Revisão de Anatomia Renal e Renal Sistemas de Transporte
uma Vez que o conhecimento da anatomia renal e renal, células epiteliais sistemas de transporte é um pré-requisito para a compreensão de como as drogas afetam o excretor renal função, vale a pena analisar os aspectos da fisiologia renal antes abordando o tema da farmacologia renal. Para mais informações sobre a biologia renal de base, ver artigos: circulação Renal; Barreira de Filtração Glomerular: da Biologia Molecular aos mecanismos de regulação; A Base Molecular da excreção Renal de potássio.para qualquer substância, a capacidade de combinar a ingestão mais a taxa de produção com a taxa de eliminação é essencial para manter a composição do fluido corporal dentro de limites estritos e, portanto, é extremamente importante para a sobrevivência. O papel do rim nesta tarefa é fundamental. Os filtros renais, por um processo chamado filtração glomerular, grandes quantidades de água e solutos dissolvidos, reabsorve a maior parte do que é filtrado, mas deixa para trás e segrega no compartimento urinário apenas a quantidade certa de cada substância para manter a homeostase. Em adultos jovens saudáveis, os dois rins produzem, em conjunto, aproximadamente 120 ml min−1 de filtrado (que é a taxa normal de filtração glomerular (TFG)); no entanto, apenas são excretados aproximadamente 1 ml min−1 de urina. Assim, mais de 99% do volume filtrado é reabsorvido. Este processo é intensivo em energia; assim, apesar do fato de que os rins compõem apenas 0,5% do peso corporal, eles consomem 7% da ingestão total de oxigênio corporal.
o sangue a ser processado pelas unidades filtrantes do rim é entregue a cada rim através de uma artéria renal principal que se ramifica em artérias segmentais que se ramificam ainda mais em artérias interlobares. Na fronteira da medula renal (parte interna do rim) e córtex (parte externa do rim), as artérias interlobares formam artérias arqueadas, que por sua vez brotam ramos perpendiculares chamados artérias interlobulares. As artérias interlobulares entram no córtex renal e fornecem sangue a artérias aferentes. O nefron é a estrutura que forma a urina do rim (um rim humano contém aproximadamente um milhão de nefrons), e consiste de um corpúsculo renal (contendo o glomérulo) conectado a uma estrutura tubular estendida (Figura 1, painel médio). Um único arteriolo afferente entra em cada glomérulo e ramos para formar os capilares glomerulares (Figura 2). Estes ramos recombinam-se para formar a arteriola eferente, que transporta sangue para fora do glomérulo (Figura 2). Arterióis eferentes então se ramificam em capilares peritubulares que cercam estruturas tubulares no córtex renal ou descem para a medula para formar a vasa recta, que fornece sangue para Capilares medulares.
a Figura 1. Ilustração resume as principais estruturas do nefron e onde e como os diuréticos influenciam a função do nefron.
Figura 2. O corpúsculo renal contém um feixe de capilares chamados glomérulos. O glomérulo recebe sangue através de um arteriolo afferente e o sangue sai do glomérulo através do arteriolo eferente. Ultrafiltrato é forçado através dos capilares glomerulares do glomérulo para o espaço de Bowman e entra no túbulo proximal para o processamento final para produzir urina.
Nos capilares do glomérulo, plasma de água é forçado pela pressão hidrostática através de um ultrafilter que consiste de três componentes em série – fenestrated células endoteliais, uma noncellular membrana basal, de fenda e diafragmas formado por células epiteliais chamado podocytes firmemente que cercam os capilares do glomérulo. O diâmetro médio “operacional” do “poro” glomerular é de aproximadamente 4 nm. Consequentemente, moléculas com um diâmetro efetivo >4 nm são cada vez mais retidas à medida que o diâmetro efetivo da molécula aumenta. Assim, átomos e moléculas de baixo peso molecular passam com água filtrada para o espaço de Bowman( Figura 2); enquanto que, em um rim saudável elementos celulares e macromoléculas de alto peso molecular no sangue são excluídos do compartimento urinário pelo filtro. Assim, o fluido filtrado é referido como ultra-filtrado.uma vez formado, o ultrafiltrato flui para o túbulo proximal (PT), que é contíguo ao espaço de Bowman (Figura 2). O PT toma uma via convolutada no córtex renal até formar finalmente uma porção recta que entra na medula renal (Figura 1, painel médio). O PT é responsável pela maior parte da reabsorção, por exemplo, aproximadamente 65% da Na+ filtrada é reabsorvida aqui; uma vez que o PT é altamente permeável à água, a água é reabsorvida juntamente com eletrólitos.a seguir, o PT muda de morfologia e forma o membro fino descendente (DTL). O DTL mergulha profundamente na medula e faz um gancho de cabelo transformar-se para se tornar o membro ascendente fino (ATL). Na medula renal, o LCA muda de Morfologia para se tornar o espesso membro ascendente (TAL) (figura 1, painel médio). Juntos, a porção reta do PT junto com o DTL, ATL, e TAL forma uma estrutura em U chamada de laço de Henle. O TAL tem uma grande capacidade de reabsorção e é responsável pela captura de aproximadamente 25% de na+filtrado.
mportante, o TAL passa entre as arteríolas aferentes e eferentes, que posiciona idealmente o TAL para enviar sinais químicos para o arteriolo aferente do mesmo néfron (Figuras 1 e 2, Painel médio). A este respeito, uma placa de células epiteliais especializadas no TAL, chamada de macula densa, monitora a concentração de NaCl saindo do laço de Henle. Se esta concentração exceder os limites, a macula densa envia sinais químicos ao arteriolo afferente. Estes sinais constricem o arteriol afferente, o que reduz a pressão hidrostática no glomérulo correspondente e, assim, reduz a carga de ultrafiltração que o nefron deve processar. Este mecanismo homeostático é chamado de feedback tubuloglomerular (TGF). Além do TGF, a macula densa regula a libertação de renina a partir de células justaglomerulares que residem na parede de arteriolas aferentes (Figura 2). Aumentos e diminuições na entrega de NaCl para a densa mácula inibem e estimulam, respectivamente, a libertação de renina. A renina actua sobre o angiotensinogénio para gerar angiotensina I; e a enzima de conversão da angiotensina (ECA) transforma a angiotensina I em angiotensina II. uma vez que a angiotensina II tem um amplo efeito sobre os sistemas cardiovascular, nervoso autónomo e renal, o mecanismo da cânula densa pode afectar profundamente a homeostase.
apenas distal para a cânula densa, o túbulo novamente muda de Morfologia para formar o túbulo distal convolutado (DCT) (Figura 1, painel médio). Tal como acontece com o TAL, o DCT transporta ativamente NaCl, mas não é permeável à água. Isto permite que tanto o TAL como o DCT produzam uma urina diluída. DCTs de diferentes nephrons vazios no sistema de ducto coletor através de túbulos de ligação (Figura 1, painel médio). Através de uma interação de mecanismos intrincados, as condutas coletivas fornecem uma modulação precisa da composição e volume ultrafiltrados. É aqui que a aldosterona (um esteróide adrenal) e a vasopressina (também chamada hormona antidiurética) regulam a excreção de electrólito e água, respectivamente.as células epiteliais do revestimento dos túbulos do nefron têm uma membrana apical (em contacto com o fluido tubular) e uma membrana basolateral (em contacto com o fluido intersticial) (Figura 2). A membrana apical exibe microvilli (Figura 2) que juntos são chamados de “borda do pincel”. A borda da escova aumenta enormemente a área de reabsorção de ultrafiltração. O processo de reabsorção é iniciado pela Na+, K+–ATPase (também chamada de bomba na+) na membrana basolateral que hidrolisa adenosina 5′-trifosfato (ATP) e usa esta energia química para transportar Na+ para o espaço intersticial e simultaneamente K+ para a célula. Isto cria um gradiente eletroquímico orientado interiormente para Na+ através da membrana celular, e a maior parte do transporte pelo rim é, direta ou indiretamente, alimentado por este gradiente. A este respeito, a energia no gradiente Na+ é aproveitada por vários mecanismos, por exemplo, por transportadores apicais que co-transporte soluta no lúmen tubular contra seus gradientes eletroquímicos em células epiteliais renais. Estes cotransportadores são chamados de sympressers e o processo é chamado symport ou cotransport. Exemplos importantes incluem simpatizantes que co-transportam na+ com glicose, na + com H2PO4−, na+ com aminoácidos, na+ com Cl−, e na+ com K+ e Cl -. Os Simpósios mediam assim o movimento dos solutos Na+ e co-transpostos para fora do lúmen tubular para a célula. Além symporters, apical membranas podem expressar countertransporters, chamado antiporters, que carregam Na+ para dentro da célula, enquanto, simultaneamente, movendo-se alvo solutos para o lúmen tubular para excreção (um processo conhecido como countertransport ou antiport). Um exemplo primo seria o trocador na+ – H+ (NHE), do qual existem várias isoformas. Finalmente, o gradiente na+ Interior pode ser diretamente aproveitado por canais epiteliais apicais na+ (ENaCs), que permitem a difusão interna de na+ luminal em células epiteliais. Uma vez dentro da célula, a Na+ reabsorvida a membrana basolateral no espaço intersticial. Isto também é impulsionado principalmente por bombas Na+, mas também pode envolver outros tipos de sistemas de transporte dependendo do segmento nephron; por exemplo, no PT, o tetransportador basolateral de sódio-bicarbonato (NBC) participa.os simplificadores com ligações na+nas membranas apicais aumentam as concentrações intracelulares dos seus co-substratos nas células epiteliais renais. Se estes Co-substratos são permeáveis à membrana, eles simplesmente se difundiram através da membrana basolateral para o espaço intersticial. Caso contrário, o seu movimento para o espaço intersticial ocorre através de transporte mediado que pode envolver symperers específicos, antiportadores, uniperadores (transporta a substância sem um parceiro), ou canais.
Como Na+ e outros solutos acumular-se no espaço intersticial, um gradiente de pressão osmótica formas através das células epiteliais, e desde que algumas células epiteliais são permeáveis a água, a água pode difundir-se através da célula para o compartimento intersticial (transcellular caminho). A este respeito, a água move – se através de canais de água específicos (aquaporinas – das quais existem muitos tipos) localizados tanto nas membranas celulares apical quanto basolateral. Além disso, em alguns segmentos de néfron, a água pode ser difusa entre as células epiteliais (via paracelular). À medida que a água se difunde do lúmen tubular para o compartimento intersticial, a concentração de outros solutos remanescentes no fluido tubular aumenta. Isto então fornece um gradiente para estas substâncias se difundirem no espaço intersticial. Novamente, isso pode ocorrer através de ambos os transcellular (difusão simples, symporters, antiporters, uniporters, e canais) e paracellular caminhos; no entanto, alguns solutos (por exemplo, creatinina) não é possível negociar o transcellular ou paracellular caminhos e, portanto, são mantidos no lúmen tubular e excretada na urina. Finalmente, a acumulação de água e solutos no compartimento intersticial aumenta a pressão hidrostática intersticial, o que leva o material reabsorvido para os capilares peritubulares para ser recapturado pelo corpo. For a more detailed review of renal anatomy and physiology see Reilly and Jackson (2011).