Mantendo o volume de água

Seus rins têm a habilidade de manter ou eliminar água. Se você tomar um copo grande de água, vai ficar com vontade de urinar em aproximadamente uma hora. Em contrapartida, se não ingerir líquidos por um tempo, não vai produzir muita urina e ela será bem concentrada (ou seja, mais escura). Como os rins sabem a diferença? A resposta envolve dois mecanismos:

• as propriedades de estrutura e transporte da alça de Henle no néfron
• o hormônio antidiurético (ADH), também chamado vasopressina, secretado pela glândula pituitária

Alça de Henle
A alça de Henle tem um ramo descendente e um ascendente. Como o filtrado se move para baixo da alça de Henle, a água é reabsorvida, mas os íons (Na,Cl) não. A retirada de água concentra o Na e o Cl no lúmen. Assim, a medida que o filtrado se move para cima no outro lado (ramo ascendente), o Na e o Cl são reabsorvidos, mas a água não. O que essas duas propriedades de transporte fazem é ajustar a diferença de concentração de NaCl ao longo da alça, com a maior concentração embaixo e menor concentração em cima. A alça de Henle pode então concentrar NaCl na medula. Quanto mais longa a alça, maior o gradiente de concentração. Isso também significa que o tecido medular tende a ser mais salgado que o córtex.

À medida que o filtrado passa pelos tubos coletores, que voltam através da medula, a água pode ser reabsorvida do filtrado por osmose. A água se move de uma área de baixa concentração de Na (alta concentração de água) nos dutos coletores, para uma área de alta concentração de Na (baixa concentração de água) no tecido medular. Se você tirar água do filtrado nesse último estágio, pode concentrar a urina.

Hormônio antidiurético (ADH)
O ADH, que é secretado pela glândula pituitária, controla a habilidade da água passar pelas células das paredes dos tubos coletores. Se não há ADH presente, a água não passa pelas paredes dos dutos. Quanto mais ADH, mais água pode passar.

Células nervosas especializadas, chamadas osmoreceptores, no hipotálamo do cérebro, percebem a concentração de Na no sangue. As terminações nervosas destes osmoreceptores estão localizadas na parte posterior da glândula pituitária e secretam ADH. Se a concentração de Na no sangue for alta, os osmoreceptores secretam ADH. Se a concentração de Na do sangue for baixa, eles não secretam ADH. Na realidade, sempre há algum nível muito baixo de ADH secretado pelos osmoreceptores.

Agora vamos ver como seus rins mantêm o equilíbrio de água.

Por que urinamos depois de tomar um copo grande de água?
Ao beber um copo grande de água, essa água é absorvida no sangue e acontece o seguinte:

• a água absorvida aumenta a quantidade de água filtrada no glomérulo
• a água absorvida no sangue reduz um pouco a concentração de Na
• a redução na concentração de Na diminui a quantidade de Na filtrado no glomérulo
• o néfron reabsorve toda a carga reduzida de Na e um pouco da água, deixando o excesso de água no filtrado
• a concentração reduzida de Na é percebida pelos osmoreceptores.
• os osmoreceptores não secretam tanto ADH
• como os dutos coletores não captam muito ADH, não permitem que a água seja reabsorvida, em resposta a grande concentração de Na ajustado pela alça de Henle
• o excesso de água é excretado na urina
• quando o excesso de água é excretado, a concentração de Na no sangue retorna ao normal

Por que a urina é concentrada de manhã
Normalmente, não bebemos água durante a noite. Então, nossos intestinos não têm água para absorver.

• A diminuição da absorção de água pelos intestinos diminui a quantidade de água no sangue.
• A quantidade menor de água no sangue diminui a quantidade de água filtrada no glomérulo.
• A redução da água no sangue aumenta a concentração de Na no sangue.
• O aumento da concentração de Na no sangue aumenta a quantidade de Na filtrado no glomérulo.
• O néfron não reabsorve todo o Na filtrado, e um pouco de água fica no filtrado.
• O aumento da concentração de Na no sangue é percebido pelos osmoreceptores.
• Os osmoreceptores secretam ADH.
• Os tubos coletores percebem mais ADH e deixam mais água ser reabsorvida, em resposta ao gradiente de concentração de Na ajustado pela alça de Henle.
• Mais água reabsorvida dos dutos coletores aumenta a concentração da urina. Um pouco de água precisa ser perdida na urina por causa do Na; não podemos excretar urina sólida.
• A remoção de Na e o aumento da reabsorção de água ajudam a retornar a concentração de Na no sangue ao normal.

Assim, a alça de Henle ajusta a concentração de Na na medula, permitindo que a água seja reabsorvida dos dutos coletores, e o ADH deixa a água passar pelos dutos.

Seu sangue mantém uma concentração constante de íon hidrogênio (pH) por uma mistura química de íons hidrogênio e bicarbonato de sódio. O bicarbonato de sódio é produzido pelo dióxido de carbono (CO ₂) formado nas células como um subproduto de muitas reações químicas. O CO₂ entra no sangue nos capilares, onde as células vermelhas do sangue contêm uma enzima chamada anidrase carbônica, que ajuda a combinar CO ₂ e água (H ₂O) para formar ácido carbônico (H ₂ CO₃ ) rapidamente. O ácido carbônico formado rapidamente se separa em íons hidrogênio (H⁺ ) e íons bicarbonato (HCO₃^-). Essa reação também pode seguir na direção contrária, com o bicarbonato de sódio mais íon hidrogênio produzindo dióxido de carbono e água.

Anidrase
carbônica
CO ₂ + H ₂ O <---------> H ₂ CO₃ <---------> H⁺ + HCO ₃ ^-

O pH correto é mantido com a estabilidade da relação de íons hidrogênio e bicarbonato no sangue. Se você acrescentar ácido (íon hidrogênio) ao sangue, vai reduzir a concentração de bicarbonato e alterar o pH. Da mesma maneira, se reduzir os íons hidrogênio pela adição de base alcalina, vai aumentar a concentração de bicarbonato e alterar o pH do sangue.

Nesse momento, o equilíbrio ácido/base do sangue muda em resposta a muitos fatores, incluindo:

• dieta - dietas ricas em carnes fornecem ácidos ao sangue na digestão. Em contraste, dietas ricas em frutas e verduras fazem o sangue ficar alcalino, porque são ricas em bicarbonatos.
• exercício - músculos exercitados produzem ácido lático, que precisa ser eliminado do corpo ou metabolizado.
• respiração - grandes altitudes fazem a respiração ficar acelerada, fazendo o sangue ficar alcalino. Em contraste, certas doenças pulmonares que bloqueiam a difusão de oxigênio podem deixar o sangue ácido.

Na próxima seção, veremos como o rim regula a composição sanguínea.