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Filtração Glomerular e Hemodinâmica Renal e Mecanismos de Transporte - Completo

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Filtração Glomerular e Hemodinâmica Renal

Filtração Glomerular e Hemodinâmica Renal

Introdução

Introdução

Os rins são os órgãos responsáveis pela manutenção do volume e da Os rins são os órgãos responsáveis pela manutenção do volume e da composição do

composição do fluido extracelular fluido extracelular   do indivíduo dentro dos limites fisiológicos  do indivíduo dentro dos limites fisiológicos compatíveis com a vida. Trata-se de uma lógica relativamente simples: os rins compatíveis com a vida. Trata-se de uma lógica relativamente simples: os rins ultrafiltram o sangue; em seguida, reabsorvem seletivamente quase a totalidade desse ultrafiltram o sangue; em seguida, reabsorvem seletivamente quase a totalidade desse ultrafiltrado, de modo a manter o balanço de água e solutos, ao mesmo tempo em que ultrafiltrado, de modo a manter o balanço de água e solutos, ao mesmo tempo em que eliminam escórias.

eliminam escórias.

 Apesar dessa aparente simplic

 Apesar dessa aparente simplicidade, a magnitude dos fluxos de água e solutosidade, a magnitude dos fluxos de água e solutos envolvidos no processo chega a ser assustadora: em um adulto normal do sexo envolvidos no processo chega a ser assustadora: em um adulto normal do sexo masculino, a

masculino, a taxa de ultrafiltração renal aproxima-se de 120mL/mintaxa de ultrafiltração renal aproxima-se de 120mL/min, o que, o que corresponde a mais de

corresponde a mais de 170 litros de sangue por dia170 litros de sangue por dia. Isso significa que, como o. Isso significa que, como o volume plasmático é de aproximadamente 3 litros, a totalidade do plasma é filtrada volume plasmático é de aproximadamente 3 litros, a totalidade do plasma é filtrada mais de 50 vezes no decorrer de um único dia. Considerando agora que o fluxo mais de 50 vezes no decorrer de um único dia. Considerando agora que o fluxo urinário de um adulto é aproximadamente 1,5L/dia, depreende-se que os rins urinário de um adulto é aproximadamente 1,5L/dia, depreende-se que os rins reabsorvem mais de 99% do enorme volume de água filtrado diariamente.

reabsorvem mais de 99% do enorme volume de água filtrado diariamente.

O filtrado é um fluido de composição semelhante à do plasma, porém com O filtrado é um fluido de composição semelhante à do plasma, porém com poucas proteínas e macromoléculas, uma vez que o tamanho dessas substâncias poucas proteínas e macromoléculas, uma vez que o tamanho dessas substâncias dificulta sua filtração através da parede do glomérulo renal. Após a sua formação, o dificulta sua filtração através da parede do glomérulo renal. Após a sua formação, o filtrado glomerular caminha pelos túbulos renais e sua composição e volume são filtrado glomerular caminha pelos túbulos renais e sua composição e volume são modificados pelos mecanismos de reabsorção e secreção tubular existentes ao longo modificados pelos mecanismos de reabsorção e secreção tubular existentes ao longo do néfron.

do néfron.

Reabsorção tubular renal:

Reabsorção tubular renal: é o processo de transporte de uma substância doé o processo de transporte de uma substância do interior tubular para o sangue que envolve o

interior tubular para o sangue que envolve o túbulo.túbulo. Secreção tubular renal:

Secreção tubular renal:  é o processo de transporte de uma substância do  é o processo de transporte de uma substância do sangue que envolve o túbulo para o interior tubular.

sangue que envolve o túbulo para o interior tubular. Excreção renal:

Excreção renal: refere-se à eliminação da urina final pela uretra. refere-se à eliminação da urina final pela uretra.  Ao

 Ao longo longo do do néfron, néfron, uma uma série série de de forças forças atua atua para para modificar modificar a a concentraçãoconcentração dessas substâncias presentes no f

dessas substâncias presentes no filtrado glomerulariltrado glomerular, , variando a quantidade de solutosvariando a quantidade de solutos que são excretados na urina final. Não existem valores normais absolutos para a que são excretados na urina final. Não existem valores normais absolutos para a excreção urinária de água e solutos, havendo uma gama de variações que reflete a excreção urinária de água e solutos, havendo uma gama de variações que reflete a ingestão diária.

ingestão diária.

Quantidade filtrada = quantidade excretada

Quantidade filtrada = quantidade excretada. A reabsorção de água. A reabsorção de água tende a aumentar a concentração de todos os solutos do fluido tubular, tende a aumentar a concentração de todos os solutos do fluido tubular, havendo alguns cuja concentração intratubular varia apenas em função havendo alguns cuja concentração intratubular varia apenas em função desse processo, não sendo reabsorvidos nem secretados. Nesse caso, desse processo, não sendo reabsorvidos nem secretados. Nesse caso, a quantidade de soluto filtrado é igual à excretada na urina final, e, a quantidade de soluto filtrado é igual à excretada na urina final, e, como exemplo, podemos citar o

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Quantidade filtrada > quantidade excretada

Quantidade filtrada > quantidade excretada. Entretanto, a maioria. Entretanto, a maioria dos constituintes naturais do filtrado é reabsorvida ao longo do túbulo e dos constituintes naturais do filtrado é reabsorvida ao longo do túbulo e volta ao sangue, sendo sua quantidade filtrada maior que a excretada; volta ao sangue, sendo sua quantidade filtrada maior que a excretada; porém, sua concentração na urina final pode ser maior ou menor que a porém, sua concentração na urina final pode ser maior ou menor que a no filtrado glomerular, dependo da quantidade de água que for no filtrado glomerular, dependo da quantidade de água que for reabsorvida nos túbulos.

reabsorvida nos túbulos.

Quantidade excretada > quantidade filtrada

Quantidade excretada > quantidade filtrada. Algumas substâncias,. Algumas substâncias, como o

como o para-amino-hipuratopara-amino-hipurato de sódio, além de filtradas, são também de sódio, além de filtradas, são também secretadas; portanto, suas quantidades urinárias são maiores que as secretadas; portanto, suas quantidades urinárias são maiores que as filtradas.

filtradas.

Quantidade excretadas apresentam grandes variações

Quantidade excretadas apresentam grandes variações. Poucas. Poucas substâncias, como a tiamina, o

substâncias, como a tiamina, o potássiopotássio e o  e o ácido úrico, além de seremácido úrico, além de serem filtrados, são reabsorvidos e secretados pelo epitélio tubular; assim, filtrados, são reabsorvidos e secretados pelo epitélio tubular; assim, suas quantidade excretadas apresentam grandes variações.

suas quantidade excretadas apresentam grandes variações.

Valores de alguns parâmetros envolvidos na função renal de um homem

Valores de alguns parâmetros envolvidos na função renal de um homem

adulto normal:

adulto normal:

Fluxo sanguíneo renal: 1.200 ml/min. Fluxo sanguíneo renal: 1.200 ml/min. Fluxo plasmático renal: 600

Fluxo plasmático renal: 600 ml/min.ml/min. Taxa de filtração glomerular: 120 ml/min Taxa de filtração glomerular: 120 ml/min Fração do plasma filtrado: 20%

Fração do plasma filtrado: 20%

Excreção diária de sódio: 100-250 mM Excreção diária de sódio: 100-250 mM Excreção diária de potássio: 40-120 mM Excreção diária de potássio: 40-120 mM Excreção diária de glicose: 0 mM

Excreção diária de glicose: 0 mM Excreção diária de água: 1,2L Excreção diária de água: 1,2L

Estrutura renal

Estrutura renal

O rim apresenta u

O rim apresenta uma borda convma borda convexa e outra côncavexa e outra côncava. Na côncava, encoa. Na côncava, encontra-se ntra-se o hilo,o hilo, região que contém os vasos sanguíneos, nervos e cálices renais. Revestindo o rim há uma cápsula região que contém os vasos sanguíneos, nervos e cálices renais. Revestindo o rim há uma cápsula de tecido conjuntivo denso, resistente

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O rim é dividido em duas zonas:

O rim é dividido em duas zonas: corticalcortical ee medular.medular.  A zona medular contém 10 a 18  A zona medular contém 10 a 18 estruturas cônicas, denominadas pirâmides de Malpighi, cujas bases e lados estão em contato com estruturas cônicas, denominadas pirâmides de Malpighi, cujas bases e lados estão em contato com a zona cortical, e cujos

a zona cortical, e cujos vértices fazem saliêvértices fazem saliência - papilas renais - ncia - papilas renais - nos cálices renanos cálices renais. O ápice dais. O ápice da papila, denominado área cribriforme, apresenta 18 a 24 pequenos orifícios que correspondem à papila, denominado área cribriforme, apresenta 18 a 24 pequenos orifícios que correspondem à desembocadura dos ductos coletores papilares.

desembocadura dos ductos coletores papilares.

Partindo das bases das pirâmides em direção ao córtex, existem 400 a 500 formações Partindo das bases das pirâmides em direção ao córtex, existem 400 a 500 formações alongadas que se distribuem em forma de leque, os chamados raios medulares, que contêm alças alongadas que se distribuem em forma de leque, os chamados raios medulares, que contêm alças de Henle, ductos coletores e vasos

de Henle, ductos coletores e vasos sanguínesanguíneos.os.  A zona cortical é

 A zona cortical é contínua e ocupa o contínua e ocupa o espaço compreendido entre as bases das pirâmides eespaço compreendido entre as bases das pirâmides e a cápsula renal. Além de vasos sanguíneos, contém glomérulos, túbulos proximais e distais de a cápsula renal. Além de vasos sanguíneos, contém glomérulos, túbulos proximais e distais de todos os néfrons e

todos os néfrons e alças de Henle e ductos coletores dos alças de Henle e ductos coletores dos néfrons mais superficiais. De modo geral,néfrons mais superficiais. De modo geral, a região medular contém, além dos vasos sanguíneos, aos seguintes porções dos néfrons mais a região medular contém, além dos vasos sanguíneos, aos seguintes porções dos néfrons mais profundos: segmentos retos proximai

profundos: segmentos retos proximais, alças de Henle e s, alças de Henle e ductos coletores.ductos coletores.

Estrutura do néfron

Estrutura do néfron

O rim humano contém 800 mil a

O rim humano contém 800 mil a 1,2 milhão de néfrons1,2 milhão de néfrons..

Conforme a posição que ocupam no rim, os néfrons se classificam em: Conforme a posição que ocupam no rim, os néfrons se classificam em:

 NéNéfrfr oo nn s ds d e ale al çça ca c uu rrtata :: a dobra da alça de Henle está localizada na medulara dobra da alça de Henle está localizada na medular

externa. A dobra pode ocorre no segmento espesso. (7/8) externa. A dobra pode ocorre no segmento espesso. (7/8)

 NéNéfrfr oo nn s ds d e ale al çça loa lo nngga:a: a dobra da alça de Henle está localizada na medulara dobra da alça de Henle está localizada na medular

interna, e, por isso, esses néfrons apresentam maior capacidade de concentrar a interna, e, por isso, esses néfrons apresentam maior capacidade de concentrar a urina. (1/8)

urina. (1/8)

O segmento fino da alça descendente nos néfrons corticais é curto, e nos O segmento fino da alça descendente nos néfrons corticais é curto, e nos  justaglomeru

 justaglomerulares lares é é longo, longo, o o que que influencia influencia na na capacidade capacidade diferencial diferencial dede concentração da urina desses dois tipos de néfrons.

concentração da urina desses dois tipos de néfrons.  A

 A alça alça espessa espessa ascendente ascendente da da alça alça de de Henle Henle muitas muitas vezes vezes começa começa antes antes dada curvatura da alça em néfrons corticais.

curvatura da alça em néfrons corticais.

Néfron

Néfron

É

É aa unidade funcional do rim,unidade funcional do rim, o local de formação da urina. É formado pelo corpúsculo o local de formação da urina. É formado pelo corpúsculo renal e por uma

renal e por uma estrutura tubular, composta por:estrutura tubular, composta por: o

o Túbulo proximalTúbulo proximal

 Segmento Segmento convolutoconvoluto  Segmento Segmento retoreto

o

o Ação de HenleAção de Henle

 Alça Alça fina fina descendendescendentete  Alça Alça fina fina ascendenteascendente  Alça Alça espessa espessa ascendenteascendente

o

o Túbulo distalTúbulo distal

 Túbulo Túbulo distal distal convolutoconvoluto  Túbulo Túbulo distal distal finalfinal

o

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 No final da alça ascendente espessa, já na região cortical, inicia-se o túbulo

distal convoluto; suas partes ficam em contato com o glomérulo do qual se originou e com as respectivas arteríolas aferente e eferente. A confluência dessas estruturas forma o aparelho justaglomerular, que é o principal local de controla do ritmo da filtração glomerular e do fluxo sanguíneo renal. Células especializadas ai existentes secretam a enzima renina, envolvida na regulação da pressão arterial sanguínea.

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Corpúsculo Renal

O corpúsculo renal é constituído por:

 Glomérulo capilar  Cápsula de Bowman

Glomérulo

O glomérulo é o local onde ocorre a primeira etapa da formação da urina. É um enovelado capilar formado a partir da arteríola aferente, que se divide em 5 a 8 ramos, que por sua vez, se subdividem em 20 a 40 alças capilares.

Estas alças capilares são sustentadas por células mesangiais, que além de conter elementos contráteis e fagocitar agregados macromoleculares presos à parede capilar devido à filtração glomerular, têm receptores para vários hormônios, que apresentam papel importante na regulação da hemodinâmica intraglomerular. Quando essas células contraem, elas diminuem a luz dos capilares glomerulares, diminuindo, assim, a filtração. Portanto, a região mesangial (matriz + células) é capaz de modular o processo de ultrafiltração.

Posteriormente, as alças capilares se reúnem formando a arteríola eferente do glomérulo.

O endotélio do capilar glomerular apresenta-se descontínuo, com um aspecto de uma rede de células endoteliais separadas entre si por fenestrações circulares de cerca de 750 A de diâmetro. Esses espaços são facilmente atravessados por substâncias de peso molecular elevado, mas não permitem a passagem dos elementos figurados do sangue.

Cápsula de Bowman

 A cápsula de Bowman tem forma de cálice e dispõe de parede dupla, entre as quais fica o espaço d e Bo wm an , ocupado pelo filtrado glomerular. A parede externa da cápsula forma o revestimento do corpúsculo renal, apresentando um epitélio simples pavimentoso. As células da parede interna se modificam durante o desenvolvimento embrionário, vindo a constituir os podócitos.

Os podócitos são formados por um corpo celular com prolongamentos primários e secundários denominados pedicélios. Estas estruturas se interpenetram, formando canais alongados, as fendas de filtração, as quais têm aproximadamente 240 A de largura e 5000 A de altura. Os pedicelos vizinhos são conectados, em sua base, por uma fina membrana, semelhante a um diafragma, e apoiam-se sobre a membrana basal dos capilares, permitindo que a parede interna da cápsula fique em íntima conexão com as alças capilares glomerulares - diafragma de filtração. O contato do pedicélio com a membrana basal é revestido por uma camada glicoproteica,

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Membrana Filtrante

Durante o processo de filtração glomerular, o plasma atravessa três camadas: Endotélio capilar

Membrana basal

Parede interna da cápsula de Bowman

Destas, a única camada contínua é a membrana basal, que, portanto, determina as propriedades de permeabilidade do glomérulo. Ela é formada por uma fina rede de microfibrilas na qual não se visualizam poros. Sua limitação para a filtração das moléculas é de cerca de 50A de diâmetro, sugerindo a existência de poros funcionais, com determinada organização molecular proteica tortuosa e anatomicamente não estável.

O endotélio capilar   é cheio de fenestrações, selecionando os componentes filtrados principalmente pela sua carga, e não pelo seu tamanho. Ele é revestido por sialoglicoproteínas, ricas em ácido siálico e, portanto, negativamente carregado. Dessa forma, existe a geração de uma força eletrofísica que repeli moléculas negativamente carregadas e atrai moléculas de carga positiva.

 A membrana basal tem três camadas, sendo rica em heparan sulfato e, por isso, também apresentando carga negativa, o que dificulta a passagem de moléculas também negativas.

Lâmina rara externa

Lâmina densa - camada central de maior densidade

Lâmina rara interna  - está em íntimo contato com o sangue, por meio das fenestrações do endotélio

 A estrutura complexa e ordenada da membrana basal é crítica para a adequada filtração.

 A primeira etapa na formação da urina pelos rins é a ultrafiltração do plasma pelo glomérulo. Em adultos normais, a IFG varia de 90 a 140 mL/min., nos homens, e de 80 a 125 mL/min., nas mulheres. Portanto, os glomérulos filtram até 180 L de plasma a cada 24 horas.

O ultrafiltrado plasmático é desprovido de elementos celulares (i. e., eritrócitos, leucócitos e plaquetas) e, praticamente, não contém proteínas. A concentração de sais e moléculas orgânicas, como a glicose e os aminoácidos, é semelhante no plasma e no ultrafiltrado

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DETERMINANDO A COMPOSIÇÃO DO ULTRAFILTRADO

 A barreira de filtração glomerular determina a composição do ultrafiltrado plasmático, restringindo a filtração de moléculas com base em seu tamanho e carga elétrica. A membrana basal é a principal barreira para a filtração de moléculas maiores. A influência do tamanho molecular como limitante da ultrafiltração sugere a existência de poros funcionais na membrana basal.

Os dextranos compõem uma família de polissacarídeos exógenos, fabricados em diversos pesos moleculares. Podem ser eletricamente neutros ou ter cargas negativas (polianiônicos) ou positivas (policatiônicos). A dextrana, da mesma forma que a inulina, não é secretada nem reabsorvida nos túbulos renais - é perfeitamente filtrada. A análise do clearance fracional das moléculas de dextrana permite inferior na participação do tamanho molecular e da carga elétrica na filtração glomerular.

       

  

 À medida que o tamanho - o raio molecular efetivo - da molécula de dextrana aumenta, sua intensidade de filtração diminui. Quando o raio efetivo da dextrana atinge 44A, seu clearance fracional vai à zero, ou seja, este é o tamanho molecular que impede que ocorra qualquer filtração glomerular.

Para um mesmo raio molecular efetivo, o clearance fracional da dextrana sulfato (aniônica) é bem menor que o da dextrana neutra, ocorrendo o oposto para a dextrana catiônica. Esse efeito da carga elétrica é devido às forças eletrostáticas dadas pelas sialoproteínas aniônicas, presentes na membrana basal e em volta dos pedicélios das células epiteliais, que repulsam as macromoléculas com cargas negativas e atraem as positivamente carregadas.

IMPORTÂNCIA DAS CARGAS NEGATIVAS NA BARREIRA DE FILTRAÇÃO:

 A perda das sialoproteínas, negativamente carregadas, faz com que as proteínas sejam filtradas apenas com base em seu raio molecular efetivo. Dessa forma, a excreção de proteínas aniônicas na urina aumenta.

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Esse caso é essencialmente importante para a albumina, proteína cujo tamanho molecular e carga elétrica - um poliânion em pH fisiológico - limitam sua filtração glomerular. A proteína é o principal determinante da pressão oncótica plasmática, a qual mantém o fluido no interior do espaço vascular. Assim, a normal impermeabilidade glomerular à albumina ajuda a manter o volume plasmático, por prevenção da perda urinária dessa proteína. A importância desse fato pode ser observada na situação em que ocorre aumento da permeabilidade glomerular, resultando em albuminúria e hipoalbuminemia. Nessa situação, a queda da pressão oncótica plasmática favorece a saída de fluido do espaço vascular par ao interstício, com o consequente desenvolvimento de edema.

Tanto as membranas das células do endotélio capilar glomerular como as do epitélio interno da cápsula de Bowman contêm glicoproteínas, que recobrem as fenestrações endoteliais e os canais entre os pedicélios. A membrana basal também possui glicoproteínas e colágeno. As glicoproteínas contêm ácido siálico, que proporciona características de eletronegatividade a todas essas estruturas.

Solutos com raio molecular de 14A passam livremente através da membrana filtrante. Acima desse valor, a habilidade das macromoléculas para atravessar essa barreira depende de sua forma, tamanho e carga iônica. Assim, moléculas globulares e flexíveis podem penetrar a membrana mais facilmente que as alongadas. Macromoléculas negativamente carregadas são repelidas pelas cargas fixas negativas ai presentes; e macromoléculas positivamente carregadas podem atravessar a membrana filtrante mais facilmente que as de igual tamanho, mas negativas.

Dinâmica da microcirculação glomerular

O arranjo anatômico no qual os glomérulos estão inseridos pode ser representado de modo simplificado por uma associação em série de dois resistores hidráulicos, correspondentes às arteríolas aferente (Ra) e eferente (Re). É devido a esse arranjo que a variação da pressão hidráulica na microcirculação glomerular adquire o perfil descrito na figura abaixo.

 A pressão hidráulica no início do sistema é a própria pressão arterial (PA). Ao longo da arteríola aferente - que, como vimos, atua como um resistor (Ra)  – ocorre uma queda acentuada da pressão hidráulica. Segue um longo trecho, correspondente ao capilar glomerular, no qual a pressão hidráulica, denominada Pcg, permanece aprox. constante. Ocorre, então, uma segunda queda, desta vez ao longo da arteríola eferente (Re), fazendo baixar a pressão hidráulica a níveis

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pouco superiores ao da pressão venosa e muito próximos aos dos vasos pós glomerulares (capilares peritubulares e vasa recta).

O valor correspondente à Pcg depende de dois fatores básicos: o nível da PA e a relação entre Ra e Re.

Uma elevação da PA, com Ra e Re constantes, faz-se acompanhar de uma elevação proporcional da Pcg.

Se por outro lado, mantivermos constante a PA e diminuirmos Ra, a queda da pressão hidráulica na arteríola aferente será menor. Com isso, a Pcg se eleva, aproximando-se de PA.

O efeito da Re é análogo, exceto no sentido da variação da Pcg: aumentos/diminuições isolados de e levam a elevações/reduções da Pcg. Portanto, é possível obter um controle fino da Pcg por meio simplesmente da variação de Ra e ou de Re.

É também possível controlar o fluxo sanguíneo glomerular inicial e, portanto, o fluxo plasmático glomerular inicial (Qa) fazendo variar qualquer um desses resistores (ou ambos), já que o aumento da resistência total em um sistema hidráulico dificulta o fluxo de fluido, enquanto a queda dessa resistência tem o efeito inverso.

Note-se que, nesse sistema, é possível variar Qa sem alterar Pcg, embora à primeira vista tal efeito pareça contrariar a lógica. Como é possível variar o fluxo sem variar a pressão? Para aumentar o fluxo (Qa) sem alterar a Pcg, basta diminuir Ra e Re de modo proporcional.

Esses efeitos da variação de Ra e Re permitem um controle fino do próprio processo de ultrafiltração glomerular.

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Dinâmica da Ultrafiltração glomerular: determinantes físicos

São quatro determinantes físicos da ultrafiltração:

1º Determinante: diferença de pressão hidráulica através das paredes glomerulares (ΔP) Essa diferença é expressa como     , onde PCG  corresponde à pressão

hidráulica dentro do capilar glomerular, e PT  corresponde à pressão hidráulica do espaço de

Bowman. ΔP corresponde à força física necessária para que ocorra ultrafiltração glomerular. Se a diferença de pressão hidrostática através das paredes capilares for nula, a ultrafiltração simplesmente não ocorre, sejam quais forem os valore das demais determinantes.

É importante lembrar que ΔP sofre forte influência das variações de PA, de R A e de RE.

2º Determinante: concentração de proteínas no plasma sistêmico (πCG)

Essa força oncótica tende a trazer fluido para o interior do capilar glomerular, opondo-se, portanto, ao efeito de ΔP. No espaço de Bowman, a concentração de proteínas é extremamente reduzida, mesmo nas proteinúrias intensas e, portanto, πEB=0, ou seja, Δπ= πCG - πEB= πCG.

É importante ressaltar que esse efeito da variação oncótica só existe porque a parede do capilar glomerular é muito pouco permeável à proteínas (barreira glomerular).

Uma vez de  ΔP e πCG representam duas forças

opostas, o que realmente governa o processo de ultrafiltração glomerular é a diferença entre elas. Essa diferença é denominada pressão efetiva de ultrafiltração (PEUF), e é dada por:

                 

Fica evidente que a pressão hidrostática no sangue no interior dos capilares glomerulares é a força responsável pela ultrafiltração glomerular. Portanto, o processo de filtração glomerular é passivo do ponto de vista termodinâmico, não necessitando de dispêndio de

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energia metabólica. A força que impulsiona esse processo é fornecida pelo trabalho cardíaco.

É evidente que para que ocorra o processo de ultrafiltração glomerular,  ΔP e πCG,que são

conhecidos como forças de Starling, devem resultar em uma pressão efetiva de ultrafiltração maior que zero (PEUF  > 0), ou seja, a força hidrostática deve superar a força oncótica. Isso é o que

acontece na maior parte do capilar glomerular. No entanto, como a filtração é um processo dinâmico, que ocorre continuamente à medida que o plasma percorre o capilar glomerular, e como as macromoléculas são quase totalmente retidas em seu lume, a concentração plasmáticas de proteínas, e consequentemente o πCG,eleva-se continuamente com a distância.

Pode-se observar que a PEUF, sempre representada pela distância entre as duas curvas,

diminui continuamente à medida que nos afastamos da origem do capilar, aproximando-se de zero no final do mesmo. Em consequência dessa variação contínua, a PEUF é sempre uma média

matemática equivalente à área sombreada delimitadas pelas duas curvas.

3º Determinante: coeficiente de ultrafiltração (Kf)

O Kf glomerular mede a facilidade com que a parede glomerular permite a passagem de fluido. O coeficiente de ultrafiltração está relacionado com a permeabilidade efetiva da parede capilar (k) e com a superfície total disponível para a filtração (s), por meio da expressão:

   

Quanto maior for Kf, mais "porosa" será a parede glomerular e, portanto, mais fácil será o processo de ultrafiltração - isso não quer dizer necessariamente que a FPN (filtração por néfron aumentará. Quanto menor for o Kf, mais lenta será a ultrafiltração e mais baixa o FPN. No limite, se Kf for igual a zero, a FPN será nula, e o capilar glomerular em questão passará a equivaler a um simples vaso de condução, como por exemplo uma arteríola.

Do ponto de vista físico, o Kf glomerular é definido como o coeficiente de condutância hidráulica, de modo que:

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Em geral, as glomerulopatias tendem a reduzir o Kf, principalmente por reduzir o número de alça capilares funcionantes, e portanto a superfície filtrante, ou seja, o parâmetro S. Em consequência, tanto a filtração por néfron quanto a taxa de filtração glomerular caem drasticamente, a menos que ocorram alterações compensatórias nos demais determinantes.

4º Determinante: fluxo plasmático glomerular inicial (Qa)

Para entender a influência do Qa sobre a FPN é necessário dividir nosso capilar glomerular cilíndrico idealizado em segmentos idênticos e suficientemente pequenos para que o efeito da variação de fluxo plasmático inicial possa ser analisado de forma detalhada.

Suponhamos inicialmente que Qa=100nL/min. e, que, nesse segmento inicial,  ΔP=40mmHg, πCG=20mmHg e Kf=1nL/(min.mmHg). Qual seria a pressão efetiva de

ultrafiltração? A PEUF  seria dada por         e, dessa

forma, a FPN seria dada por        

Neste segundo segmento, ΔP praticamente não se altera, ou seja, mantém-se em torno de 40mmhg. Tampouco há variação de Kf, que permanece 1nl/min.mmhg. No entanto, πcg  elevou-se. Isso ocorreu porque houve ultrafiltração no segmento

anterior, concentrando as proteínas plasmáticas, retidas graças à eficiência da função da barreira.

Se a taxa de ultrafiltração no segmento anterior havia sido 20nl/min, então, o fluxo plasmático glomerular, que era inicialmente 100nl/min, reduziu-se, nesse segmento, para 80nl/min, concentrando as proteínas plasmáticas em 100/80=25% e, assim, elevando πcg para cerca de 29mmhg.

 A PEFU nesse segmento reduz (       ). Portanto, a filtração por

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Conclusão: a πCG tende cada vez mais a se igualar a  ΔP, explicando assim o

comportamento da curva de πCG. A pressão efetiva de ultrafiltração tende cada vez mais a zero

conforme se avança no capilar glomerular.

Quando aumentamos Qa, por exemplo, para 200nL/min, não há alterações nas forças de Starling do primeiro segmento, portanto, a taxa de ultrafiltração continua sendo igual a 20nL/min. Entretanto, o efeito dessa ultrafiltração sobre a concentração plasmática de proteínas é menor. Isso porque, como Qa aumentou para 200n/min, o fluxo plasmático glomerular no segundo segmento passa a ser 200-20=180nL/min. Portanto, as proteínas plasmáticas concentram-se 200/180=11%, e não mais 25% como no exemplo anterior.Concluímos que πCG se

elevou de 20 a apenas 24 mmHg, e não mais a 29mmHg. Isso significa que a restrição imposta à ultrafiltração pela presença de proteínas no interior do capilar é agora menor e, em consequência, aumenta a distância entre as curvas que representam ΔP e πCG,ou seja, a PEUF se eleva, aumentando assim FPN e a TFG.

Quando Qa é reduzido, a concentração intracapilar de proteínas subirá mais rapidamente, deslocando para cima e para a esquerda a curva que representa πCG

em função da distância, aproximando-a da linha que representa  ΔP e, portanto, diminuindo a PEUF e a FPN.

Como somente poucas proteínas são filtradas, a perda do líquido filtrado para o espaço de Bowman aumenta a concentração proteica no plasma remanescente nos capilares glomerulares. Consequentemente, a pressão oncótica intracapilar eleva à medida que o sangue percorre as alças capilares 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 sangue percorre as alças capilares em direção à arteríola eferente.

(15)

Pressão de ultrafiltração de equilíbrio

o ponto em que a pressão hidrostática no capilar glomerular iguala a soma da pressão hidrostática no espaço de Bowman mais a pressão oncótica plasmática é conhecido como pressão de ultrafiltração de equilíbrio ( ΔP=πCG).

 Não existe filtração inversa. πCGnunca supera ΔP, porque a diferença de pressão

hidrostática é praticamente constante e, depois que o equilíbrio de filtração é atingido, não há mais aumento de πCG.  Assim, em capilares glomerulares, ocorre

apenas ultrafiltração, não havendo volta do ultrafiltrado para o capilar glomerular.

Fluxo sanguíneo renal (FSR)

Os rins são órgãos altamente vascularizados e, normalmente, oferecem baixa resistência ao fluxo sanguíneo intrarrenal. Os rins recebem um volume de sangue que equivale a cerca de 25% do débito cardíaco.

O FSR apresenta dois componentes:

 Fluxo sanguíneo cortical (90% do débito cardíaco)  Fluxo sanguíneo medular (10% do débito cardíaco)

o O relativa baixo fluxo medular, consequente da alta resistência dos vasos retos longos, é importante para minimizar a diluição do interstício medular hipertônico, favorecendo assim a concentração da urina.

MÉTODOS DE MEDIDA DO FSR

Lei da conservação. No caso do rim, na situação de equilíbrio, para uma substância X que não seja sintetizada nem metabolizada no tecido renal, a quantidade de 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, na mesma unidade de tempo.

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Portanto:

        FSRa = fluxo sanguíneo renal arterial

FSRv = fluxo sanguíneo renal venoso  Ax= concentração de x no sangue arterial

Vx = concentração de x no sangue venoso Ux = concentração de x na urina

V = fluxo urinário

Entretanto, FSRaFSRv, de forma que        

Mas que substância utilizar para medir o fluxo sanguíneo renal? PAH

O ácido para-amino-hipúrico é facilmente filtrado nos glomérulos e intensamente secretado nos túbulos, a tal ponto que sua concentração plasmática na veia renal é próxima a zero. Isso significa que praticamente a totalidade da massa que chega aos rins acaba sendo excretada na urina.

Levando-se em conta que apenas o PAH contido no plasma é passível de filtração glomerular e secreção tubular proximal, o quociente entre excreção urinária e concentração plasmática arterial de PAH mede o fluxo plasmático renal cortical:

    

 A equação corresponde ao clearance de PAH: clearance é o quociente entre a carga excretada de uma substância e a sua concentração plasmática.

O Fluxo sanguíneo renal pode ser medido a partir de valores do fluxo plasmático renal e do hematócrito (fração de volume total de sangue ocupado pelos elementos figurados).

           

         

   

Taxa de filtração glomerular (TFG)

 A filtração glomerular é o processo que inicia a formação da urina. Nesse evento, 20% do plasma que entra no rim e alcança os capilares glomerulares são filtrados, atingindo o espaço de Bowman. Os 80% de plasma restante, que não foram filtrados, circulam ao longo dos capilares glomerulares, atingindo a arteríola aferente, daí se dirigindo para a circulação capilar peritubular e, posteriormente, para a circulação sistêmica.

(17)

Mas que substância utilizar para medir a taxa de filtração glomerular? Inulina

Podemos calcular a TFG conhecendo a quantidade de uma dada substância filtrada no glomérulo, em determinada unidade de tempo, e a sua concentração no filtrado glomerular . Desde que a substância utilizada seja completamente ultrafiltrada no glomérulo, sua concentração no filtrado glomerular pode ser facilmente medida, pois será igual à sua concentração plasmática, bastando portanto determinar apenas esta última. Se, após ser filtrada, a substância escolhida não for reabsorvida nem secretada ao longo do epitélio tubular, sua quantidade filtrada será igual à sua quantidade excretada na urina. Ou seja, sua carga filtrada é igual a sua carga excretada.

         

        

 A inulina, que é um polímero da frutose extraído de certos vegetais, é livremente filtrada nos glomérulos. No entanto, seu processamento pelos túbulos é nulo, ou seja, a inulina não é reabsorvida nem secretada nos diversos segmentos do néfron.

Portanto, a massa excretada de inulina (    é exatamente igual à carga filtrada nos glomérulos (     .

   

Portanto, a taxa de depuração renal de uma substância como a inulina, livremente filtrada nos glomérulos, mas inerte em relação aos túbulos, é igual a TFG.

A importância clínica da creatinina

 A creatinina, um subproduto do metabolismo de músculos esqueléticos, não é exatamente um marcador ideal do RFG, já que ocorre uma pequena secreção tubular desse composto. No entanto, por se tratar de um composto produzido pelo próprio organismo, dispensando portanto infusões exógenas, a creatinina é o marcados de função renal mais amplamente utilizado na prática médica.

O clearance de creatinina endógena é comumente utilizada, em clínica, como uma medida aproximada do RFG.

TFG em um único néfron (TFGn)

 Aplicando a fórmula do clearance de inulina para um único néfron, temos:   

TFGn = taxa de filtração glomerular por néfron (nL/min) FT = concentração de inulina no fluido tubular (mg/mL) Vt = fluxo de fluido tubular (nL/min)

(18)

Resposta do RFG (TFG) a variações isoladas dos determinantes de

ultrafiltração

Efeito do fluxo plasmático (Qa) sobre RFG

O perfil de elevação da pressão oncótica intraglomerular varia com a perfusão renal: quanto mais alto o Qa, mais deslocada para a direita estará a curva que descreve o πCG,e maior será a

PEUF. Diminuindo-se Qa, a curva de πCGse deslocará para a esquerda, aproximando-se da curva de

 ΔP e diminuindo a PEUF.

Quanto mais alto o fluxo plasmático glomerular inicial (Qa), mais lentamente se elevará a concentração plasmática de proteínas ao longo do capilar glomerular. Portanto, a ultrafiltração será facilitada pela menor oposição exercida pela pressão oncótica intracapilar - a FPN (filtração por néfron) se elevará. Isso porque, com o aumento do fluxo plasmático renal, proporcionalmente uma menor quantidade de fluido é filtrada, fazendo com que o aumento da πCGao longo do capilar não

seja tão pronunciado. Isso faz com que ocorra filtração por todo o capilar, determinando uma elevação da filtração glomerular por néfron.

 Ao contrário, uma diminuição de Qa levará a uma rápida elevação da concentração plasmática de proteínas no interior do capilar glomerular, diminuindo assim a filtração por néfron.

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Efeito da variação doΔP sobre o RFG

O efeito da variação do ΔP sobre a FPN e o RFG não deixa de ser previsível: uma elevação do ΔP faz aumentar em cada ponto do capilar glomerular a diferença entre ΔP e πCG.Desse modo,

ocorre um aumento da área compreendida entre as duas curvas, que, como vimos, é proporcional à PEUF, levando assim a uma aumento da FPN. A filtração glomerular é, portanto, fortemente

influenciada por ΔP. Note que a curva correspondente a π também se desloca para cima, refletindo o aumento da filtração em cada segmento do glomérulo.

 . No início o aumento é quase igual, aumenta a pressão, aumenta a filtração, mas se

a pressão aumenta muito, se concentra muita proteína, e logo já fica equilibrado, não vai filtrar o tempo todo, não vai filtrar todo o capilar

É evidente ainda que ocorrerão alterações inversas se  ΔP baixar. Se a pressão no capilar for abaixo de 20mmHg não tem filtração, pois não existe gradiente para filtrar. Há, no entanto, um limite inferior para o valor de  ΔP, o qual é representado pela pressão oncótica inicial do capilar glomerular, ou seja, a pressão oncótica sistêmica. Quando  ΔP baixa a esse ponto, a Peuf é zero e a FPN caem a zero. É o que acontece, por exemplo, em estados de hipotensão acentuada. Se  ΔP pudesse cair abaixo da pressão oncótica sistêmica, deveria em princípio ocorrer filtração reversa, ou seja, do espaço de Bowman para o capilar glomerular. Esse movimento, no entanto, provocaria de imediato o colapso do espaço urinário, uma vez que a parede flexível do folheto parietal da cápsula de Bowman seria incapaz de sustentar o vácuo resultante.

(20)

Efeito da variação do Kf sobre o RFG

Previsivelmente, a FPN cai quando se diminui o Kf glomerular em relação ao normal. No entanto, essa queda é fortemente atenuada pela intensa alteração que sofre o perfil da variação de πCG.

Com reduções progressivas de Kf, a curva de πCGdesloca-se cada vez mais para a direita,

uma vez que a filtração cai ao longo de todo o capilar e, em consequência, as proteínas são menos concentradas nesse percurso. Devido a esse comportamento da curva πCG,a PEUF aumenta. Como,

no entanto, o Kf está baixo, o resultado final é a redução da FPN, a qual corresponde ao produto de PEUF e o Kf.

Quando Kf aumenta em relação ao normal, seria de se esperar, intuitivamente, uma elevação correspondente da taxa de ultrafiltração glomerular. No entanto, isso não ocorre, pois como neste caso Kf está aumentado, a ultrafiltração glomerular ocorre com grande facilidade desde os segmentos iniciais do capilar glomerular, concentrando intensamente as proteínas plasmáticas.  Assim, o perfil da curva πCG desloca-se para a esquerda, reduzindo rapidamente a PEUF e

praticamente anulando o efeito que a elevação de Kf teria sobre a FPN.

Esse comportamento tem uma implicação fisiológica importante: embora seja possível reduzir o FPN diminuindo Kf, a recíproca não é verdadeira. Para aumentar substancialmente a FPN, os rins não poderão lançar mão de um aumento de Kf, por maior que seja - é necessário modificar  ΔP e Qa por meio de variações das resistências pré e pós-glomerulares.

(21)

Efeitos das variações da concentração plasmática de proteínas sobre o RFG Há algumas situações clínicas que podem levar à queda da concentração plasmáticas de proteínas, tais como a síndrome nefrótica, a insuficiência hepática avançada e a desnutrição proteica. Nessas condições, seria de se esperar que o RFG estivesse sistematicamente aumentado. No entanto, variações simultâneas dos demais determinantes podem exercer efeito contrário, fazendo com que o RFG esteja normal ou até diminuído.

Um aumento da concentração de proteínas plasmáticas tende a reduzir o RFG, e poderia, a princípio, fazer cessar a filtração glomerular caso πCGse igualasse a ΔP desde o início do capilar

(22)

Efeito da variação das resistências aferente e eferente sobre a

dinâmica glomerular

 A variação das resistências glomerulares, Ra e Re, altera o fluxo plasmático, Qa, e a pressão glomerular, ΔP e, portanto, influencia profundamente a FPN. Entretanto, há diferenças fundamentais do efeito dos dois resistores.

RESISTÊNCIA DA ARTERÍOLA AFERENTE

Um aumento de Ra leva ao mesmo tempo a uma diminuição de Qa e da PCG.

Consequentemente, a PEUF  reduz-se de maneira drástica, levando a uma queda

igualmente intensa de FPN.

Uma diminuição na Ra leva ao mesmo tempo a um aumento de Qa e da PCG.

Consequentemente, a PEUF aumenta, levando a um aumento da FPN.

RESISTÊNCIA DA ARTERÍOLA EFERENTE

Quando a Re é muito baixa, a PCG  desce a níveis próximos a zero, que

corresponderiam a uma filtração negativa se tal fenômeno fosse fisiologicamente possível. Conforme Re cresce, a FPN sobe rapidamente. Nessa região do gráfico, a FPN responde de modo extraordinariamente rápido a variação de Re, até atingir um valor máximo quando chega à faixa fisiológica.

No entanto, aumentos maiores de Re pouco influenciam da FPN e podem até mesmo reduzi-la, se exagerados. A razão para isso são os efeitos conflitantes do aumento de Re sobre o Qa e a PCG, os quais acabam por se compensar

mutuamente.

o Com valores de Re próximos à zero,  ΔP é muito baixa, assim como FPN, embora o Qa seja alto devido à baixa resistência arteriolar (Ra+Re).

o Com valores excessivamente altos de Re,  ΔP eleva-se muito,o que em princípio deveria favorecer a filtração. No entanto, esse efeito é compensado pela redução de Qa, causada pela elevação da resistência arteriolar total.

(23)

Fica claro, portanto, que as resistências pré e pós-glomerular têm efeitos fisiológicos distintos: enquanto a Ra exerce uma influência consistente sobre a FPN (um aumento de Ra sempre faz diminuir a FPN e vice-versa), o efeito da Re é bifásico.

Essas características fazem com que a Ra seja perfeitamente adequada para à regulação do RFG. Enquanto a Re é essencial para que o glomérulo mantenha sua característica de elemento filtrante - Re nula ou muito baixa torna o glomérulo incapaz de filtrar (↓PCG).

Vasodilatação da arteríola aferente: ↓Ra →↑P CG , ↑FSR , ↑RFG 

 Quando a resistência da arteríola aferente decresce, a pressão hidrostática dentro

do capilar glomerular aumenta, pois uma fração maior da pressão arterial renal é transmitida ao capilar glomerular. Um aumento na PCGeleva o RFG. Assim, a queda

da resistência na arteríola aferente aumenta tanto o FSR quanto o RFG. Vasoconstrição da arteríola aferente: ↑Ra →↓P CG , ↓FSR , ↓RFG 

 Quando a resistência da arteríola aferente aumenta, o FSR diminuiu e, como PCG

cai, haverá também redução de RFG.

Entretanto, quando a resistência é alterada predominantemente na arteríola eferente, ocorrem variações divergentes de FSR e RFG.

Vasodilatação da arteríola eferente: ↓Re →↓P CG , ↑FSR , ↓RFG 

 Uma queda na resistência da arteríola eferente causa aumento no FSR, porém,

agora, devido à queda simultânea da PCG,o RFG será reduzido.

Vasoconstrição da arteríola aferente: ↑Re →↑P CG , ↓FSR , ↑RFG 

 Quando a resistência da arteríola eferente aumenta, o FSR diminuiu enquanto o

RFG aumenta devido a uma elevação da PCG.

  

(24)

Controle da Ultrafiltração Glomerular por Hormônios e Substâncias

Vasoativas

Angiotensina II

 A angiotensina II é produzida localmente nos rins e também de forma sistêmica. Ela contrai as arteríolas aferente e eferente e reduz a TFG e o FSR. Entretanto, a arteríola eferente é mais sensível à angiotensina II que a aferente. A Ang II aumenta a resistência de ambas as arteríolas, assim, diminuindo o FSR. Entretanto, como a arteríola eferente é mais sensível à Ang II, baixos níveis desta podem aumentar o RFG, pela constrição da arteríola eferente, enquanto altos níveis de Ang II reduzem o RFG, pela constrição da arteríolas aferente e eferente.

 A constrição predominante da arteríola eferente aumenta a pressão do capilar glomerular, entretanto, diminui o fluxo sanguíneo renal. Como resultado, a TFG reduz um pouco, uma vez que a queda do fluxo predominou sobre o aumento da pressão do capilar glomerular.

 A fração de filtração, definida por   

  por sua ,vez, aumenta consideralvelmente

durante a ação da angiotensina II, isso porque, a redução do fluxo sanguíneo é muito maior que a redução do ritmo de filtração glomerular.

(25)

 A angiotensina II é liberada em situações de redução de volume de líquido extracelular. Por isso, em um experimento em que duas populações de ratos foram submetidos a dietas com níveis diferentes de sódio, podemos visualizar a atuação da angiotensina II sobre a população com baixa ingesta de sódio.

 O fluxo plasmático renal está reduzido na população com dieta pobre em sódio

quando comparada com a com dieta rica em sódio.

 Na população com dieta pobre em sódio, e portanto com a atuação da angiotensina

II, vemos um aumento tanto na pressão do capilar glomerular quando no próprio ΔP. O que pode ser explicado pela maior constrição da arteríola eferente.

 Não houve alteração da TFG, porque o aumento da pressão do capilar glomerular

sofreu oposição da diminuição do FPR.

Norepinefrina

 As arteríolas aferente e eferente são inervadas por neurônios simpáticos, no entanto, o tônus simpático é mínimo quando o volume de fluido extracelular está normal. Os nervos simpáticos liberam norepinefrina e dopamina. A norepinefrina e a epinefrina causam vasoconstrição principalmente da arteríola aferente. Em geral, a estimulação simpática moderada causa uma diminuição do FSR, e uma relativamente menor queda do RFG, devido à constrição preferencial da arteríola eferente. Isso termina aumentando a fração de filtração (FF=RFG/FPR). Entretanto, quando ocorre forte estimulação simpática, como no trauma ou no choque hemorrágico, a contrição da arteríola aferente predomina e leva à drástica redução do FSR e do RFG.

Endotelina

 A endotelina é um potente vasoconstritor secretado pelas células endoteliais dos vasos renais, células mesangiais e células do túbulo distal, em resposta à angiotensina II, à bradicinina e à epinefrina. A endotelina causa intensa vasoconstrição das arteríolas aferente e eferente, reduzindo a TFG e o FSR. Liberada em estados patológicos. Diminui TFG, o Kf e o FPR e aumenta PCG.

Fatores Vasodilatadores Derivados do Endotélio (NO)

O óxido nítrico, um fator de relaxamento derivado do endotélio, é importante vasodilatador , em condições basais, contrabalançando a vasoconstrição provocada pela angiotensina II e catecolaminas. Provoca dilatação das arteríolas aferente e eferente dos rins. Aumenta a TFG.

Peptídeos Natriuréticos

São secretados quando o volume do líquido extracelular se expande. Eles dilatam a arteríola aferente e contraem a arteríola eferente. Portanto, produzem aumento moderado da TFG, porque existe um aumento da pressão hidrostática no capilar glomerular, com pouca alteração no FSR. A pouca alteração do fluxo se deve a uma alteração proporcional do diâmetro das duas arteríolas.

 Alterações proporcionais nas arteríolas aferente e eferente não causam alterações de fluxo sanguíneo.

(26)

Autorregulação do RFG

 A ultrafiltração é o evento inicial e imprescindível para a formação da urina. Sua importância é tanta que se faz necessária a existência de um mecanismo ou de um conjunto de mecanismos para manter relativamente constate o RFG mesmo em face de amplas variações de pressão arterial sistêmica. Em outras palavras, há necessidade de autorregulação do RFG.

Na faixa de autorregulação, a variação de RFG com a PA não é nula, porque a autorregulação não é perfeita, mas é muito menor do que a que seria observada na ausência de autorregulação. Alguns estudos indicam que a autorregulação do RFG pode envolver, predominantemente, variações da Ra.

Em um distúrbio causado à hemodinâmica glomerular por uma elevação da PA de 100mmHg para 130 mmHg, se não houvesse mecanismos de autorregulação, haveria uma elevação simultânea do  ΔP e do Qa, levando a um aumento considerável da pressão efetiva de ultrafiltração e da FPN. Todas essas alterações são inteiramente revertidas se aumentarmos em 30% a resistência da arteríola aferente.

 A autorregulação só funciona em uma determinada faixa de pressões, que em mamíferos superiores usualmente se estende de 70 - 140 mmHg. Se a pressão cair abaixo de 70mmHg, o RFG diminui drasticamente a cada mmHg de queda pressórica adicional, podendo levar a um quadro de insuficiência renal aguda. Se, por outro lado, a PA subir acima de 140mmHg,

o RFG tende a aumentar

proporcionalmente. A principal consequência dessa anomalia é a ruptura das paredes glomerulares, devido à transmissão do aumento da PA no interior dos capilares, como ocorre na hipertensão maligna.

(27)

DUAS PRINCIPAIS TEORIAS PARA EXPLICAR ESSE COMPORTAMENTO:

Teoria miogênica

Propõe que as arteríolas aferentes, como qualquer outra arteríola do organismo, respondem a um aumento da pressão sanguínea com uma contração de sua musculatura lisa e um consequente aumento de sua resistência, de modo a minimizar o aumento do fluxo sanguíneo renal. O mecanismo de contração das arteríolas envolve a abertura de canais de cátion não seletivos sensíveis ao estiramento, presentes na membrana celular do músculo liso da parede vascular. O consequente influxo celular de cátions despolariza a membrana das células e permite o influxo celular de cálcio pela ativação de canais de cálcio voltagem-dependentes. A entrada de cálcio na célula dispara o processo contrátil com redução do diâmetro das arteríolas.

Teoria da retroalimentação túbulo-glomerular

 A mácula densa, estrutura localizada entre a porção espessa da alça de Henle e o início do túbulo distal, monitora continuamente a quantidade de NaCl que lhe chega, sendo capaz de detectar alterações na carga filtrada de sódio e, portanto, da taxa de filtração do respectivo glomérulo. Em resposta a tais alterações, ainda segundo essa teoria, a mácula densa gera um sinal que, graças à sua justaposição com o glomérulo, alcança rapidamente a arteríola aferente, fazendo-a dilatar-se ou contrair-se de modo a manter constante o RFG.

 O aumento do RFG eleva a carga de NaCl e

fluido no túbulo proximal, e consequentemente na mácula densa. Esta região não é sensível ao fluxo de fluido, mas sim ao aumento de sódio e cloreto, resultante da elevação do fluxo.

  Devido à alta atividade do transportados

Na:K:2Cl existente na membrana apical das células da mácula densa, o aumento luminal de sódio e cloreto eleva o influxo celular desses íons.

 A elevação da concentração intracelular de

cloreto, em associação com canais de cloreto na membrana celular basolateral, provoca a despolarização da célula, que ativa canais de cátion dependentes de voltagem, resultando no aumento da concentração de cálcio, que medeia a liberação de fatores parácrinos.

(28)

Mecanismos de Transporte ao longo do Néfron

Fração de filtração

 A relação entre o ritmo de filtração glomerular (RFG) e o fluxo plasmático renal (FPR) é denominada fração de filtração.

    Normalmente, a FF corresponde à 20%

 RFG = 120 mL/min  FPR = 600 mL/min

Ou seja, somente 20% do plasma que chega ao rim é filtrado nos glomérulos.

 À medida que FPR atinge altos níveis, o RFG tende a se estabilizar e, em consequência, a FF é maior quando o FPR é baixo do que quando ele é elevado. Quando FF aumenta, mais líquido é filtrado para fora do capilar glomerular, resultando em um maior aumento da concentração de proteínas no sangue capilar glomerular em relação ao aumento normal. Consequentemente, também sobe a concentração proteica do sangue capilar peritubular, o que, por sua vez, eleva a reabsorção de fluido no túbulo proximal,

Clearance Renal

O clearance de uma substância indica o volume virtual de plasma que fica livre da substância, em determinada unidade de tempo. Assim, o clearance de uma substância é também denominado depuração plasmática da substância.

Para o conhecimento do clearance renal de uma dada substância, basta medir a quantidade absoluta da substância excretada na urina por minuto e relacioná-la com sua concentração plasmática:

  

Cx = depuração plasmática da substância x (mL/min) Ux = concentração urinária da substância x (mg/mL) Px = concentração plasmática da substância x (mg/mL) V = fluxo urinário (mL/min)

Caso uma substância esteja ligada a proteínas plasmáticas, não sendo, assim, livremente filtrável, no cálculo de seu clearance o valor de P deve ser multiplicado pela fração livre da substância no plasma (fração não ligada à proteínas).

(29)

Clearance de substância que não é reabsorvida nem secretada pelos túbulos

Quando a porção filtrada da substância for totalmente eliminada na urina, não ocorrendo reabsorção nem secreção tubular, a carga filtrada da substância será igual a sua carga excretada:

     Carga filtrada = RFG.Px, em mg/mL

Carga excretada = Ux.V, em mg/mL

RFG = ritmo de filtração glomerular, em mL/min Ux = concentração urinária da substância x (mg/mL) Px = concentração plasmática da substância x (mg/mL) V = fluxo urinário (mL/min)

Nesse caso, todo o plasma filtrado fica livre da substância, não importando que uma parte do plasma filtrado seja posteriormente reabsorvida pelos túbulos e volte à circulação sistêmica - o plasma retornará sem a substância.

Portanto, o volume virtual de plasma depurado dessa substância por minuto (ou clearance) corresponde ao ritmo de filtração glomerular de um indivíduo. Exemplo: inulina.

PAPEL DE SUA CONCENTRAÇÃO PLASMÁTICA

O clearance de uma substância com tais características não depende de sua concentração plasmática, apresentando-se sempre constante qualquer que seja o valor no plasma. Isso acontece porque, quando ocorre um aumento de sua concentração plasmática, haverá correspondente elevação de sua concentração no filtrado glomerular e, consequentemente, sua concentração urinária também será proporcionalmente elevada - tanto o numerador quanto o denominador da equação do clearance estarão proporcionalmente elevados.

     PAPEL DO FLUXO URINÁRIO

 A depuração plasmática de tal substância é também independente do fluxo urinário. Isto acontece porque, não ocorrendo reabsorção nem secreção da substância, a variação de seu gradiente de concentração entre lúmen tubular e interstício peritubular - provocada pela alteração de fluxo urinário - não modificará sua carga excretada. Quando o fluxo urinário diminuir, a concentração da substância na urina aumentará, e quando o fluxo aumentar, sua concentração urinária diminuirá, mantendo-se sempre constante o seu clearance.

(30)

Clearance de substância reabsorvida pelos túbulos

Substância totalmente reabsorvida.Quando uma substância é totalmente reabsorvida pelos túbulos renais, sua carga excretada é zero e sua concentração urinária nula. Não ocorrendo excreção urinária da substância, o plasma do indivíduo não fica depurado da substância, ou seja, seu clearance é zero. Sua carga filtrada é totalmente reabsorvida e volta ao plasma. Exemplo: glicose e aminoácidos.

Substância parcialmente reabsorvida. Apresentam clearance menor que o de substâncias apenas filtradas, pois, após serem filtradas, elas voltam, em parte, ao sangue. Assim, o clearance fracional  da substância - ou seja, a razão entre o clearance da substância e o clearance da inulina - deve ser menor que 1.

   

Substância que se liga parcialmente a proteínas. Apresentará clearance fracional menor que 1, mesmo quando não é reabsorvida pelos túbulos, desde que, para o cálculo de seu clearance, seja utilizada, erroneamente, sua concentração plasmática total, não sendo levado em consideração que apenas uma fração da substância está livre no plasma para ser ultrafiltrada.

Quando ocorre reabsorção parcial da substância, sua carga filtrada é maior que a carga excretada, ou seja: RFG.Px > Ux.V.

 A quantidade de substância reabsorvida pelos túbulos renais (T) corresponde à diferença entre sua carga filtrada e sua carga excretada.

            

Caso a substância que é totalmente reabsorvida apresente um mecanismo de reabsorção que envolve um carregador, o aumento de sua concentração plasmática irá saturar seu mecanismo de transporte tubular, aparecendo, então, a substância na urina. Nesse caso, o transporte (T) medido corresponde ao transporte máximo (Tm), isto é, a capacidade máxima de reabsorção tubular dessa substância. Quando aparece a substância na urina, inicia-se seu clearance, o qual vai aumentando com o aumento de sua concentração no plasma, pois sua reabsorção permanece máxima e, portanto, constante.                         

Com o aumento da concentração plasmática da substância, a relação Tm/Px tende a zero, uma vez que Tm é constante. Portanto, a elevação da concentração plasmática de uma substância

(31)

ao clearance da inulina, ou seja, a substância passa a se comportar como se fosse apenas filtrada, visto que sua fração reabsorvida torna-se desprezível em comparação com sua fração excretada.

Clearance de substância secretada pelos túbulos

Secreção tubular é o transporte de uma substância do sangue peritubular (ou do interior da célula) para o lúmen tubular. O volume do plasma depurado de tal substância por minuto - através da filtração glomerular e da secreção tubular - é maior que o volume de plasma depurado de inulina nesse mesmo tempo - apenas por filtração glomerular. Ou seja, a substância que é secretada tem clearance maior que o da inulina. Portanto, o clearance fracional da substância deve ser maior que 1.

No caso em que a substância além de totalmente filtrada, é totalmente secretada pelos túbulos, não aparecendo no sangue que sai do rim pela veia renal, o seu clearance corresponde ao fluxo plasmático renal. Este é o valor máximo de clearance, pois o rim não pode depurar mais plasma do que o total que circula por ele. Exemplo. PAH.

Quando uma substância é secretada, sua carga excretada é maior que a sua carga filtrada.    

E a quantidade de substância secretada pelos túbulos renais, por minuto, será dada por:          

Se a substância for secretada por meio de mecanismo que necessita de um carregador, elevando-se sua concentração plasmática dentro dos limites da capacidade máxima de secreção, o plasma renal será totalmente depurado da substância, e o clearance da substância corresponderá ao fluxo plasmático renal. Entretanto, atingido o Tm, posteriores aumentos da concentração plasmática da substância não ocasionarão elevação correspondente da sua secreção tubular, havendo, consequentemente, queda de seu clearance.

          



 Aumentando Px, a relação Tm/Px tende a zero, já que Tm é constante. Portanto, quando a substância atinge seu transporte máximo de secreção, o posterior aumento de sua concentração plasmática faz com que seu clearance caiam aproximando-se do clearance dado apenas pela filtração da substância. Nessa situação, a substância passa a se comportar como se fosse apenas filtrada, pois sua secreção, apesar de máxima, é muito pequena, em relação à sua quantidade que está sendo filtrada.

(32)

Valor do clearance em função da variação do fluxo urinário em

substâncias com transporte passivo (direcionado pelo gradiente

transepitelial)

Substância que é reabsorvida passivamente

Quanto maior o fluxo urinário, menor é a sua reabsorção.  Isso acontece porque a substância encontra-se mais diluída no lúmen tubular, ou seja, há uma queda do seu gradiente de concentração. Assim sendo, o clearance de uma substância reabsorvida passivamente aumenta com a elevação do fluxo urinário.

Substância que é secretada passivamente

No caso desse tipo de substância, o aumento do fluxo urinário favorece sua secreção, pois aumenta a diluição do lúmen tubular. Consequentemente, o clearance  de uma substância secretada passivamenteaumenta com a elevação do fluxo urinário.

Fração de excreção e de reabsorção de cada substância

Fração de excreção (FE): corresponde à porcentagem da carga filtrada que é excretada.   

   

  

 

Fração de reabsorção (FR): corresponde a     

Quando FE>100%, significa que a substância também está sendo secretada, porque a carga excretada é maior que a carga filtrada.

(33)

Análise da composição do fluido tubular

Na ordenada, está indicada a razão entre as concentrações no fluido tubular (FT) e plasma (P) para várias substâncias. Essa relação (FT/P) indica o gradiente de concentração transtubular, para cada substância considerada.

Inulina. A inulina é filtrada livremente e não tem carga elétrica. Então, sua concentração no fluido glomerular contido no espaço de Bowman é idêntica à do plasma, ou seja, no filtrado glomerular a razão FG/P de inulina é 1. Como a inulina não é reabsorvida nem secretada ao longo dos túbulos, sua concentração no fluido tubular aumenta à medida que a água vai sendo reabsorvida pelos vários segmentos tubulares. A concentração de inulina no fluido tubular é, pois, uma função da quantidade de água reabsorvida até o ponto em que foi feita a micropunção.

 Se no espaço de Bowman a razão FT/P é 1 e na metade do túbulo proximal é igual a

2, isto é, a concentração de inulina no fluido tubular é duas vezes a concentração no plasma, significa que 50% da água filtrada foi reabsorvida até o local de punção. Fr água=0,5.

 No final do túbulo proximal, o quociente FT/P de inulina aproxima-se de 3, e a fração

de água filtrada reabsorvida até essa porção do túbulo é igual até 0,67.

Osmóis e sódio. Ao longo do túbulo proximal, a concentração total de solutos (osmóis) praticamente não varia, indicando que aproximadamente 67% dos solutos filtrados são reabsorvidos (valor igual ao da reabsorção da água). Tal fato revela que o fluido reabsorvido no túbulo proximal é praticamente isotônico em relação ao plasma. O mesmo acontece com o íon sódio nesse segmento tubular, indicando que o sódio e a água são reabsorvidos em iguais proporções.

Gradiente de concentração

transtubular 

 A fração de água reabsorvida é calculada pela fórmula:     

(34)

Para-amino-hipurato. Ao longo do túbulo proximal há elevação da razão FT/P de PAH. Entretanto, a elevação da concentração de determinado soluto no fluido tubular (determinando uma elevação do seu gradiente transepitelial e, portanto, da razão FT/P) não indica que a substância está sendo secretada. Pode ser que o aumento de sua concentração no lúmen tubular seja devido à reabsorção de água. O mesmo acontece no caso de queda da concentração da substância no fluido tubular, que nem sempre indica reabsorção tubular, pois é possível que se dê em virtude da entrada de água para o interior do túbulo.

Para corrigir as variações das concentrações de soluto no lúmen tubular devidas ao transporte de água, basta relacionar a razão FT/P da inulina, visto que esta ultima avalia a reabsorção tubular de água. Portanto, esse quociente



  

 

indica a fração remanescente da substância no fluido tubular. Quando esse quociente diminuiu de um segmento tubular para o outro, indica que houve reabsorção da substância na porção tubular intermediária entre esse dois segmentos. O oposto acontece quando a substância é secretada pelo epitélio tubular.

 A fração de sódio filtrado remanescente no final do túbulo proximal é cerca de 0,33, indicando que 67% da carga filtrada desse íon foi reabsorvida até esse local. Essa fração se eleva na alça de Henle descendente, indicando que ocorre secreção de sódio nesse segmento.

Na porção final do proximal, cerca de 50% da carga filtrada de ureia é reabsorvida, e igual porcentagem é posteriormente secretada na alça de Henle; entretanto, no distal e coletor, a ureia é reabsorvida.

Toda a glicose é reabsorvida no primeiro terço do túbulo proximal.

Excreção fracional da água:  quanto resta de fluido no segmento tubular considerado, em porcentagem do que foi filtrado.      

Referências

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