at the glomerulus but not secreted or reabsorbed by the tubule. Its clearance is measured to get the GFR.

          b. This method is convenient for the estima­tion of the GFR because it does not re­quire the intravenous administration of a test substance.

          c. Normal values for creatinine clearance are in males: 130 ± 20 ml/mt and females: 120 ± 15 ml/mt.

          C. The Phenolsulphonephthalein (PSP) Test:

          uma. The dye is almost completely eliminated within 2 hours.

          b. If less than 25 per cent of the dye is not excreted in 15 minutes, it is an indication of impairment of renal function.

          D. Other Functional Tests:

          uma. Dilution test (water excretion test)

          b. Urine concentration test (specific gravity test)

          d. Urine acidification test

          e. Blood NPN, urea and creatinine

          uma. Dilution test:

          (i) After emptying the bladder of the indi­vidual after overnight fast, he is advised to drink 1200 ml water in 30 minutes.

          (ii) During four hours after drinking, the urine is collected at hourly intervals.

          (iii) In normal individuals in cold climates, 1200 ml of urine is excreted in four hours.

          (iv) This test is not applicable to warm climates since the greater part of the ingested water is lost in perspiration during summer.

          (v) In case of impaired renal function, the amount of water eliminated in four hours will be less than 1200 ml depending on the degree of impairment and specific grav­ity of urine is often 1.010 or higher in con­ditions of oliguria.

          b. Urine concentration test (specific gravity test):

          (i) The bladder is emptied on the day of the test at 7 a.m. and the urine is discarded.

          (ii) The urine is collected at 8 a.m. and the specific gravity is measured. If the sp. gr. is 1.022, the test may be rejected.

          (iii) If the sp. gr, is below 1.022, another urine specimen should be collected at 9 a.m. and the sp. gr. is determined.

          (iv) In case, the urine does not have a sp. gr. of 1.022, it is sure that the renal concentrat­ing power is impaired either due to tubu­lar defects or decreased secretion of ADH (diabetes insipidus). If the urine volume is large and the sp. gr. is below 1.022, the ADH test must be carried out. 3

          c. Vasopressin (ADH) test:

          (i) The individual is not allowed any food or water after 6 p.m. on the night before the test. Vasopressin (5 units) is injected intramuscularly at 7 p.m. in the night.

          (ii) The urine is collected at 7 a.m. and 8 a.m. and the sp. gr. is determined. If the sp. gr. is 1.022, it is quite confident that the indi­vidual suffers from diabetes insipidus and ADH injection is effective in controlling it.

          d. Urine acidification test:

          (i) This test should not be done on individu­als who have acidosis or poor liver func­tion.

          (ii) No dietary or other restrictions are in­volved in carrying out this test. The blad­der is emptied at 8 a.m. Thereafter, hourly specimens of urine are collected until 6 p.m. At 10 a.m., ammonium chloride in a dose of 0.1 gram/kg body weight is given. A portion of each specimen is transferred to stoppered bottles and sent immediately to the laboratory for pH determination.

          (iii) In normal individuals, all urine specimens collected after 2 hours from the time of administration of ammonium chloride should have a pH between 4.6 and 5.0 but in patients with renal tubular acidosis, the pH does not fall below 5.3.

          v. Blood non-protein nitrogen:

          (i) In acute nephritis, the NPN values are in­creased and range from a slight increase (NPN-45 mg, urea N-25 mg, creatinine-2 mg per 100 ml) to very high values (NPN- 200 mg, urea N-160 mg creatinine-25 mg per 100 ml).

          (ii) NPN increase and retention are due to im­paired renal function and excessive pro­tein catabolism.

          Essay # 6. Congenital Tubular Function Defects in Kidney:

          uma. Diabetes Insipidus:

          (i) This disease is developed due to the non- production of ADHr. The individual passes large volume of urine (5-20 litres in 24 hours). The individual has to drink large amount of water to make up the loss.

          (ii) The reabsorption of water in the distal tu­bules does not take place in the absence of ADH.

          b. Vitamin D Resistant Rickets:

          (i) The tubular reabsorption of phosphate does not take place under this condition.

          (ii) Excessive loss of phosphate in urine leads to the development of a type of rickets which does not respond to usual doses of Vitamin D.

          c. Renal Glycosuria:

          In this condition, the tubular reabsorption of glu­cose is affected. Although the blood sugar is within normal level but glucose is excreted in urine due to defective reabsorption by the tubules.

          d. Idiopathic Hypercalcinuria:

          Calcium is not reabsorbed by the renal tubules in this condition. Hence, large amounts of calcium are excreted in the urine. Renal calculi may be de­veloped owing to the presence of large amounts of calcium in urine.

          e. Salt losing Nephritis:

          (i) Large amounts of sodium and chloride ions are excreted in urine in this condi­tion due to the defect in the tubular reab­sorption of these ions resulting in severe dehydration, hyponatremia and hypo-chloremia.

          (ii) Blood urea is increased due to the reduced glomerular filtration rate.

          (iii) This condition does not respond to aldos­terone administration but responds to parenteral administration of sodium chlo­ride solution.

          f. Renal Tubular Acidosis:

          (i) In this condition, the urine becomes alka­line or neutral due to the defect in the so­dium and hydrogen ion exchange mecha­nism in the distal tubules. There is a loss of sodium in the urine.

          (ii) The acidosis is accompanied by excessive mobilization and urinary excretion of cal­cium and potassium.

          (iii) These abnormalities led to clinical mani­festation of dehydration, hypokalemia, defective mineralisation of bones and nephrocalcinosis.

          (i) A number of defects in tubular reabsorp­tion exist in this condition. The defects are renal amino acid in renal glycosuria, hyperphosphaturia, metabolic aciduria, with increased urinary excretion of Na, Ca and K.

          (ii) In some individuals, cystinosis prevails due to the abnormality of cystine metabo­lism in which cystine crystals are depos­ited in macrophages in the liver, kidney, spleen, bone marrow, lymph nodes and cornea.

          h. Hartnup Syndrome (Hard Syndrome):

          (i) In this condition, a number of amino ac­ids are not reabsorbed owing to the defect in tubular reabsorption mechanism.

          (ii) Disturbances in tryptophan metabolism is suggested by the presence of increased amounts of tryptophan, indican and in­dole acetic acid in urine.

          (iii) The clinical symptoms are of niacin defi­ciency—a pellagra like skin lesions and mental deficiency.

          eu. Nephrogenic Diabetes Insipidus (Water-Losing Nephritis):

          This condition is due to congenital defect in water reabsorption in the distal tubules and may, there­fore, resemble true diabetes insipidus.

          Essay # 7. Uremia –Clinical Kidney Condition:

          The renal failure develops the clinical condition uremia. This condition occurs both in the chronic renal failure and acute failure. The concentration of urea and other NPN constituents in plasma are increased depending on the severity of this condi­tion.

          In chronic renal disease, excretion of acid (hy­drogen ion) and also of phosphate ion is impaired. This results in the steady development of acidosis in uremia.

          In acute renal failure, the urine output is very low (300 ml or less in 24 hours). This leads to a steady increase in urea and NPN constituents and electrolytes (K + and Na + ) in plasma. There is rapid development of acidosis too.

          The important findings of severe chronic uremia or acute uremia are:

          uma. High concentration of urea and other NPN constituents.

          b. High serum potassium concentration.

          c. – Water retention leading to generalised edema.

          Uremic coma occurs in serious cases:

          The concentration of urea and other NPN constituents of blood are very much increased (i.e., 10 times the nor­mal level) in severe renal failure.

          The potassium ion level may be slightly increased in chronic uremia. But in acute uremia, the concentration in serum is very much increased. Potassium is released from the cells due to the break­down of cellular proteins. This released potassium passes into the blood and in­terstitial fluid.

          When the concentration of potassium ion increases to 8 m. Eq/litre, it exerts a cardiotoxic effect resulting in the dilatation of the heart and when potassium ion concentration reaches at 12 to 15 mEq/ litre, the heart is likely to be stopped. This happens in severe uremia.

          iii. Water Retention and Edema:

          If the uremic patient drinks water and consumes other fluids, the water is retained in the body. If salt is not consumed, water retention in­creases in both the intracellular and extra­cellular fluid resulting in extracellular edema.

          The metabolic processes in the body produce daily 50 to 100 m mol of more metabolic acid than alkali. This ex­tra metabolic acid is excreted mainly through the kidneys. Acidosis develops rapidly in acute uremia. The patient faces ‘Coma’ due to severe acidosis.

          Essay # 8. The Artificial Kidney:

          During recent years, the artificial kidney has been developed to such an extent that several thousand patients with permanent renal insufficiency or even total kidney removal are being maintained in health for years.

          The artificial kidney passes blood through very minute channels bounded by thin membranes. There is a dialyzing fluid on the other side of the membrane into which unwanted substances present in the blood pass by diffusion. The blood is pumped continually between two thin sheets of cellophane the dialyzing fluid is on the outside of the sheets.

          The cellophane is porous enough to allow all con­stituents of the plasma except the plasma proteins to diffuse freely in both directions—from plasma into the dialyzing fluid and from the dialyzing fluid into the plasma.

          The rate of flow of blood through the artificial kidney is several hundred ml per minute. Heparin is infused into the blood as it enters the kidney to prevent clotting of blood. To prevent bleeding as a result of heparin, an anti-heparin substance, such as protamine, is infused into the blood as it is re­turned to the patient.

          Sodium, potassium and chloride concentrations in the dialyzing fluid and in normal plasma are identical but in uremic plasma, the potassium and chloride concentrations are considerably greater. These two ions diffuse through the dialyzing membrane so rapidly that their concentrations fall to equal those in the dialyzing fluid within three to four hours, expo­sure to the dialyzing fluid.

          On the other hand, there is no phosphate, urea, urate or creatinine in the dialyzing fluid.

          When the uremic patient is dialyzed, these substances are lost in large quanti­ties into the dialyzing fluid, thereby removing major proportions of them from the plasma. Thus, the constituents of the dialyzing fluid are such that those substances in excess in the extracellular fluid in uremia be removed at rapid rates, while the es­sential electrolytes remain quite normal.

          Utility of Artificial Kidney:

          The artificial kid­neys can clear 100 to 200 ml of blood urea per minute which signifies that it can function about twice as rapidly as two normal kidneys together whose urea clearance is only 70 ml per minute. However, the artificial kidney can be used for not more than 12 hours once in three to four days be­cause of danger from excess heparin and infection to the subject.

          Essay # 9. Hormones of the Kidney:

          uma. Not only the kidney performs excretory functions but it acts as an endocrine or­gan. It liberates many hormones which affect other organs and tissues and some hormones which locally act within the kid­ney itself. It also destroys several hor­mones which are liberated from other en­docrine organs.

          b. The juxtaglomerular cells of the renal cor­tex produce the proteolytic enzyme rennin and secrete it into the blood. Rennin acts on a2-globulin which is normally present in blood plasma, although it is pro­duced in the liver.

          Rennin splits off a polypeptide fragment called angiotensin I which is decapeptide containing 10 amino acids. Another enzyme of the lung acts on angiotensin I to split off 2 amino acids and thus form the octapeptide angiotensin II.

          Angiotensin increases the force of the heartbeat and constricts the arterioles. It raises blood pressure and causes contrac­tion of smooth muscle. It is destroyed by the enzyme angiotensinases present in normal kidneys, plasma and other tissues. Recent studies suggest that rennin angi­otensin system is important in the mainte­nance of normal blood pressure.

          c. Prostaglandins are the other hormones of the kidney. They cause relaxation of smooth muscles. They cause vasodilata­tion and a decrease in blood pressure. They also increase renal blood flow. Kininogen which is produced by the kidney has an antihypertensive effect.

          d. The two hormones erythropoietin and erythrogenin have an effect on bone mar­row to stimulate production of red cells. Kidney plays an important role in the re­lease of erythropoietin and thus in con­trol of red cell production. Hypoxia stimu­lates production of erythropoietin.


          11.11: Endocrine Regulation of Kidney Function - Biology

          Maintaining a proper water balance in the body is important to avoid dehydration or over-hydration (hyponatremia). The water concentration of the body is monitored by osmoreceptors in the hypothalamus, which detect the concentration of electrolytes in the extracellular fluid. The concentration of electrolytes in the blood rises when there is water loss caused by excessive perspiration, inadequate water intake, or low blood volume due to blood loss. An increase in blood electrolyte levels results in a neuronal signal being sent from the osmoreceptors in hypothalamic nuclei. The pituitary gland has two components: anterior and posterior. The anterior pituitary is composed of glandular cells that secrete protein hormones. The posterior pituitary is an extension of the hypothalamus. It is composed largely of neurons that are continuous with the hypothalamus.

          The hypothalamus produces a polypeptide hormone known as antidiuretic hormone (ADH), which is transported to and released from the posterior pituitary gland. The principal action of ADH is to regulate the amount of water excreted by the kidneys. As ADH (which is also known as vasopressin) causes direct water reabsorption from the kidney tubules, salts and wastes are concentrated in what will eventually be excreted as urine. The hypothalamus controls the mechanisms of ADH secretion, either by regulating blood volume or the concentration of water in the blood. Dehydration or physiological stress can cause an increase of osmolarity above 300 mOsm/L, which in turn, raises ADH secretion and water will be retained, causing an increase in blood pressure. ADH travels in the bloodstream to the kidneys. Once at the kidneys, ADH changes the kidneys to become more permeable to water by temporarily inserting water channels, aquaporins, into the kidney tubules. Water moves out of the kidney tubules through the aquaporins, reducing urine volume. The water is reabsorbed into the capillaries lowering blood osmolarity back toward normal. As blood osmolarity decreases, a negative feedback mechanism reduces osmoreceptor activity in the hypothalamus, and ADH secretion is reduced. ADH release can be reduced by certain substances, including alcohol, which can cause increased urine production and dehydration.

          Chronic underproduction of ADH or a mutation in the ADH receptor results in diabetes insipidus. If the posterior pituitary does not release enough ADH, water cannot be retained by the kidneys and is lost as urine. This causes increased thirst, but water taken in is lost again and must be continually consumed. If the condition is not severe, dehydration may not occur, but severe cases can lead to electrolyte imbalances due to dehydration.

          Another hormone responsible for maintaining electrolyte concentrations in extracellular fluids is aldosterona, a steroid hormone that is produced by the adrenal cortex. In contrast to ADH, which promotes the reabsorption of water to maintain proper water balance, aldosterone maintains proper water balance by enhancing Na + reabsorption and K + secretion from extracellular fluid of the cells in kidney tubules. Because it is produced in the cortex of the adrenal gland and affects the concentrations of minerals Na + and K + , aldosterone is referred to as a mineralocorticoid, a corticosteroid that affects ion and water balance. Aldosterone release is stimulated by a decrease in blood sodium levels, blood volume, or blood pressure, or an increase in blood potassium levels. It also prevents the loss of Na + from sweat, saliva, and gastric juice. The reabsorption of Na + also results in the osmotic reabsorption of water, which alters blood volume and blood pressure.

          Aldosterone production can be stimulated by low blood pressure, which triggers a sequence of chemical release, as illustrated in Figure 1. When blood pressure drops, the renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS) is activated. Cells in the juxtaglomerular apparatus, which regulates the functions of the nephrons of the kidney, detect this and release renin. Renin, an enzyme, circulates in the blood and reacts with a plasma protein produced by the liver called angiotensinogen. When angiotensinogen is cleaved by renin, it produces angiotensin I, which is then converted into angiotensin II in the lungs. Angiotensin II functions as a hormone and then causes the release of the hormone aldosterone by the adrenal cortex, resulting in increased Na + reabsorption, water retention, and an increase in blood pressure. Angiotensin II in addition to being a potent vasoconstrictor also causes an increase in ADH and increased thirst, both of which help to raise blood pressure.

          Figure 1. ADH and aldosterone increase blood pressure and volume. Angiotensin II stimulates release of these hormones. Angiotensin II, in turn, is formed when renin cleaves angiotensin. (crédito: modificação da obra de Mikael Häggström)

          In summary: Hormonal Regulation of the Excretory System

          Water levels in the body are controlled by antidiuretic hormone (ADH), which is produced in the hypothalamus and triggers the reabsorption of water by the kidneys. Underproduction of ADH can cause diabetes insipidus. Aldosterone, a hormone produced by the adrenal cortex of the kidneys, enhances Na + reabsorption from the extracellular fluids and subsequent water reabsorption by diffusion. The renin-angiotensin-aldosterone system is one way that aldosterone release is controlled.


          Textbook of Nephro-Endocrinology

          Textbook of Nephro-Endocrinology, Second Edition, continues to be the definitive translational reference in the field of nephro-endocrinology, investigating both the endocrine functions of the kidneys and how the kidney acts as a target for hormones from other organ systems. It offers researchers and clinicians expert analyses of nephro-endocrine research and translation into the treatment of diseases such as anemia, chronic kidney disease (CKD), rickets, osteoporosis, and hypoparathyroidism.

          Changes to this edition include new chapters focused on hypercalcemia/hypocalcemia and the interaction of dialysis, chronic renal disease, and endocrine diseases. All chapters have been updated to include more preclinical data and more tables and schema that help translate this data into clinical recommendations. The section on hormones and renal insufficiency discusses insulin/diabetes, growth hormone, sex steroids, thyroid hormone, acid–base disturbances, and pregnancy.

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          25.10 The Urinary System and Homeostasis

          All systems of the body are interrelated. A change in one system may affect all other systems in the body, with mild to devastating effects. A failure of urinary continence can be embarrassing and inconvenient, but is not life threatening. The loss of other urinary functions may prove fatal. A failure to synthesize vitamin D is one such example.

          Vitamin D Synthesis

          In order for vitamin D to become active, it must undergo a hydroxylation reaction in the kidney, that is, an –OH group must be added to calcidiol to make calcitriol (1,25-dihydroxycholecalciferol). Activated vitamin D is important for absorption of Ca ++ in the digestive tract, its reabsorption in the kidney, and the maintenance of normal serum concentrations of Ca ++ and phosphate. Calcium is vitally important in bone health, muscle contraction, hormone secretion, and neurotransmitter release. Inadequate Ca ++ leads to disorders like osteoporosis and osteomalacia in adults and rickets in children. Deficits may also result in problems with cell proliferation, neuromuscular function, blood clotting, and the inflammatory response. Recent research has confirmed that vitamin D receptors are present in most, if not all, cells of the body, reflecting the systemic importance of vitamin D. Many scientists have suggested it be referred to as a hormone rather than a vitamin.

          Eritropoiese

          EPO is a 193-amino acid protein that stimulates the formation of red blood cells in the bone marrow. The kidney produces 85 percent of circulating EPO the liver, the remainder. If you move to a higher altitude, the partial pressure of oxygen is lower, meaning there is less pressure to push oxygen across the alveolar membrane and into the red blood cell. One way the body compensates is to manufacture more red blood cells by increasing EPO production. If you start an aerobic exercise program, your tissues will need more oxygen to cope, and the kidney will respond with more EPO. If erythrocytes are lost due to severe or prolonged bleeding, or under produced due to disease or severe malnutrition, the kidneys come to the rescue by producing more EPO. Renal failure (loss of EPO production) is associated with anemia, which makes it difficult for the body to cope with increased oxygen demands or to supply oxygen adequately even under normal conditions. Anemia diminishes performance and can be life threatening.

          Blood Pressure Regulation

          Due to osmosis, water follows where Na + leads. Much of the water the kidneys recover from the forming urine follows the reabsorption of Na + . ADH stimulation of aquaporin channels allows for regulation of water recovery in the collecting ducts. Normally, all of the glucose is recovered, but loss of glucose control (diabetes mellitus) may result in an osmotic dieresis severe enough to produce severe dehydration and death. A loss of renal function means a loss of effective vascular volume control, leading to hypotension (low blood pressure) or hypertension (high blood pressure), which can lead to stroke, heart attack, and aneurysm formation.

          The kidneys cooperate with the lungs, liver, and adrenal cortex through the renin–angiotensin–aldosterone system (see Figure 25.14). The liver synthesizes and secretes the inactive precursor angiotensinogen. When the blood pressure is low, the kidney synthesizes and releases renin. Renin converts angiotensinogen into angiotensin I, and ACE produced in the lung converts angiotensin I into biologically active angiotensin II (Figure 25.23). The immediate and short-term effect of angiotensin II is to raise blood pressure by causing widespread vasoconstriction. angiotensin II also stimulates the adrenal cortex to release the steroid hormone aldosterone, which results in renal reabsorption of Na + and its associated osmotic recovery of water. The reabsorption of Na + helps to raise and maintain blood pressure over a longer term.

          Regulation of Osmolarity

          Blood pressure and osmolarity are regulated in a similar fashion. Severe hypo-osmolarity can cause problems like lysis (rupture) of blood cells or widespread edema, which is due to a solute imbalance. Inadequate solute concentration (such as protein) in the plasma results in water moving toward an area of greater solute concentration, in this case, the interstitial space and cell cytoplasm. If the kidney glomeruli are damaged by an autoimmune illness, large quantities of protein may be lost in the urine. The resultant drop in serum osmolarity leads to widespread edema that, if severe, may lead to damaging or fatal brain swelling. Severe hypertonic conditions may arise with severe dehydration from lack of water intake, severe vomiting, or uncontrolled diarrhea. When the kidney is unable to recover sufficient water from the forming urine, the consequences may be severe (lethargy, confusion, muscle cramps, and finally, death) .

          Recovery of Electrolytes

          Sodium, calcium, and potassium must be closely regulated. The role of Na + and Ca ++ homeostasis has been discussed at length. Failure of K + regulation can have serious consequences on nerve conduction, skeletal muscle function, and most significantly, on cardiac muscle contraction and rhythm.

          PH Regulation

          Recall that enzymes lose their three-dimensional conformation and, therefore, their function if the pH is too acidic or basic. This loss of conformation may be a consequence of the breaking of hydrogen bonds. Move the pH away from the optimum for a specific enzyme and you may severely hamper its function throughout the body, including hormone binding, central nervous system signaling, or myocardial contraction. Proper kidney function is essential for pH homeostasis.

          Conexão do dia a dia

          Stem Cells and Repair of Kidney Damage

          Stem cells are unspecialized cells that can reproduce themselves via cell division, sometimes after years of inactivity. Under certain conditions, they may differentiate into tissue-specific or organ-specific cells with special functions. In some cases, stem cells may continually divide to produce a mature cell and to replace themselves. Stem cell therapy has an enormous potential to improve the quality of life or save the lives of people suffering from debilitating or life-threatening diseases. There have been several studies in animals, but since stem cell therapy is still in its infancy, there have been limited experiments in humans.

          Acute kidney injury can be caused by a number of factors, including transplants and other surgeries. It affects 7–10 percent of all hospitalized patients, resulting in the deaths of 35–40 percent of inpatients. In limited studies using mesenchymal stem cells, there have been fewer instances of kidney damage after surgery, the length of hospital stays has been reduced, and there have been fewer readmissions after release.

          How do these stem cells work to protect or repair the kidney? Scientists are unsure at this point, but some evidence has shown that these stem cells release several growth factors in endocrine and paracrine ways. As further studies are conducted to assess the safety and effectiveness of stem cell therapy, we will move closer to a day when kidney injury is rare, and curative treatments are routine.


          Assista o vídeo: Função renal (Agosto 2022).