Rins

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Anatomia dos Rins

Localização

Os rins são um par de órgãos encontrados ao longo da parede muscular posterior da cavidade abdominal. O rim esquerdo está localizado um pouco mais acima do que o direito devido ao maior tamanho do fígado do lado direito do corpo. Ao contrário dos outros órgãos abdominais, os rins encontram-se atrás do peritoneu que alinha a cavidade abdominal e são assim considerados como órgãos retroperitoneais. As costelas e os músculos das costas protegem os rins dos danos externos. O tecido adiposo conhecido como gordura perirrenal envolve os rins e actua como acolchoamento protector.

Estrutura

Os rins têm a forma de feijão com o lado convexo de cada órgão localizado lateralmente e o lado côncavo medial. A indentação do lado côncavo do rim, conhecida como hilo renal, proporciona um espaço para a artéria renal, veia renal e ureter entrar no rim.

Uma fina camada de tecido conjuntivo fibroso forma a cápsula renal que envolve cada rim. A cápsula renal fornece uma casca externa rígida para manter a forma dos tecidos internos moles.

Depoimento da cápsula renal é o córtex renal vascular macio e denso. Sete pirâmides renais em forma de cone formam a medula renal profundamente até o córtex renal. As pirâmides renais estão alinhadas com suas bases voltadas para fora em direção ao córtex renal e seus ápices apontam para dentro em direção ao centro do rim.

Cada ápice se conecta a um cálice menor, um pequeno tubo oco que coleta a urina. Os cálices menores fundem-se para formar 3 cálices maiores, que se fundem ainda mais para formar a pélvis oca renal no centro do rim. A pélvis renal sai do rim no hilo renal, onde a urina drena para o ureter.

Suprimento de sangue

1. As artérias renais ramificam diretamente da aorta abdominal e entram nos rins através do hilo renal.
2. Dentro de nossos rins, as artérias renais divergem para as arteríolas menores aferentes dos rins.
3. Cada arteríola aferente transporta sangue para o córtex renal, onde se separa num feixe de capilares conhecido como glomérulo.
4. Do glomérulo, o sangue recolhe em arteríolas eferentes menores que descem para a medula renal.
5. As arteríolas eferentes separam-se nos capilares peritubulares que circundam os túbulos renais.
6. Em seguida, os capilares peritubulares fundem-se para formar veias que se fundem novamente para formar a grande veia renal.
7. Finalmente, a veia renal sai do rim e junta-se à veia cava inferior, que transporta o sangue de volta ao coração.

O Nephron

Cada rim contém cerca de 1 milhão de nefrónios individuais, as unidades funcionais microscópicas dos rins que filtram o sangue para produzir urina. O nefrónio é constituído por 2 partes principais: o corpúsculo renal e o túbulo renal.

Responsável pela filtração do sangue, o nosso corpúsculo renal é formado pelos capilares do glomérulo e pela cápsula glomerular (também conhecida como cápsula de Bowman). O glomérulo é uma rede de capilares que aumenta a área de superfície do sangue em contacto com as paredes dos vasos sanguíneos. Ao redor do glomérulo está a cápsula glomerular, uma camada dupla em forma de copo de epitélio escamoso simples com um espaço oco entre as camadas. As células epiteliais especiais conhecidas como podócitos formam a camada da cápsula glomerular que envolve os capilares do glomérulo. Os podócitos trabalham com o endotélio dos capilares para formar um filtro fino para separar a urina do sangue que passa através do glomérulo. A camada externa da cápsula glomerular mantém a urina separada do sangue dentro da cápsula. Na extremidade mais distante da cápsula glomerular, em frente ao glomérulo, encontra-se a boca do túbulo renal.

Uma série de tubos chamados túbulos renais concentram a urina e recuperam os solutos não residuais da urina. O túbulo renal transporta a urina da cápsula glomerular para a pélvis renal.

1. A primeira secção curvada do túbulo renal é conhecida como o túbulo convoluto proximal. As células do túbulo que revestem o túbulo convoluto proximal reabsorvem grande parte da água e nutrientes inicialmente filtrados para a urina.
2. Urina em seguida passa através do laço de Henle, um túbulo longo e reto que transporta a urina para a medula renal antes de fazer uma curva e retornar ao córtex renal.
3. Seguir o laço de Henle é o túbulo convoluto distal.
4. Finalmente, a urina dos túbulos convolutos distais de vários nefrónios entra no ducto colector, que transporta a urina concentrada através da medula renal e para a pélvis renal.
5. Da pélvis renal, a urina de muitos ductos colectores combina e flui para fora dos rins e para dentro dos ureteres.

Fisiologia dos Rins

Excreção de resíduos

A função primária dos rins é a excreção de resíduos resultantes do metabolismo de proteínas e da contração muscular. O fígado metaboliza proteínas dietéticas para produzir energia e produz amônia tóxica como produto residual. O fígado é capaz de converter a maior parte desta amônia em ácido úrico e uréia, que são menos tóxicos para o organismo. Entretanto, os músculos do nosso corpo utilizam a creatina como fonte de energia e, no processo, produzem os resíduos do produto creatinina. Amônia, ácido úrico, uréia e creatinina acumulam-se no corpo ao longo do tempo e precisam ser removidos da circulação para manter a homeostase.

Os glomérulos nos rins filtram todos estes quatro resíduos para fora da corrente sanguínea, permitindo-nos excretar os mesmos para fora do nosso corpo na urina. Cerca de 50% da uréia encontrada no sangue é reabsorvida pelas células tubulares do nefrónio e devolvida ao suprimento sanguíneo. A uréia no sangue ajuda a concentrar outros resíduos mais tóxicos na urina, mantendo o equilíbrio osmótico entre urina e sangue na medula renal.

Filtração, Reabsorção e Secreção

1. Os rins filtram o sangue à medida que este passa pelos capilares que formam o glomérulo. A pressão arterial força a maior parte do plasma sanguíneo através do revestimento dos capilares e para dentro da cápsula glomerular. As células sanguíneas são demasiado grandes para passarem através do revestimento dos capilares e assim permanecem dentro dos capilares juntamente com algum plasma residual. O plasma filtrado, agora conhecido como fluido tubular, começa a fluir para fora da cápsula glomerular e para dentro do túbulo convoluto proximal.
2. Ao mesmo tempo, o sangue concentrado que permanece dentro dos capilares do glomérulo move-se para as arteríolas eferentes e para os capilares peritubulares que circundam o túbulo convoluto proximal. As células epiteliais que revestem o túbulo reabsorvem ativamente moléculas valiosas de glicose, aminoácidos e íons do filtrado e as depositam de volta no sangue. Estas células também absorvem quaisquer resíduos de produtos remanescentes no sangue (como amoníaco e creatinina) e secretam estes químicos para o filtrado. Enquanto estes solutos são trocados, a pressão osmótica empurra a água do filtrado diluído e hipotônico de volta para o sangue concentrado e hipertônico.
3. Do túbulo convoluto proximal, o fluido tubular entra em seguida no laço de Henle, onde a água e os íons são reabsorvidos. O membro descendente do laço de henle é permeável à água e transporta o filtrado profundamente para dentro da medula do rim. Os tecidos da medula ao redor do túbulo contêm uma alta concentração de íons e muito pouca água em comparação com o filtrado. A pressão osmótica entre o filtrado hipotónico e as células medulares hipertónicas empurra a água para fora do filtrado e para dentro das células. As células da medula devolvem esta água ao sangue que flui através dos capilares próximos.

li>Filtrate em seguida passa pelo membro ascendente do laço de Henle ao sair da medula. Os tecidos ao redor do membro ascendente não são permeáveis à água, mas são permeáveis a íons. O filtrado é muito concentrado depois de passar pelo membro descendente, portanto os íons se difundem facilmente para fora do filtrado e para dentro das células que revestem o membro ascendente. Estes íons retornam ao sangue fluindo através dos capilares próximos.li>O fluido tubular que sai do laço de Henle passa em seguida através do túbulo convoluto distal e do duto coletor do nefrónio. Estes túbulos continuam a reabsorver pequenas quantidades de água e iões que ainda restam no filtrado. Os tecidos ao redor do tubo coletor absorvem ativamente o excesso de potássio e íons de hidrogênio dos capilares próximos e secretam esses íons em excesso como resíduos no filtrado.

4. Quando o filtrado chega ao final do tubo coletor, quase todos os nutrientes valiosos, íons e água foram devolvidos ao suprimento de sangue enquanto os produtos residuais e uma pequena quantidade de água são deixados para formar a urina. A urina sai da conduta de recolha e junta-se à urina de outras condutas de recolha na pélvis renal.

Homeostase da água

Os rins são capazes de controlar o volume de água no corpo alterando a reabsorção de água pelos túbulos do nefrónio. Em condições normais, as células tubulares dos túbulos do nefrónio reabsorvem (via osmose) quase toda a água que é filtrada na urina pelo glomérulo.

A reabsorção da água leva a urina muito concentrada e à conservação da água no corpo. Os hormônios antidiuréticos (ADH) e aldosterona aumentam a reabsorção da água até quase 100% da água filtrada pelo nefrónio ser devolvida ao sangue. A ADH estimula a formação de proteínas do canal de água nos ductos colectores dos nefrónios que permitem a passagem de água da urina para as células tubulares e para o sangue. Aldosterona funciona aumentando a reabsorção dos íons Na+ e Cl-, fazendo com que mais água passe para o sangue via osmose.

Em situações onde há muita água presente no sangue, nosso coração segrega o hormônio peptídeo natriurético atrial (ANP) para aumentar a excreção dos íons Na+ e Cl-. O aumento da concentração de Na+ e Cl- na urina atrai água para a urina via osmose, aumentando o volume de urina produzida.

Ácido-base Homeostase

Os rins regulam o pH do sangue controlando a excreção de íons hidrogênio (H+) e íons bicarbonato (HCO3-). Os íons hidrogênio se acumulam quando as proteínas são metabolizadas no fígado e quando o dióxido de carbono no sangue reage com a água para formar ácido carbônico (H2CO3). O ácido carbónico é um ácido fraco que se dissocia parcialmente na água para formar iões de hidrogénio e iões de bicarbonato. Ambos os íons são filtrados do sangue no glomérulo do rim, mas as células tubulares que revestem o nefrónio reabsorvem seletivamente os íons bicarbonato, deixando os íons hidrogênio como produto residual na urina. As células tubulares também podem secretar ativamente íons de hidrogênio adicionais na urina quando o sangue se torna extremamente ácido.

Os íons de bicarbonato reabsorvidos entram na corrente sanguínea onde podem neutralizar íons de hidrogênio formando novas moléculas de ácido carbônico. O ácido carbônico passando pelos capilares dos pulmões dissocia-se em dióxido de carbono e água, permitindo-nos expirar o dióxido de carbono.

Electrolito Homeostase

Os rins mantêm a homeostase de eletrólitos importantes controlando sua excreção na urina.

• Sódio (Na+): O sódio é um eletrólito vital para a função muscular, função neuronal, regulação da pressão sanguínea e regulação do volume sanguíneo. Mais de 99% dos íons sódio que passam através dos rins são reabsorvidos no sangue do filtrado tubular. A maior parte da reabsorção de sódio ocorre no túbulo convoluto proximal e no laço ascendente de Henle.
• Potássio (K+): Tal como o sódio, o potássio é um electrólito vital para a função muscular, função neuronal, e regulação do volume sanguíneo. Ao contrário do sódio, porém, apenas cerca de 60 a 80% dos íons de potássio que passam através dos rins são reabsorvidos. A maior parte da reabsorção de potássio ocorre no túbulo convoluto proximal e no laço ascendente de Henle.
• Cloreto (Cl-): O cloreto é o ânion mais importante (íon carregado negativamente) do corpo. O cloreto é vital para a regulação de factores como o pH e o equilíbrio do fluido celular e ajuda a estabelecer o potencial eléctrico dos neurónios e células musculares. O túbulo convoluto proximal e o laço ascendente de Henle reabsorvem cerca de 90% dos íons cloreto filtrados pelos rins.
• Cálcio (Ca2+): O cálcio não só é um dos minerais mais importantes do corpo que compõe os ossos e dentes, como também é um eletrólito vital. Funcionando como um eletrólito, o cálcio é essencial para a contração do tecido muscular, a liberação de neurotransmissores pelos neurônios e a estimulação do tecido muscular cardíaco no coração. O túbulo convoluto proximal e o laço ascendente de Henle reabsorvem a maior parte do cálcio no filtrado tubular para o sangue. A hormona paratiróide aumenta a reabsorção de cálcio nos rins quando os níveis de cálcio no sangue se tornam demasiado baixos.
• Magnésio (Mg2+): O íon magnésio é um eletrólito essencial para o funcionamento adequado das enzimas que trabalham com compostos fosfatados como ATP, DNA, e RNA. O túbulo convoluto proximal e o laço de Henle reabsorvem a maior parte do magnésio que passa pelo rim.

Blood Pressure Homeostasis

Os rins ajudam a controlar a pressão arterial no corpo regulando a excreção de íons sódio e água e produzindo a enzima renina. Como o sangue é maioritariamente feito de água, um aumento do volume de água no corpo resulta num aumento do volume de sangue nos vasos sanguíneos. O aumento do volume de sangue significa que o coração tem de bombear com mais força do que o normal para empurrar o sangue para os vasos que estão cheios de sangue em excesso. Assim, o aumento do volume de sangue leva a um aumento da pressão sanguínea. Por outro lado, quando o corpo está desidratado, o volume de sangue e a pressão sanguínea diminuem.

Os rins são capazes de controlar a pressão sanguínea reabsorvendo água para manter a pressão sanguínea ou permitindo que mais água do que o normal seja excretada na urina e assim reduzir o volume e a pressão sanguínea. Os íons de sódio no corpo ajudam a controlar a pressão osmótica do corpo, atraindo água para áreas de alta concentração de sódio. Para baixar a pressão sanguínea, os rins podem excretar iões de sódio extra que extraem a água do corpo com eles. Ao contrário, os rins podem reabsorver iões de sódio adicionais para ajudar a reter água no corpo.

Finalmente, os rins produzem a enzima renina para evitar que a pressão sanguínea do corpo se torne demasiado baixa. Os rins dependem de uma certa quantidade de pressão sanguínea para forçar o plasma sanguíneo através dos capilares no glomérulo. Se a pressão sanguínea se tornar demasiado baixa, as células dos rins libertam renina para o sangue. Renina inicia um processo complexo que resulta na liberação da hormona aldosterona pelas glândulas adrenais. A aldosterona estimula as células do rim para aumentar sua reabsorção de sódio e água para manter o volume e pressão arterial.

Hormônios

Os rins mantêm uma pequena mas importante função endócrina, produzindo os hormônios calcitriol e eritropoietina.

• Calcitriol é a forma ativa da vitamina D no organismo. As células tubulares do túbulo convoluto proximal produzem calcitriol a partir de moléculas inativas de vitamina D. Neste ponto, o calcitriol viaja dos rins através da corrente sanguínea até aos intestinos, onde aumenta a absorção do cálcio dos alimentos na luz intestinal.
• Erythropoietin (EPO) é uma hormona produzida pelas células dos capilares peritubulares em resposta à hipoxia (um baixo nível de oxigénio no sangue). A EPO estimula as células da medula óssea vermelha para aumentar a sua produção de eritrócitos. Os níveis de oxigénio no sangue aumentam à medida que mais glóbulos vermelhos amadurecem e entram na corrente sanguínea. Quando os níveis de oxigênio voltam ao normal, as células dos capilares peritubulares param de produzir EPO.

Hormônios transversais produzidos em outras partes do corpo ajudam a controlar a função dos rins.

• Hormônio antidiurético (ADH), também conhecido como vasopressina, é um hormônio produzido pelas células neurosecretoras no hipotálamo do cérebro. Estas células se estendem até a pituitária posterior, que armazena e libera o ADH. A produção de TDAH é estimulada pela diminuição do volume sanguíneo e aumento da osmolaridade sanguínea. O TDAH ajuda o corpo a reter água aumentando o número de canais de água nas células dos ductos colectores dos rins. Estes canais de água permitem que a água que permanece na urina seja reabsorvida pelo sangue, resultando em urina extremamente concentrada.

Angiotensina II é uma hormona feita no fígado e activada pelas enzimas renina e enzima conversora de angiotensina. Uma vez ativada, a angiotensina II aumenta a reabsorção de íons sódio e cloreto no túbulo convoluto proximal, levando a uma reabsorção aumentada de água também.

• Aldosterona é um hormônio produzido no córtex adrenal em resposta à Angiotensina II. A aldosterona liga-se às células alvo nas paredes dos ductos colectores do nefrónio. Estas células reabsorvem iões adicionais de sódio e cloreto que teriam sido excretados como urina. As células alvo também removem íons de potássio do sangue e excretam-no na urina.

Peptídeo natriurético atrial (ANP) é um hormônio produzido pelas células musculares cardíacas nos átrios do coração. Estas células produzem ANP em resposta a altos níveis de sódio no sangue ou aumento da pressão sanguínea. Nos rins, o ANP aumenta a taxa de filtração glomerular para que mais plasma sanguíneo seja forçado para a cápsula glomerular e para os túbulos renais. A ANP também remove alguns solutos das células da medula renal, tornando o laço de Henle menos eficiente na reabsorção de água e íons do filtrado. O resultado líquido da ANP é que mais sódio e água acabam sendo excretados na urina, o volume sanguíneo diminui e a pressão arterial também diminui.