Reabsorção de Água e Aquaporinas

A reabsorção de água devolve a maior parte da água filtrada ao sangue e, na sua fase regulada, define o volume final e a concentração da urina. A água atravessa o epitélio tubular através das aquaporinas, uma família de canais de água na membrana. No ducto coletor, a vasopressina controla a inserção de um desses canais, a aquaporina-2, permitindo que o rim alterne entre urina diluída e concentrada de acordo com as necessidades hídricas do corpo.

Definition

A reabsorção renal de água é o movimento de água, impulsionado osmoticamente, do lúmen tubular de volta para o sangue através dos canais de água das aquaporinas; no ducto coletor, é regulada pela vasopressina, que controla a abundância apical da aquaporina-2 e, consequentemente, a permeabilidade à água que define a concentração final da urina.

Scope

Este tópico aborda como a água se move através do nefrónio por osmose via aquaporinas, a permeabilidade constitutiva à água do túbulo proximal e do ramo descendente, e a reabsorção de água regulada pela vasopressina no ducto coletor que determina a concentração final da urina. É uma entrada de referência fisiológica, não uma orientação clínica.

Core questions

• Como a água atravessa o epitélio tubular?
• O que são aquaporinas e onde as isoformas renais são expressas?
• Como a vasopressina regula a permeabilidade à água do ducto coletor?
• Como o transporte mediado por aquaporinas interage com o gradiente osmótico medular?

Key concepts

• Osmose como força motriz para a reabsorção de água
• Canais de água das aquaporinas
• Aquaporina-1 no túbulo proximal e ramo descendente
• Aquaporina-2 na membrana apical do ducto coletor
• Regulação pela vasopressina (hormona antidiurética)
• Tráfego da aquaporina-2 para a membrana
• Acoplamento da permeabilidade à água ao gradiente medular

Mechanisms

A reabsorção de água é passiva e segue os gradientes osmóticos estabelecidos pelo transporte de solutos, mas requer uma membrana permeável à água. A aquaporina-1 proporciona uma alta permeabilidade constitutiva à água no túbulo proximal e no ramo fino descendente, de modo que a água é reabsorvida ali em proporção ao soluto. O ducto coletor é o local regulado: a vasopressina liga-se a recetores basolaterais, aumenta o AMP cíclico intracelular e desencadeia a inserção de canais de aquaporina-2 na membrana apical. Com a presença desses canais, a água é retirada do lúmen para o interstício medular hiperosmótico construído pela ansa de Henle, concentrando a urina; quando a vasopressina está baixa, a aquaporina-2 é retirada, o ducto coletor permanece impermeável à água e a urina diluída é excretada. As aquaporinas basolaterais devolvem a água reabsorvida ao sangue.

Clinical relevance

A regulação da aquaporina-2 pela vasopressina é a base molecular de como o corpo defende o equilíbrio hídrico e a osmolalidade plasmática, fornecendo um pano de fundo de referência para a compreensão de distúrbios da concentração e diluição da urina. Esta entrada descreve a fisiologia normal do manuseio da água e não fornece recomendações de diagnóstico ou tratamento.

Evidence & guidelines

A descrição aqui apresentada baseia-se em revisões de fisiologia molecular que identificaram as aquaporinas renais, mapearam a sua distribuição segmentar e caracterizaram a via vasopressina-aquaporina-2 e o seu papel no mecanismo de concentração da urina, conforme citado.

History

A existência de canais de água dedicados foi inferida por muito tempo a partir da alta permeabilidade à água de certas membranas, mas só foi confirmada quando a primeira proteína aquaporina foi identificada, trabalho reconhecido com um Prémio Nobel de Química. Estudos subsequentes localizaram a aquaporina-1 no nefrónio proximal e a aquaporina-2 no ducto coletor e estabeleceram que a vasopressina regula o tráfego da aquaporina-2, ligando a fisiologia clássica da água a canais definidos.

Key figures

• Peter Agre
• Mark A. Knepper
• Soren Nielsen

Seminal works

• nielsen-2002
• knepper-2015

Frequently asked questions

O que são aquaporinas?

Aquaporinas são proteínas de membrana que formam canais permitindo que a água atravesse rapidamente as membranas celulares; diferentes isoformas são expressas em segmentos específicos do nefrónio e são responsáveis pela permeabilidade à água necessária para a reabsorção.

Como a vasopressina permite que o rim concentre a urina?

A vasopressina sinaliza as células do ducto coletor para inserir canais de aquaporina-2 na sua membrana apical, tornando o ducto permeável à água, de modo que a água é osmoticamente atraída para o interstício medular concentrado, resultando num volume menor de urina mais concentrada.