FISIOLOGIA RENAL - Resumo

FISIOLOGIA RENAL - Resumo

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1. Introdução à Fisiologia Renal:

Funções dos Rins na Homeostasia:

o Excreção de produtos indesejáveis do metabolismo, substâncias químicas estranhas, drogas e metabólitos hormonais (ex.: Uréia, creatinina, ácido úrico, bilirrubina); o Regulação do equilíbrio de água e eletrólitos; o Regulação da pressão arterial A longo prazo, pela excreção variável de sódio e água, e, a curto prazo, pela liberação de substâncias vasoativas, como a renina; o Regulação da produção de eritrócitos Através da liberação de eritropoetina em situações de hipóxia; o Regulação da produção de Vitamina D3

(calcitriol) O calcitriol é importante na absorção de cálcio pelo trato gastrointestinal e pela deposição de cálcio nos ossos; o Gliconeogênese Sintetizam glicose a partir de aminoácidos e outros precursores, com capacidade equivalente à capacidade hepática.

Anatomia Fisiológica dos Rins:

Figura 1

O rim é um órgão abdominal retroperitoneal, que pesa cerca de 150g e é circundado por uma cápsula fibrosa resistente que protege as delicadas estruturas internas. Através de seu hilo, recebe seu suprimento sangüíneo, seu suprimento nervoso, e sai um ureter, que carreia a urina formada no rim para a bexiga.

Internamente, o rim é dividido em duas regiões:

Córtex, região mais externa; Medula, região mais interna. A medula é repleta de pirâmides renais, que terminam nas papilas, que, por sua vez, se projetam para a pelve renal. A urina segue de cada papila para os cálices menores, daí para os cálices maiores, e, finalmente, a partir da pelve, chegam ao ureter. Elementos contráteis da parede da pelve e ureter propelem a urina para a bexiga, onde esta é armazenada até ser eliminada pela micção.

- Árvore Sangüínea Renal:

Artéria Renal - Artérias Segmentares

- Artérias Interlobares

- Artérias Arqueadas

- Artérias Interlobulares

- Arteríolas Aferentes Capilarização

- Capilares Glomerulares Filtração

Coalescência

- Arteríolas Eferentes Capilarização

- Capilares Peritubulares Reabsorção e Secreção

Coalescência - Veias Interlobulares

- Veias Arqueadas

- Veias Interlobares

- Veias Segmentares Veia Renal

- Néfron:

Figura 2

O néfron é a unidade funcional do rim, capaz de formar urina. Cada néfron contém uma rede de capilares que formam o glomérulo, envolvido pela Cápsula de Bowman. O líquido filtrado pelos glomérulos cai na Cápsula de Bowman e daí segue pelo túbulo contornado proximal, alça de Henle (segmentos descendente e ascendente), túbulo contornado distal, túbulo conector, túbulo coletor, e, finalmente ducto coletor, que coalesce com outros ductos coletores e se esvazia nas papilas renais. No final do segmento espesso do ramo ascendente, encontra-se uma placa

Página 2 na parede do túbulo, conhecida como mácula densa, em íntimo contato com a arteríola aferente.

Néfron Cortical: Possui o glomérulo localizado na zona cortical externa, e possui uma alça de Henle curta, com pequena porção medular. Envolvido por extensa malha de capilares peritubulares.

Néfron Justamedular: Possui o glomérulo localizado no córtex interno, bem próximo à medula renal, e longa alça de Henle, que mergulha profundamente na medula. As longas arteríolas eferentes ramificam-se nos vasa recta, que acompanham paralelamente a alça de Henle, retornam ao córtex, e esvaziam-se nas veias corticais.

Figura 3

Processo de Formação da Urina:

Excreção = Filtração – Reabsorção + Secreção

Filtração: Processo pelo qual grande quantidade de líquido, praticamente sem proteínas, é filtrado dos capilares glomerulares para o interior da Cápsula de Bowman.

Reabsorção: Processo pelo qual a maior parte do filtrado é reabsorvido seletivamente para os capilares peritubulares. Essa reabsorção pode ser feita por duas vias distintas: Via Transcelular, que envolve a reabsorção pela célula tubular e posterior difusão para o interstício; Via Paracelular, que envolve uma passagem direta do lúmen tubular para o interstício, através das junções oclusivas localizadas entre as células tubulares.

Secreção: Processo pelo qual moléculas não filtradas são eliminadas na urina, a partir dos capilares peritubulares.

Figura 4

Assim, a excreção de determinada substância depende dos três mecanismos apresentados, de maneira que diferentes substâncias possuem diferentes mecanismos de excreção.

Pela observação da fig. 5, podemos definir quatro tipos de substâncias quanto a suas propriedades de excreção renal:

Substância A: A substância filtrada é totalmente eliminada, não havendo reabsorção ou secreção. Ex.: Creatinina

Substância B: A substância filtrada é reabsorvida parcialmente. Ex.: Eletrólitos (Na+, Cl-, K+)

Substância C: A substância filtrada é reabsorvida totalmente pelos túbulos renais para o interstício, e, daí, para os capilares peritubulares. Ex.: Glicose e Aminoácidos

Substância D: A substância filtrada é totalmente eliminada, e quantidades adicionais são secretadas dos capilares peritubulares para os túbulos renais. Ex.: Ácidos e Bases Orgânicas

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Figura 5 2. Filtração Glomerular:

Estrutura da Membrana Capilar Glomerular:

A membrana capilar glomerular é formada por três camadas principais: o Endotélio Capilar: Apresenta grandes fenestrações, o que explica a alta taxa de filtração. Embora apresente fenestrações, as células endoteliais são ricamente envolvidas por cargas fixas negativas que evitam a filtração de proteínas plasmáticas; o Membrana Basal: Formada por colágeno e proteoglicanos, também apresenta carga negativa, o que dificulta a passagem de proteínas; o Camada de Células Epiteliais (Podócitos):

Camada de células epiteliais que revestem descontinuamente a superfície externa do glomérulo. São separados por lacunas, as fendas de filtração, que permitem a passagem do filtrado glomerular.

Obs.: Todas as três camadas da membrana capilar glomerular apresentam cargas negativas, que restringem a filtração de proteínas plasmáticas.

Filtrabilidade de Solutos:

As propriedades de carga e tamanho das fenestrações determinam graus diferentes de filtrabilidade dos solutos. Dois fatores são particularmente importantes: seu tamanho (peso molecular) e sua carga.

Substância Peso Molecular Filtrabilidade

Pela observação da tabela acima, que relaciona o peso molecular de determinada substância com sua filtrabilidade, concluímos que a filtrabilidade dos solutos é inversamente proporcional ao seu peso molecular. Na tabela, as substâncias sódio, glicose e inulina apresentam filtrabilidade de 1,0, o que significa dizer que são tão filtráveis quanto a água, e, portanto, sua concentração no filtrado glomerular é igual à concentração plasmática. Moléculas progressivamente maiores, como a mioglobina e a albumina, apresentam menor filtrabilidade, sendo a filtrabilidade da albumina insignificante.

Figura 6

O tamanho molecular não é o único fator que determina a filtrabilidade de uma substância. Um bom exemplo disso é a albumina, que apresenta um diâmetro molecular de apenas 6 nm. Como os poros da membrana capilar apresentam cerca de 8 nm de diâmetro, era de se esperar que a albumina tivesse uma considerável filtrabilidade, mas isso não ocorre. A retenção de albumina deve-se a sua carga negativa, que sofre repulsão eletrostática pelas cargas negativas da membrana capilar. O inverso ocorre com moléculas carregadas positivamente, que são atraídas

Página 4 eletrostaticamente, e apresentam, portanto, maior filtrabilidade. Observe, na fig. 6, o efeito do tamanho e da carga elétrica da dextrana em sua filtrabilidade.

Composição do Filtrado Glomerular:

Sabendo que a membrana capilar é relativamente impermeável às proteínas, mas muito permeável aos eletrólitos, sais e moléculas orgânicas. Podemos caracterizar um filtrado glomerular com concentrações destas substâncias permeáveis semelhantes às concentrações plasmáticas, e a ausência quase que total de proteínas no filtrado.

Obs.: O Cálcio (Ca+2) e os ácidos graxos, por serem parcialmente ligados a proteínas plasmáticas, não apresentam concentração no filtrado semelhante à concentração no plasma.

Taxa de Filtração Glomerular (TFG):

A taxa de filtração glomerular é determinada pelo equilíbrio das forças hidrostáticas e coloidosmóticas, agindo através da membrana capilar, e pelo coeficiente de filtração capilar (Kf), uma constante determinada pela permeabilidade da membrana capilar e sua área de superfície.

TFG = Kf x Pressão Líquida de Filtração

Onde TFG é a taxa de filtração glomerular, Kf é o coeficiente de filtração capilar, e a pressão líquida de filtração é a resultante das forças hidrostáticas e coloidosmóticas que agem na membrana capilar.

Outro conceito importante quanto à filtração é a fração de filtração, que é a razão entre a TFG e o fluxo plasmático renal. Como a TFG normal é de 20% do fluxo sangüíneo, a fração de filtração normal é de 0,2.

Fração de Filtração = TFG / Fluxo Plasmático Renal

- Influência do Coeficiente de Filtração (Kf):

Através da equação Kf = TFG / Pressão líquida de filtração, podemos estimar o valor do Kf glomerular, que, admitindo uma pressão líquida de filtração de 10 mmHg, é de aproximadamente 12,5 ml/min/mmHg de pressão de filtração. O Kf, na verdade, é um valor numérico influenciado pela condutividade hidráulica e a área de superfície dos capilares glomerulares, sendo seu valor 400x maior que o valor do Kf de outros sistemas capilares. Este alto Kf contribui para a alta taxa de filtração de líquidos pelo glomérulo.

Embora alterações do Kf influenciem muito a TFG, as propriedades hidráulicas glomerulares não podem ser alteradas constantemente, e, portanto, não fornecem um mecanismo de controle da TFG. A importância médica do Kf deve-se a algumas doenças que reduzem o número de capilares glomerulares funcionantes ou aumentam a espessura da membrana capilar, o que reduz, respectivamente, a área de superfície de filtração e sua condutividade hidráulica. Exemplos de doenças crônicas que causam tal quadro são: hipertensão crônica e diabetes melito.

- Valores Estimados Normais da Pressão Líquida de Filtração:

Figura 7

Forças Favoráveis à Filtração (mmHg)

Pressão hidrostática glomerular 60 Pressão coloidosmótica na cápsula de Bowman 0

Forças que se opõem à Filtração (mmHg)

Pressão hidrostática na cápsula de Bowman (PB) 18 Pressão coloidosmótica nos capilares glomerulares 32

Pressão líquida de filtração = 60 – 18 – 32 = + 10 mmHg

- Influência das Forças Hidrostáticas e Coloidosmóticas:

Pressão hidrostática na Cápsula de Bowman (PB 18 mmHg): A pressão hidrostática na cápsula de Bowman atua contra a filtração glomerular, sendo assim, um aumento dessa pressão diminui a taxa de filtração glomerular. Alterações na PB não são um mecanismo de regulação da TFG, mas são particularmente importantes em certas condições patológicas, como a obstrução do trato urinário, que tende ao acúmulo de urina, e ao aumento da PB, o que diminui a TFG.

Pressão Coloidosmótica Capilar (): A é determinada pela concentração plasmática de proteínas. Como durante a filtração a concentração de

Página 5 proteínas no capilar aumenta, pois 20% do plasma é normalmente filtrado, a pressão coloidosmótica capilar tende a aumentar da extremidade aferente (28 mmHg) para a extremidade eferente (36 mmHg), assumindo um valor numérico médio de 32 mmHg. Assim, dois fatores tendem a influenciar a pressão coloidosmótica capilar: a pressão coloidosmótica no plasma arterial, e a fração de filtração.

Pressão Coloidosmótica do Plasma Arterial Pressão Coloidosmótica Capilar TFG

TFG / Fluxo Plasmático Renal Fração de Filtração Pressão Coloidosmótica Capilar TFG

Pressão Hidrostática Glomerular (): A é a forma de controle primário da TFG. Como é a única força efetiva a favor da filtração glomerular, um aumento na causa um aumento na TFG, e uma queda na causa uma queda na TFG. Três são as variáveis fisiológicas que regulam a pressão hidrostática glomerular: pressão arterial, resistência arteriolar aferente, e resistência arteriolar eferente.

Pressão ArterialTFG (Mecanismos

regulatórios atenuam este efeito)

Resistência Arteriolar AferenteTFG
o ModeradoTFG
o GraveTFG

Resistência Arteriolar Eferente (Efeito Bifásico)

Entendendo o efeito bifásico do Resistência Arteriolar Eferente:

Observe a fig. 8, que relaciona três variáveis:

TFG, resistência arteriolar eferente e fluxo sangüíneo renal.

Figura 8

Note que, a partir do valor normal de resistência arteriolar eferente convencionado como 1, um aumento na resistência arteriolar eferente aumenta a taxa de filtração glomerular, por aumentar a , e diminui o fluxo sangüíneo renal. A TFG atinge seu valor máximo em um valor próximo a 1,7x o normal. A partir daí, tende a cair, pois, como o fluxo sangüíneo renal diminui, a fração de filtração aumenta, e, conseqüentemente, a pressão coloidosmótica do capilar também aumenta. Mas, mesmo assim, a TFG permanece maior que a TFG normal, até atingir um valor de resistência arteriolar eferente igual a 3x o normal, quando o aumento na pressão coloidosmótica do capilar torna-se maior que o aumento na pressão hidrostática glomerular. A partir daí, a resistência arteriolar eferente crescente causa uma diminuição efetiva na taxa de filtração glomerular.

Controle Fisiológico da Filtração Glomerular e Fluxo Sangüíneo Renal:

- Auto-regulação da TFG e fluxo sangüíneo renal:

Figura 9

Os rins apresentam mecanismos autoregulatórios que tendem a manter constantes a TFG e o fluxo sangüíneo renal.

A eficiência da auto-regulação renal é demonstrada na fig. 9. Note que uma grande alteração da pressão arterial dentro da faixa entre 75 e 160 mmHg não causa grandes alterações na TFG e no fluxo sangüíneo renal.

Tal mecanismo regulatório é importante pois, se a TFG acompanhasse o aumento na pressão arterial, haveria uma rápida depleção do volume sangüíneo, visto que um aumento de 25% na TFG seria suficiente para aumentar a quantidade de urina excretada por

Página 6 dia de 1,5 litros para inacreditáveis 46,5 litros, sendo um aumento de mais de 30x.

São dois os mecanismos fisiológicos que limitam o aumento da TFG: a auto-regulação miogênica, e o balanço tubuloglomerular.

Mecanismo Miogênico: O mecanismo miogênico renal é semelhante ao encontrado em outros vasos do corpo. Este mecanismo previne que aumentos na pressão arterial causem grandes aumentos na TFG. O aumento na pressão causa estiramento de canais de Ca+2 mecanossensíveis, o que permite um maior influxo de Ca+2 na célula muscular lisa, que se contrai com maior vigor, causando vasoconstrição arteriolar, o que diminui o fluxo sangüíneo e, conseqüentemente, a TFG.

Pressão Arterial Estiramento Influxo de

Ca+2 Contração da Musculatura Lisa

Vasoconstrição Fluxo Sangüíneo Mantém a TFG constante

Figura 10

Balanço Tubuloglomerular: Mecanismo de feedback que relaciona as mudanças na concentração de NaCl na mácula densa com o controle da resistência arteriolar renal. Esse feedback busca assegurar um fornecimento relativamente constante de NaCl ao túbulo distal, prevenindo grandes mudanças na excreção renal. O mecanismo de feedback atua sobre a arteríola aferente e sobre a arteríola eferente, apresentando efeitos contrários. É gerado em uma estrutura especializada chamada aparelho justaglomerular, formado por células da mácula densa, localizada no início do túbulo contornado distal, e células justaglomerulares nas paredes arteriolares aferentes e eferentes. Vide fig. 10. A baixa TFG diminui o fluxo do filtrado na alça de Henle, o que aumenta a reabsorção de NaCl no ramo ascendente da alça de Henle. Assim, a concentração de NaCl na mácula densa diminui, o que desencadeia a vasodilatação da arteríola aferente, aumentando a TFG, e a liberação de renina, que, através da alça renina-angiotensina, causa vasoconstrição da arteríola eferente, também causando aumento na TFG, por aumentar a pressão hidrostática glomerular. Vide fig. 1.

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