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HEMODINÂMICA
RENAL
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HEMODINÂMICA
RENAL
CONTEÚDO: ANA CLARA BORGES BRAGA
CURADORIA: HELENA CARVALHO
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SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ... 4
FLUXO SANGUÍNEO RENAL ... 4
MEDIDA DA FSR...4
TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR (TFG)... 5
MEDIDA DA TFG...5
MEMBRANA FILTRANTE...7
PRESSÃO DE ULTRAFILTRAÇÃO... 7
PRESSÃO DE ULTRAFILTRAÇÃO DE EQUILÍBRIO...8
GRADIENTES DE PRESSÃO DOS VASOS RENAIS ... 8
AUTORREGULAÇÃO DO FSR E DO RFG... 9
MECANISMO MIOGÊNICO...10
BALANÇO TUBULOGLOMERULAR...10
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INTRODUÇÃO
Tendo em vista o processo de formação da urina temos que ter em mente que o ultra-filtrado plasmático não tem os elementos celulares do sangue e é essencialmente li-vre de proteínas; porém, as concentrações de sais e moléculas orgânicas são, de modo geral, similares no plasma e no lí-quido ultrafiltrado. Após ser filtrado, este líquido é intensamente reabsorvido da luz dos túbulos para a circulação capilar peri-tubular, retornando à circulação sistêmica. A filtração glomerular, é a primeira etapa para a formação da urina, é um processo eminentemente circulatório, dependente da pressão arterial, do tônus das arteríolas aferente e eferente, da permeabilidade dos capilares glomerulares e do retorno venoso renal. Sendo a constituição da urina elimi-nada é extremamente dependente das al-terações da circulação peritubular.
Reciprocamente, o rim participa na regula-ção da pressão arterial sistêmica e do vo-lume e tonicidade do compartimento ex-tracelular, por meio do sistema reninaangi-otensina-aldosterona e das cininas e pros-taglandinas renais. Os capilares linfáticos, são encontrados preferencialmente no córtex, e são uma via de remoção de pro-teínas do fluido intersticial.
FLUXO SANGUÍNEO RENAL
Os rins são órgãos muito vascularizados e normalmente oferecem baixa resistência ao fluxo sanguíneo no interior do rim. Ele é ligeiramente maior em homens e menor em mulheres. O FSR apresenta dois com-ponentes: fluxo sanguíneo cortical e fluxo sanguíneo medular. O primeiro se distribui pelo córtex renal, é mais rápido e corres-ponde a 90% do fluxo total. Já o segundo é mais lento, equivale aos 10% restantes e distribui-se através da zona medular do rim, com uma porcentagem ainda menor atingindo a medula interna; esse relativo baixo fluxo medular, consequente da alta resistência dos vasos retos longos, é im-portante para minimizar a diluição do in-terstício medular e favorecer a concentra-ção da urina.
Vale ressaltar ainda que esse fluxo sanguí-neo não é constante durante toda a vida, atingindo seu auge na segunda e terceira décadas e declinando logo em seguida. Al-guns fatores podem elevar cronicamente a FSR como a gravidez, ingestão de proteí-nas e perda de um dos rins.
MEDIDA DA FSR
Os métodos de medida do FSR podem, ou não, depender da determinação do fluxo urinário. Os que necessitam do valor do fluxo urinário aplicam o princípio da 4 FSR= Cur x Fu Ca – Cv conservação, que
5 em uma situação de equilíbrio para uma
substância que não seja metabolizada nem sintetizada no tecido renal, a quantidade da substância que entra no rim pela artéria renal, em uma determinada unidade de tempo, deve corresponder à soma da quantidade de substância que sai do rim pela veia renal e ureter, mas mesma uni-dade de tempo.
FSR =Cur x Fu Ca − Cv
• Cur: concentração urinaria
• Fu: fluxo urinário
• Ca: concentração arterial
• Cv: concentração venosa
Teoricamente, por esse princípio, qualquer substância pode ser usada para medir o FSR, desde que não seja metabolizada nem sintetizada pelo rim. Praticamente, para a medida ser mais precisa, é necessá-rio que o rim excrete uma apreciável quan-tidade da substância. Entretanto, a dificul-dade na obtenção de amostras limita o uso dessa metodologia. Porém, se for utilizado o paraamino-hipurato de sódio (PAH), substância exógena, essa metodologia pode ser empregada para a avaliação do fluxo sanguíneo renal cortical.
Dentre os métodos de medida do FSR que não dependem da determinação do fluxo urinário, são destacados os que se utilizam
das seguintes técnicas: diluição de coran-tes, gases inercoran-tes, implantação de fluxô-metro, anticorpo antimembrana basal dos glomérulos e perfusão renal.
TAXA DE FILTRAÇÃO
GLOMERU-LAR (TFG)
A filtração glomerular é o processo que ini-cia a formação da urina. Hoje sabe-se que para substâncias de baixo peso molecular, a concentração no filtrado glomerular é igual à plasmática (descontando-se pe-quenas diferenças), enquanto para subs-tâncias de peso molecular mais elevado (como proteínas) a concentração no fil-trado é quase nula.
MEDIDA DA TFG
Para determinar o TFG, é necessário co-nhecer a quantidade de uma dada subs-tância filtrada no glomérulo, em determi-nada unidade de tempo, e a sua concen-tração no filtrado glomerular. Desde que a substância utilizada seja completamente ultrafiltrada no glomérulo, sua concentra-ção no filtrado glomerular 5 pode ser facil-mente medida, pois será igual à sua con-centração plasmática, bastando portanto determinar apenas esta última.
Se, após ser filtrada, a substância esco-lhida não for reabsorvida nem secretada ao longo do epitélio tubular, sua quantidade filtrada será igual à sua quantidade
6 excretada na urina. Ou seja, sua carga
fil-trada é igual à sua carga excretada:
TFG =U x V P
Sendo a TFG (taxa de filtração glomerular - em ml/min); o P (concentração plasmática da substância - em mg/ml); U (a concen-tração urinária da substância - em mg/ml) e o V (o fluxo urinário - em ml/min).
Esta relação corresponde ao clearance re-nal da substância (ou depuração plasmá-tica da substância) que é o volume virtual de plasma que fica livre da substância. No caso de uma substância que não é reab-sorvida nem secretada pelos túbulos, o vo-lume de plasma que fica livre dessa subs-tância é o volume de plasma filtrado. Não importa que uma parte do volume de plasma filtrado seja posteriormente reab-sorvido pelos túbulos e volte à circulação sistêmica; esse volume de plasma retor-nará à circulação geral sem a substância, pois esta não é reabsorvida (nem secre-tada) pelos túbulos.
Vemos, pois, que a TFG é medida por meio da determinação do clearance de uma substância que é perfeitamente ultrafIl-trada no glomérulo, mas não é reabsorvida nem secretada pelos túbulos renais. A substância utilizada para a medida do TFG
deve apresentar as seis características lis-tadas abaixo:
1. Ser fisiologicamente inerte e não-tó-xica.
2. Não se ligar a proteínas plasmáticas, sendo completamente ultrafiltrada nos glomérulos.
3. Não ser reabsorvida nem secretada pe-los túbupe-los renais.
4. Não estar sujeita à destruição, síntese ou armazenamento renal.
5. Mostrar clearance constante mesmo quando haja grande variação de sua concentração plasmática ou do fluxo urinário.
6. Ser fácil e precisamente determinável no plasma e urina.
Nas diferentes espécies animais estuda-das, a substância mais adequada para a medida da TFG é a inulina, um polissacarí-deo polímero da frutose. Em clínica, entre-tanto, a substância mais usada para a me-dida é a creatinina, por ser endógena. Esta é resultante do metabolismo da crea-tina nos músculos esqueléticos, sendo li-berada no plasma em taxa relativamente constante. Porém, como no plasma e urina desses animais (principalmente no plasma) ocorrem compostos (acetona, proteínas, TFG = U x V P 6 piruvato) que se confundem com a creatinina, levando a um erro obtido na sua dosagem
7 plasmática, aumentando
proporcional-mente U e P. Por este motivo, em huma-nos, o clearance de creatinina endógena é comumente utilizado, em clínica, como uma medida aproximada da TFG.
MEMBRANA FILTRANTE
No processo de ultrafiltração glomerular o plasma atravessa a membrana filtrante, constituída de três camadas: endotélio ca-pilar, membrana basal glomerular e epitélio da parede interna da cápsula de Bowman. A membrana filtrante permite a filtração de solutos pequenos tais como diferentes íons (Na+, K+, Cl-), além de água, ureia, en-tre outros; porém impede a filtração de so-lutos maiores tais como a mioglobina, a he-moglobina e a albumina. Vale ressaltar que a filtração é também limitada para íons ou drogas que se ligam às proteínas, como cálcio. Pode-se assim afirmar que a razão entre a sua concentração no filtrado glo-merular e no plasma, variam em função do tamanho do seu raio molecular efetivo. A influência do tamanho molecular, como limitante da ultrafiltração, sugere a exis-tência de poros funcionais na membrana basal. Além desse, experimentos feitos com substâncias ionizadas também pare-cem exerpare-cem influência na barreira de fil-tração. Tais estudos sugeriram que o efeito da carga elétrica é devido às forças ele-trostáticas dadas pelas sialoproteínas
aniônicas, presentes na membrana basal e em volta dos pedicélios das células epiteli-ais, que repulsam as macromoléculas com cargas negativas e atraem as carregadas positivamente. A repulsão que as sialopro-teínas aniônicas exercem sobre macromo-léculas negativas é importante no caso da albumina, pois, no pH fisiológico, tal prote-ína é um poliânion. Logo, sua filtração é re-duzida por esse segundo fator (ou seja, tanto carga elétrica quanto tamanho da molécula).
Vale destacar aqui que a albumina é a prin-cipal proteína determinante da pressão on-cótica plasmática, responsável por manter o fluido no interior do espaço vascular. As-sim, a normal impermeabilidade glomeru-lar à albumina ajuda a manter o volume plasmático. A importância desse fato pode ser observada na situação em que ocorre aumento da permeabilidade glomerular, resultando em albuminúria e hipoalbumi-nemia. Nessa situação, a queda da pressão oncótica plasmática favorece a saída de fluido do espaço vascular para o interstício, com o consequente desenvolvimento de edema.
PRESSÃO DE ULTRAFILTRAÇÃO
O ritmo de filtração glomerular é gover-nado pela mesma força propulsora que de-termina o movimento de fluido através da parede dos capilares sistêmicos, ou seja, o
8 balanço entre as pressões hidrostática e
oncótica transcapilares – as chamadas for-ças de Starling.
Essas pressões são basicamente 4, melho-res descritas a seguir:
• A pressão hidrostática interna aos ca-pilares (que impele o fluido para fora destes)
• A pressão hidrostática do interstício (que impele fluido para dentro dos ca-pilares)
• A força osmótica das moléculas que constituem o fluido capilar (que impele o fluido de volta aos capilares)
• A força osmótica do interstício (impele fluido para fora do capilar)
A pressão hidrostática do sangue no inte-rior dos capilares glomerulares é a força responsável pela ultrafiltração glomerular. Portanto, o processo de filtração glomeru-lar, do ponto de vista termodinâmico, é passivo, não necessitando de energia me-tabólica.
Como somente poucas proteínas são filtra-das, a perda do líquido filtrado para o es-paço de Bowman aumenta a concentração protéica no plasma remanescente nos ca-pilares glomerulares. Consequentemente, a pressão oncótica intracapilar se eleva à medida que o sangue percorre as alças ca-pilares e se aproxima da arteríola eferente. Em virtude de a pressão oncótica
intracapilar se opor à pressão hidrostática intracapilar, há uma queda progressiva da pressão efetiva de ultrafiltração à medida que o sague chega em direção a arteríola eferente.
PRESSÃO DE ULTRAFILTRAÇÃO DE EQUILÍBRIO
Agora que já explicamos o que é a pressão de ultrafiltração, cabe inserir um novo con-ceito. O ponto em que a pressão hidrostá-tica no capilar glomerular iguala a soma da pressão hidrostática mais a pressão oncó-tica plasmáoncó-tica é conhecido como pressão de ultrafiltração de equilíbrio. Esse ponto acontece em algumas espécies, mas não na humana. Isso é importante pois em ca-pilares glomerulares, ocorre apenas filtra-ção, não havendo volta do ultrafiltrado para o capilar glomerular.
GRADIENTES DE PRESSÃO DOS
VASOS RENAIS
Para o estudo da hemodinâmica renal, é importante o conhecimento dos gradientes de pressão hidrostática e oncótica ao longo dos vasos renais. Como eles 8 ocor-rem ao nível das arteríolas aferente e efe-rente, estes são os locais de maior resis-tência ao fluxo sanguíneo renal e, portanto, os principais responsáveis pelo seu con-trole. Essa manutenção em níveis elevados proporciona ainda um controle mais estrito
9 da pressão e do fluxo sanguíneo no interior
do capilar.
O controle da pressão e do fluxo sanguíneo nas duas arteríolas também controla o ritmo de filtração plasmática através da parede capilar glomerular.
A circulação renal apresenta dois leitos ca-pilares em série: o glomerular e o peritubu-lar. Esse fato, combinado com a possibili-dade de as resistências nas arteríolas afe-rente e efeafe-rente poderem variar indepen-dentemente uma da outra, possibilita que o FSR e o RFG variem paralela ou diver-gentemente. Assim, o FSR é diretamente proporcional ao gradiente de pressão entre a artéria e a veia renal e é inversamente proporcional à resistência da circulação. Com base nessas informações, pode-se in-ferir que:
• Assumindo que não haja variação da pressão hidrostática na artéria renal, quando a resistência da arteríola afe-rente decresce, a pressão hidrostática dentro do capilar glomerular aumenta, pois uma maior fração da pressão arte-rial renal é transmitida ao capilar glo-merular. Um aumento da pressão capi-lar glomerucapi-lar eleva a TFG. Assim, a queda da resistência na arteríola afe-rente aumenta tanto o FSR como a TFG. Da mesma forma, a reciproca é verdadeira.
• Uma queda na resistência da arteríola eferente causa aumento no FSR; porém agora, devido à queda simultânea da pressão capilar glomerular (PCG) a TFG será reduzida. Quando a resistência na arteríola eferente é elevada, o FSR cai, enquanto a TFG aumenta, devido à ele-vação da PCG.
E o que acontece em uma situação mais real, em que a resistência de ambas é alte-rada? Em conclusão, na maioria das cir-cunstâncias fisiológicas, o conceito básico é que quando a modificação da resistência resultante ocorre na arteríola aferente, o FSR e a TFG variam na mesma direção; en-tretanto, quando a modificação resultante ocorre na arteríola eferente, o FSR e a TFG alteram em direções opostas.
AUTORREGULAÇÃO DO FSR E
DO RFG
O fenômeno da auto-regulação renal faz com que alterações da pressão de perfu-são da artéria renal, entre 80 e 200 mmHg, não modificam o FSR nem o RFG. As mo-dificações da pressão de perfusão são acompanhadas por alterações da resistên-cia vascular, determinando que o FSR fi-que quase inalterado.
Esse fenômeno persiste até mesmo após desnervação, contudo o mecanismo res-ponsável pela auto-regulação renal ainda
10 não está completamente identificado.
Acredita-se que envolva dois processos básicos, igualmente importantes: o meca-nismo miogênico e o balanço tubuloglome-rular, que discutiremos melhor agora.
MECANISMO MIOGÊNICO
É uma propriedade intrínseca do músculo liso arterial, na qual o músculo se contrai ou relaxa em resposta a um respectivo au-mento ou queda da tensão da parede vas-cular que ocasiona na entrada de Ca++ para dentro da célula muscular lisa. Existe uma resposta imediata e transitória (de apenas poucos segundos), durante a qual uma elevação da pressão de perfusão é se-guida por um aumento do raio vascular, determinando que o fluxo sanguíneo se eleve. Porém, quase imediatamente após, o resultante estiramento da parede do vaso rapidamente provoca contração vas-cular, de modo que, pouco após o aumento da pressão, o fluxo volta praticamente ao valor controle. Uma cadeia de eventos oposta ocorre quando cai a pressão de perfusão. Quando a pressão arterial renal aumenta há distensão da arteríola aferente com distensão dos canais de membrana, permitindo a entrada de cálcio na célula e a contração do vaso.
BALANÇO TUBULOGLOMERULAR
O balanço tubuloglomerular (BTG) envolve um sistema feedback: quando aumenta a
TFG em um néfron consequentemente au-menta-se o fluxo de fluido pelo na região da mácula densa, levando a redução da TFG nesse mesmo néfron. O oposto tam-bém acontece, embora em menor grau. Acredita-se que o mecanismo responsável seja o seguinte: o aumento do FRG eleva a carga de Na +, Cl- e fluido no túbulo proxi-mal, gerando um maior fluxo na região da mácula densa. Esta região é sensível ao aumento da concentração luminal de Na + e Cl- resultantes. O cloro provoca uma despolarização celular, que ativa canais de cátions, não-seletivos e promovem a en-trada de Ca2+ nas células da mácula densa, fazendo com que essas células libe-rem agentes que, então, provocam a con-tração das células musculares lisas da pa-rede da arteríola aferente, levando ao au-mento da resistência na mesma.
CORRELAÇÃO CLÍNICA
Tanto a expansão ao volume
quanto a dieta hiperproteica
aumentam a TFG, por redução do
balanço tubuloglomerular. Ao
contrário, a contração de volume
aumenta
a
sensibilidade,
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impedindo a perda de fluído por
redução da TFG. Assim, pode-se
inferior que a dieta proteica
elevada aumenta a reabsorção de
NaCI, provocando uma queda na
concentração luminal desses dois
íons, o que leva à queda do BTG e,
conseqüentemente, ao aumento da
pressão no capilar glomerular. Isso
é especialmente prejudicial pois
pode induzir a insuficiência renal ou
agravar um insuficiência
pré-existente,
em
forma
de
descompensação.
CONTROLE DA CIRCULAÇÃO
RE-NAL
Além do mecanismo de autorregulação, muitas vezes são necessários que hajam outras formas de realizar um controle es-trito da circulação renal, dispondo de hor-mônios e peptídeos que auxiliam em tal função. Discutiremos brevemente a ação de cada um:
• Sistema Nervoso Simpático: inerva as
arteríolas aferente e eferente, e sua es-timulação causa constrição de ambas. Esse efeito se dá por liberação de nore-pinefrina pela terminação nervosa
simpática. Quando ocorre forte estimu-lação simpática, como no trauma ou nas hemorragias, a constrição da arte-ríola aferente predomina, reduzindo drasticamente FSR e TFG.
• Sistema Renina- Angiotensina-Al-dosterona (SRAA): a angiotensina II
(ANG II) aumenta a resistência de am-bas as arteríolas, logo, diminui o FSR. Entretanto, a arteríola eferente é mais sensível do que a arteríola aferente; fa-zendo com que baixos níveis de ANG II podem aumentem a TFG, pela constri-ção da arteríola eferente, enquanto, al-tos níveis diminuem a TFG, pela cons-trição das arteríolas aferentes e eferen-tes.
• ADH ou Vasopressina: quedas
pro-nunciadas do volume circulatório efe-tivo (como no choque hemorrágico) causam liberação de ADH, que so-mente sob tais estímulos provocam va-soconstrição sistêmica e, então, contri-bui para manter a pressão sanguínea sistêmica.
• Peptídeo Atrial Natriurético: Os
mióci-tos atriais liberam o peptídeo em res-posta ao aumento do volume circulató-rio efetivo. Causando pronunciada va-sodilatação das arteríolas aferente e eferente, aumentando fortemente o fluxo sanguíneo renal cortical e medu-lar e reduzindo a sensibilidade do
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balanço tubuloglomerular. Além disso, inibe a ação do SRAA.
• Prostaglandinas: células tubulares
sin-tetizam prostaglandinas de ação local. Elas funcionam como um anteparo contra a vasoconstrição excessiva e a
rápida síntese e liberação de prosta-glandinas são responsáveis pela manu-tenção, praticamente constante, do FSR e da TFG, em situações em que ocorrem altos níveis de ANG II.
