na pélvis Renal: máquinas que concentram a urina na papila

surpreendente para muitos, o pacemaker para a peristalsia ureteral encontra-se no rim, perto da junção cortical-medular (3). Como consequência, a pélvis renal (em mamíferos unipapilados) e as calícias renais (em animais multipapilados) contraiem ritmicamente, forçando o sangue e o fluido da papila renal; quando o músculo relaxa, o fluido e o sangue retornam (17)., Nós sugerimos que a papila renal funciona como uma bomba, através da alternância de pressões positivas e negativas geradas pelas contrações peristálticas da parede pélvica. A água move-se para as células do ducto coletor como resultado da pequena pressão hidrostática positiva nas paredes das células, que é gerada pela onda peristáltica empurrando o fluido através dos ductos coletores. Subsequentemente, o fluido sai das células como resultado da pressão negativa gerada pelas forças elásticas que expandem a papila durante o ressalto, e o fluido é removido do interstício pela vasa recta., Este modelo lida mais especificamente com mamíferos que têm uma papila relativamente longa. (O maior grau de concentração urinária é encontrado em mamíferos com a papila mais longa, onde se espera que a peristaltis tenha o maior efeito; ver Ref. 17).os mamíferos e aves são os únicos vertebrados que produzem uma urina concentrada através de um sistema de contracorrente medular renal (18)., Estes dois sistemas de contracorrente, no entanto, exibem diferenças funcionais e anatômicas que parecem estar relacionadas com o fato de que as aves excretam ácido úrico, enquanto os mamíferos excretam a maioria de seus resíduos de nitrogênio na forma de ureia. Nos rins das aves, não há acumulação de ureia na medula renal e não há espaço para a urina entrar em contacto com a medula renal, porque a medula está rodeada por folhas apertadas de tecido conjuntivo. Nos rins dos mamíferos, a acumulação de ureia na medula renal desempenha um papel importante no mecanismo que concentra a urina nos canais colectores., Além disso, a medula renal dos mamíferos está rodeada por uma parede pélvica em forma de funil muscular (Fig. 1A), que deixa um elaborado espaço urinário entre a medula renal e o interior da parede pélvica.

neste ponto, é necessário clarificar a terminologia. No rim com muitas papilas, como o rim humano, cada papila é cercada por um cálice em forma de funil. Isto corresponde ao que chamamos pélvis no rim com apenas uma papila., No rim humano, é o compartimento entre os calícios e o ureter que é chamado de pélvis. Este compartimento não está presente em rins com uma papila, onde a pélvis é uma extensão directa do ureter.um plexo de fibras musculares lisas é encontrado na parede da pélvis renal e calíces. Existem duas camadas distintas em rins unipapilados., A camada interna contém fibras que correm em várias direções, inserir perto do local onde a parede pélvica junta-se com a base da papila, e são contínuos com ureteral músculo liso; a camada externa é ricamente inervada, mas é mais difuso e abrange apenas a pelve renal, que a conexão em locais com a camada interna, mas, finalmente, terminando abruptamente no cruzamento com o ureter (Fig. 2A; Ref. 7). Embora as camadas de músculo liso na parede caliceal nos rins multipapilados não sejam tão distintas(Fig., 2B), as fibras internas tendem a inserir-se perto da junção da parede caliceal e da base da papila, enquanto as fibras externas se estendem mais (o músculo levator fornicis; Ref. 15), formando um anel espessado em torno dos túbulos e vasa recta que se dirige para a papila (o Ringmuskel der Papille; Ref. 10). Os músculos lisos continuam até o tecido conjuntivo associado com as artérias e veias arqueadas (fibras peripiramidais; Ref. 16)., Uma contração peristáltica coordenada destes músculos lisos pode, assim, exercer uma ação de bombeamento rítmica em toda a medula renal, uma função proposta pela primeira vez por Henle (10) como um mecanismo para promover o esvaziamento desses túbulos localizados na papila renal.

O mamífero pélvis renal torna possível que a urina entre em contacto com o epitélio cobrindo a medula renal interna e externa., Em secções cruzadas de rins de mamíferos unipapilados, a pélvis parece rodear apenas a medula interior e ter uma forma simples de funil. Os moldes do espaço urinário pélvico, no entanto, revelam a presença de uma série de extensões tipo folha (Fig. 1B). Há uma enorme variação nos espaços pélvicos, que vão desde a forma simples do funil até a mais elaborada das extensões pélvicas. Bolsas secundárias e fornices são encontrados em todos os tipos de rim mamífero. São espaços urinários em que a urina pode entrar em contacto com o epitélio muito fino que cobre o tecido medular externo (ver Ref. 13)., Em um simples esquema de seção transversal do rim de roedor, a medula interna e papila podem ser vistos pendurados dentro do espaço pélvico. Adjacente à medula renal está o septo, que é contínuo com o ureter. Cada septo tem uma série de raios que irradiam para o córtex e formam os fornices. Entre os raios, a margem exterior do septo é livre e tem uma borda semilunar. Por trás desta borda, As bolsas secundárias estendem-se entre o septo e a medula exterior. Os fornices chegam até ao córtex., Os capilares estão localizados diretamente sob o fino epitélio, e é provável que a troca de soluto e água ocorra entre estes capilares e a urina alcançando as extensões pélvicas. Os fornices elaborados no rato de areia maximizam a possibilidade de troca de água e solutos entre a urina na pélvis e os capilares na medula exterior. No entanto, não há evidências que sugiram que a capacidade de concentrar a urina é aumentada nos mamíferos com as extensões pélvicas mais elaboradas e complexas., Pelo contrário, estas estruturas permitem aos animais responder à intoxicação por água achatando rapidamente o gradiente de soluto ao longo da papila renal (17).

ocorrem acontecimentos urodinâmicos na pélvis renal

“a pélvis renal não é um espaço oco rígido e sem movimento. Este facto é conhecido há mais de 55 anos … “(15), e isso foi escrito em 1940! O hamster é particularmente adequado para a observação de acontecimentos urodinâmicos na pélvis renal, uma vez que tem uma papila única, bastante longa., Após a remoção cuidadosa de várias camadas de gordura e tecido conjuntivo, as contracções musculares da parede peripelvica tornam-se visíveis, particularmente quando a papila é transiluminada por uma luz fiberópica. No hamster, a taxa de contracções peristálticas é normalmente de 13/min (17), em comparação com 7/min em suínos miniatura (mas 12-13/min em rins de suíno isolados; Ref. 4 e 20), 0,3 / min no cão (mas 13-17 / min no rim canino isolado; Ref. 3 e 6), e 2-3 / min em humanos (2). Este peristaltismo tem um efeito profundo sobre o tamanho e a forma da papila., À medida que a parede se contrai, a papila diminui. Seu diâmetro é reduzido em até 20%, o que significa que a área transversal é reduzida em até 36%. No momento em que a onda peristáltica passa por sua ponta, a papila ressoa para cima. O movimento médio é de ∼300 µm (17).o músculo liso encontra-se na parede da pélvis renal até à base da papila tanto nos rins unipapilados como nos rins multipapilados, mas não é encontrado na papila propriamente dita (Fig. 2)., As contracções peristálticas são controladas por um pacemaker situado nas partes mais altas da pélvis (9), que se sobrepõe aos ritmos mais lentos intrínsecos às secções da parede pélvica e do ureter.é possível estudar o movimento da urina nas condutas colectoras e no espaço pélvico em torno da papila renal durante as contracções peristálticas da parede pélvica muscular usando uma técnica introduzida por Steinhausen em 1964 (19). Quando o corante Lissamina Verde SF é injectado por via intravenosa, ele rapidamente atinge os capilares do rim e é filtrado pelo glomeruli., Logo aparece nos túbulos proximais na superfície cortical do rim. À medida que se move através das convoluções tubulares proximais, a cor desaparece das primeiras convoluções à medida que o corante entra nos loops de Henle. O fluido colorido então retorna aos túbulos distais. Uma vez que houve reabsorção de água a partir dos túbulos renais, o corante é mais concentrado e parece mais escuro. Uma sequência similar é vista no rim papila. O corante aparece pela primeira vez nos capilares e na vasa recta. Depois de ter sido filtrado e movido através das convoluções proximais, ele aparece nos loops de Henle., Gradualmente, o corante é removido dos laços, e depois de ter se movido através dos túbulos distais, entra nos túbulos coletores e nos dutos coletados. Se o corante for perfundido continuamente, a urina que se desloca através das condutas de recolha permanecerá verde.a urina pode refluxo para a pélvis renal?a urina que deixa as condutas de Bellini na ponta da papila flui directamente para o ureter após cada contracção pélvica. Ocasionalmente, no entanto, a urina ventila em torno da ponta da papila, banhando brevemente a parte inferior 50 µm com urina (17)., Este padrão, que chamamos de refluxo da ponta, é visto durante o fluxo constante ou decrescente de urina. Quando a taxa de fluxo de urina está aumentando rapidamente, no entanto, um padrão de fluxo diferente é visto. A urina já não flui diretamente para o ureter, pois deixa as condutas de Bellini. Em vez disso, a urina é arrastada para a pélvis, onde atinge todos os fornices e Bolsas secundárias. Durante a próxima contração, a urina é varrida sobre a papila e entra no ureter. Este padrão a que chamamos refluxo pélvico completo.,os reflexos pélvicos completos são fisiologicamente induzidos quando a taxa de fluxo urinário aumenta mais rapidamente do que 0,05 µl/min2. Eles continuam por vários minutos após a taxa de fluxo não está mais aumentando. Durante o aumento do fluxo urinário, a urina torna-se mais diluída e sua osmolalidade diminui. A urina sendo varrida para as extensões pélvicas, portanto, tem uma osmolalidade mais baixa do que o tecido papilar. Foi demonstrado que os reflexos pélvicos completos, nestas circunstâncias, servem para reduzir a osmolalidade e a concentração de ureia da medula renal., Como consequência, os reflexos pélvicos podem servir para encurtar o tempo que leva para que uma diurese de água se desenvolva após uma grande ingestão de água. Isso pode ser particularmente útil para os animais do deserto que bebem grandes quantidades de água periodicamente e, portanto, têm que ser capazes de diluir a urina rapidamente para evitar a intoxicação de água (17).

Peristaltis transporta a urina como um bolus para baixo do ureter

qualquer pessoa que tenha passado uma pedra nos rins sabe que o ureter também contrai peristalticamente., A entrada de urina no ureter é impulsionada para a bexiga em bólus, o ureter sendo fechado na frente e atrás de cada bólus. A baixas taxas de fluxo urinário, os bólus são curtos; a maiores taxas de fluxo, os bólus tornam-se mais longos, mas a velocidade linear dos bólus é inalterada. Assim, o fluxo no ureter é muito diferente do fluxo em um tubo com um diâmetro fixo, onde a velocidade linear mudaria em proporção direta ao fluxo. À medida que o fluxo de urina aumenta ainda mais, os comprimentos dos bólus continuam a aumentar até que o ureter seja preenchido de uma extremidade para a outra (17).,as forças peristálticas concentram a urina à medida que a onda peristáltica se desloca sobre a papila renal, a urina é empurrada através dos canais colectores papilares como um bólus. Os micrografos leves da papila fixados durante a contração mostram que os dutos coletores estão fechados (Fig. 3A) mas que estão bem abertos quando a parede pélvica está relaxada (Fig. 3B). Tal como acontece com o ureter, as condutas de recolha estão normalmente vazias e fechadas atrás do bólus. O bólus é curto durante os baixos caudais urinários; as condutas de recolha permanecem vazias até que o bólus seguinte seja empurrado., A baixas taxas de fluxo urinário, eles podem estar vazios até 95% do tempo, com o fluido em contato com o epitélio do ducto coletor apenas brevemente. A velocidade linear da onda peristáltica é de 1,6 mm / s e é igual à velocidade do bólus curto. Na maior fluxo de urina taxas, o bolo é mais, porque a velocidade de ponta, o que é determinado pela urina de produção, é menor do que a velocidade da onda peristáltica empurrar a borda direita; no mais altas taxas de fluxo, e a recolher o canal está vazio, somente quando a onda peristáltica se move sobre a papila., Assim, paradoxalmente, o tempo de contacto é prolongado (ou a velocidade linear média da urina nas condutas colectoras é mais lenta) a taxas de fluxo mais elevadas em comparação com as baixas taxas de fluxo urinário.

Como o peristáltica contração move para baixo a papila, o ducto colector de fluido é empurrado através dos dutos de ventilação com uma velocidade maior que a velocidade com que o fluido é formado, aumentando assim a pressão hidrostática na parede dos dutos. Durante baixas taxas de produção de urina, apenas metade do fluido no ducto de coleta terminal sai da papila das condutas de Bellini., O volume restante é absorvido pelas células epiteliais do ducto coletor, cujos volumes são aumentados aproximadamente pelo volume do fluido absorvido pelo lúmen do ducto coletor durante cada contração peristáltica. À medida que a contracção passa, as condutas de recolha fecham-se atrás do bólus urinário (17).Ostia das condutas de Bellini são normalmente patentes (Fig. 3C) mas parecem frequentemente conter tecido medular prolapsado nos rins a partir de coelhos obesos (Fig., 3D), a obesidade sendo caracterizada por um grau modesto de hipertensão arterial (+11 mmHg nestes coelhos e elevações semelhantes em cães obesos e humanos), uma pressão hidrostática renal intersticial elevada (19 vs. 9 mmHg em cães obesos vs. magros), e um interstítio medular interno marcadamente expandido (em coelhos, cães e humanos; Ref. 5)., Assim, o expandido interstício poderá proporcionar um maior do que o normal, a resistência peristáltica correria do fluido através da coleta de dutos, o que aumenta a pressão intersticial no parênquima renal e resulta em um aumento da pressão arterial sistêmica, bem como prolapso da medular conteúdo fora da cidade de ostia.os laços de Henle também são parcialmente esvaziados durante a contracção pélvica. Isto pode ser visto após uma injecção em bólus de Lissamina Verde SF, quando o fluido nos laços fica temporariamente verde., Cada contração parece espremer o fluido para fora dos loops, com algum fluido sendo empurrado retrógrado e o restante em direção à ponta.as contracções peristálticas da parede pélvica afectam profundamente o fluxo sanguíneo papilar. A papila no interior da parede pélvica torna-se pálida à medida que a parede se contrai, com os capilares a estreitar durante cada contração. Com uma observação atenta ao microscópio, pode-se ver que o fluxo sanguíneo pára periodicamente e, em seguida, move-se rapidamente retrógrado em capilares descendentes., As medições mostraram que o fluxo sanguíneo é parado ∼30% do tempo. Micrografos de luz e elétrons a partir de papilas renais fixados no final da contração mostraram que os capilares, bem como os laços de Henle e os ductos coletores, estavam todos bem fechados, enquanto os de papilas relaxadas estavam todos abertos. Este padrão intermitente de fluxo pode ajudar a preservar o gradiente osmótico ao longo da papila renal, uma vez que um fluxo contínuo resultaria em aumento da remoção de solutos papilares (17).,

papilla rebote move a água para a vasa recta

a contração peristáltica tanto comprime como estica a papila, fazendo com que ela se torne mais longa e mais estreita. Durante o período de relaxamento inicial (1 s), a papila ressalta para sua forma mais curta e mais ampla relaxada. Os dutos coletores inicialmente permanecem fechados, mas a água sai das células para o interstício devido à pressão hidrostática negativa gerada pelas propriedades elásticas da matriz intersticial., Uma vez que a vasa recta ascendente está ligada a outras estruturas, elas são abertas à medida que o tecido se expande durante o ressalto, permitindo a entrada de água (14). Logo o sangue retorna para a vasa recta, primeiro para a descendente e depois para a ascendente vasa recta, empurrando ao longo da coluna de água que tinha entrado na vasa recta a partir do interstício. Neste momento, o fluido tubular também retorna aos loops de Henle.no relaxamento tardio (2 s), as condutas colectoras abrem-se à medida que a urina flui para elas a partir de cima., As estruturas restantes continuam a funcionar normalmente, com a forma da papila inalterada, a vasa recta aberta com fluxo sanguíneo, e os loops de Henle aberto com fluido continuando a fluir através deles.

a parede pélvica é necessária para a peristalse

Se a parede pélvica for ressecada, o fluxo sanguíneo nos capilares é contínuo e o fluxo nos laços de Henle e através das condutas colectoras também é ininterrupto., Da mesma forma, se uma pélvis intacta é paralisada pela anestesia local, a peristalse ureteral fica desacoplada da pélvis e a pélvis fica paralisada. Os fluxos nos dutos coletados, loops de Henle, e vasa recta são agora contínuos, como é quando a parede pélvica é removida ou paralisada. Os achados fisiológicos mostraram que, quando a parede pélvica é removida ou paralisada, a osmolalidade e concentração de sódio do tecido papilar diminui significativamente (17).,mecanismos que concentram a urina na papila para concentrar a urina nas condutas colectoras, a água deve ser removida das condutas colectoras em excesso de solutos. Parte desta remoção de água é causada pela acumulação de solutos no interstítio papilar, uma consequência do transporte iônico que ocorre na medula externa. Modelos matemáticos, no entanto, não podem explicar as concentrações reais alcançadas por alguns animais (12, 13). O modelo apresentado aqui (Fig., 4) propõe que a pressão hidrostática gerada pela peristálsia da parede pélvica contribua para a remoção da água do lúmen do duto coletor em quatro etapas. Em primeiro lugar, a força da contração peristáltica move o bólus da urina não só para baixo do ducto de coleta, mas também para as células que servem de revestimento do ducto (Fig. 4A). Em segundo lugar, as pressões intersticiais negativas que se desenvolvem durante a recuperação tendem a mover a água das células epiteliais para o interstício. Em terceiro lugar, a corrente ascendente amarrada da vasa recta tende a abrir-se antes de outras estruturas (Fig. 4B; Ref., 14), gerando uma força hidrostática intravascular negativa e atraindo fluido intersticial para o lúmen. Em quarto lugar, a vasa recta ascendente tem uma permeabilidade hidráulica invulgarmente grande e um baixo coeficiente de reflexão para a albumina (14), permitindo a absorção vascular de partículas grandes e pequenas com atividade osmótica. Juntos, estes quatro passos constituem um mecanismo altamente eficaz para o movimento do fluido intersticial para fora da medula para qualquer dado gradiente hidrostático ou osmótico.

a estrutura do modelo é diferente de outros mecanismos que foram propostos. Mais importante, não é uma função contínua do Tempo; em vez disso, as consequências físicas das contrações pélvicas renais devem ser integradas ao longo de um ciclo peristáltico completo para o transporte de água para ocorrer. Em segundo lugar, a energia termodinâmica não é derivada de gradientes ATP ou iônicos dentro da papila., Isso é uma sorte, porque o tecido parece ter poucas reservas de energia: o fluxo sanguíneo é lento, a pressão parcial do oxigênio é baixa (<10 Torr), mitocôndrias são poucas, e a maior parte da energia é derivada da glicólise anaeróbica (8). Em vez disso, propomos que a energia termodinâmica é derivada de uma fonte externa, nomeadamente a contração do músculo liso na parede ricamente vascularizada da pélvis renal. Em terceiro lugar, certos mecanismos propostos exigem que os compartimentos intersticiais tenham um volume fixo ou que a papila renal tenha uma baixa conformidade (12, 14)., Na verdade, a papila renal deve ser muito complacente, não tendo cápsula e pouco colágeno. Em vez disso, propomos que as contrações periódicas da parede pélvica renal imponham um volume constante, movendo-se rítmicamente fluido dos dutos coletores para a vasa recta ascendente.

Este modelo não lida explicitamente com os loops de Henle, embora o seu conteúdo seja esvaziado por peristaltis tanto quanto os dutos de coleta., Como não lidar com o transporte de solutos, nem o efeito dinâmico dos movimentos repetidos de água pura em papilar interstício na boca dos canais de aquaporina, um fluxo que podem alterar a natureza físico-química das proteínas, ácido hialurônico, e proteoglicanos que preencher esse espaço. Prevemos que a aplicação de técnicas contemporâneas começará a elucidar essas características da atividade urodinâmica renal.