Sistema Renal 02 PDF

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Anotações de aula + livro...

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Joana V. – 2020/2

Filtração glomerular A filtração glomerular é a primeira etapa na formação da urina. Nós temos uma alta taxa de filtração, que é essencial para manutenção dos níveis extracelulares, tanto de soluto quanto de água. Quando o fluxo sanguíneo renal chega aos capilares glomerulares, parte desse sangue é filtrado para o espaço de Bowman, a primeira parte do néfron. Qualitativamente, a filtração do plasma sanguíneo pelo glomérulo renal é a mesma de outros leitos vasculares. O líquido filtrado é semelhante ao líquido intersticial, designado como ultrafiltrado. O ultrafiltrado contém água e todos os pequenos solutos do sangue, mas não contém proteínas e nem células sanguíneas. Quantitativamente a taxa de filtração nos glomérulos excede a do que acontece em outros leitos de capilares sistêmicos devido a uma maior força de pressões de starling e também a membrana de filtração que tem uma permeabilidade muito maior devido aos capilares fenestrados. Quando comparado a outros órgãos, o rim recebe uma quantidade muito maior de fluxo sanguíneo proporcional a seu tamanho – 25% do debito cardíaco – e filtra uma fração especialmente alta desse fluxo. Em condições normais, a taxa de filtração glomerular (TFG) dos dois rins é 125ml por minuto, necessária para expor várias vezes ao longo do dia todo o fluido extracelular, tirar tudo o que não é necessário e excretar. Se não tivesse essa rotatividade, apenas pequenos volumes de sangue seriam depurados por unidade de tempo. Depuração renal: é mesma coisa que “clearance”. Descreve a velocidade pela qual substâncias são removidas (ou depuradas) do plasma. Cada substancia tem seu valor. Quanto maior a depuração, mais rápido a substancia é retirada do plasma. É proporcional a excreção urinária da substancia e a sua concentração no plasma. Ex: a depuração da albumina é 0 porque ela não é filtrada. A da glicose também é 0, mas é porque ela é toda absorvida.

Mecanismos renais de manipulação do plasma

O volume de plasma filtrado e excretado não são iguais. Mecanismos: 1. Filtração glomerular: é pouco seletiva, apenas o que é grande e tem peso molecular alto não consegue ser filtrado (proteínas, leucócitos, hemácias). 2. Reabsorção tubular: Foi filtrado, mas volta para o capilar. Acontece com a glicose, íons, água. Sua taxa é alta e é mais seletiva, algumas substâncias precisam de transportadores ou canais, outras passam entre as células. 3. Secreção tubular: quando é preciso que algo vá embora. Foi filtrado, mas não foi tudo, então, é tirado do sangue e secretado

para o túbulo renal e assim ir embora. Acontece com fármacos, compostos, produtos de metabolismo não interessantes. É mais seletivo, algumas vezes necessita de canais para atravessar a parede do túbulo renal. 4. Excreção: o que é excretado é o que foi filtrado, menos o que foi reabsorvido, mais o que foi secretado.

180 litros de plasma são filtrados por dia. A média para um homem normal de 70 kg é de 3 litros de plasma. Então, todo o plasma é filtrado 60 vezes por dia e são excretados na urina em média 1,5 litros. O que acontece com os 178,5 litros filtrados restantes por dia? → são reabsorvidos.

A taxa de reabsorção é muito grande.

Exemplos de manipulação de diferentes substâncias plasmáticas pelo néfron

Substancia X: A substancia é filtrada e também excretada. A excreção é maior que a filtração e a substancia é totalmente excretada. Acontece com catabólitos, xenobióticos, produtos estranhos ao corpo. Substancia Y: é filtrada e a excreção é menor que a filtração porque parte é reabsorvida e volta para o capilar. Substancia Z: é filtrada e não tem excreção, a depuração é zero. Como a glicose e aminoácidos.

Fatores determinantes da filtração glomerular Permeabilidade seletiva da membrana: constante Kf, depende do tipo de capilar. A Kf dos capilares cerebrais é baixíssima, a permeabilidade é pequena, quase não passa nada. Já a Kf dos capilares glomerulares é altíssima por causa da membrana de filtração. Como nos capilares sistêmicos, as pressões que comandam o movimento dos líquidos, através da parede capilar glomerular, são as pressões de Starling : duas pressões hidrostáticas (uma no capilar sanguíneo e outra no líquido intersticial) e duas pressões oncóticas (uma no capilar sanguíneo e outra no líquido intersticial). Quando essas pressões são aplicadas aos capilares glomerulares, ocorre pequena modificação: a pressão oncótica do espaço de Bowman, que é análoga à do líquido intersticial, é considerada nula, uma vez que a filtração de proteínas é desprezível.

A intensidade (ou velocidade) da filtração glomerular é o produto de Kf pela pressão efetiva da ultrafiltração → FG = Kf x PEF

1. Pressão efetiva de filtração (PEF): É a diferença entre as pressões no glomérulo e no espaço na cápsula de Bowman. É a soma algébrica das três pressões de Starling (omitindo a pressão oncótica no espaço de Bowman). Para os capilares glomerulares, a pressão de ultrafiltração sempre favorece a filtração, e, dessa forma, o líquido sempre se move para fora dos capilares. Quanto maior a pressão, maior a filtração glomerular.

2. Kf constante de permeabilidade Depende de: • •

Permeabilidade seletiva da parede capilar (característica da membrana de filtração). Nos rins ela é alta devido aos capilares serem fenestrados. Superfície disponível para a filtração. Ela é alta porque tem muitos capilares glomerulares.

O Kf dos capilares glomerulares é quase 100x maior que a Kf de capilares sistêmicos devido à combinação de maior área total da superfície com a elevada permeabilidade intrínseca à água. A consequência desse Kf extremamente alto é que muito mais líquido é filtrado pelos capilares glomerulares do que por outros capilares. O valor aproximado para o homem é 12,5 ml/min por mmHg.

Características da membrana de filtração: o glomérulo – lâmina basal e as fenestras

Os poros são grandes, com isso a Kf dos capilares glomerulares é alta.

Podócitos e seus prolongamentos, pedicelos e fendas

Os podócitos são as células epiteliais após a membrana basal que possuem formato de pé. Entre os pedicelos estão as fendas de filtração. A presença disso tudo, faz com que a permeabilidade para os capilares glomerulares seja alta.

Características da parede do capilar glomerular

As características físicas da parede capilar glomerular determinam tanto a velocidade de filtração glomerular quanto as características do filtrado glomerular. Começando do lúmen do capilar e movendo em direção ao espaço de Bowman, as três camadas que constituem a parede capilar glomerular são:

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Endotélio: camada de células endoteliais achatadas com poros entre elas. Como esses poros são relativamente grandes, líquidos, solutos dissolvidos e proteínas plasmáticas são todos filtrados por essa camada da barreira capilar glomerular. Por sua vez, os poros não são suficientemente grandes para que as células sanguíneas sejam filtradas.

•

Membrana basal contínua: apresenta três camadas: a lâmina rara interna está aderida ao endotélio; a lâmina densa se localiza no meio da membrana basal; e a lâmina rara externa está aderida à camada de células epiteliais. A membrana basal, com essas múltiplas camadas, não permite a filtração das proteínas plasmáticas e, por isso, representa a barreira mais significativa do capilar glomerular.

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Epitélio: consiste em células epiteliais especializadas chamadas podócitos, que ficam presos à membrana basal, pelos processos pediculados (pedicelos). Entre os pedicelos adjacentes existem fendas de filtração, de 25 a 60 nm de diâmetro, que são fechadas por finos diafragmas. Devido ao tamanho relativamente pequeno das fendas de filtração, a camada epitelial (além da membrana basal) também é considerada uma importante barreira de filtração.

Carga Negativa da Barreira dos Capilares Glomerulares Somada a barreiras físicas há uma membrana eletrostática formada por glicoproteínas com cargas negativas. Essas cargas negativas fixas estão presentes no endotélio, na lâmina rara interna e externa da membrana basal, nos podócitos, nos pedicelos e nas fendas de filtração do epitélio. Os solutos com cargas positivas são atraídos pelas cargas negativas da barreira e mais rapidamente filtrados; os solutos com cargas negativas são repelidos pelas cargas negativas da barreira e filtrados mais lentamente. Esse é mais um mecanismo que impede a filtração de proteínas, pois elas, em pH fisiológico, possuem carga negativa. Em certas doenças glomerulares, as cargas negativas da barreira são perdidas, resultando em filtração aumentada de proteínas plasmáticas e proteinúria. Já para os íons, essa barreira não faz diferença porque eles são muitos pequenos e livremente filtrados pela barreira glomerular.

A A figura mostra o perfil das pressões de Starling, no início do capilar glomerular. A pressão oncótica do espaço de Bowman não está representada porque proteína não é filtrada . A pressão hidrostática do capilar (Pgc) é +45 e ela se mantém alta por todo o comprimento do capilar glomerular, porque há a arteríola eferente fazendo resistência ao fluxo , assim, ele fica parado um tempo. A pressão oncótica do capilar é -19 e a hidrostática da capsula de Bowman, referente ao líquido que escorreu, é baixa porque quando o plasma chega ele não fica parado, ele desce, sendo também uma força que opõe a filtração. O resultado é +16, mostrando que ocorreu a filtração.

B Mostra as três pressões de Starling no final do capilar glomerular. Nesse ponto, o sangue foi extensamente filtrado e está prestes a deixar o capilar glomerular para entrar na arteríola eferente. O somatório das três pressões de Starling agora é zero. Como a ultrafiltração efetiva é nula, não pode ocorrer mais filtração, e esse ponto é chamado de equilíbrio de filtração. A pressão hidrostática segue alta, mas a oncótica cessou (ela se opõe a filtração) porque como perdeu plasma/ líquido, as proteínas estão mais concentradas.

*o sinal negativo significa que a força é contrária a filtração.

A pressão efetiva de filtração é alta no início dos capilares glomerulares e ela vai caindo até que próximo da arteríola eferente ela cessa. O plasma vai saindo, as proteínas vão ficando mais concentradas dentro do vaso, a pressão oncótica aumenta e ela é uma pressão contrária a filtração.

Valores dos fatores determinantes da filtração glomerular Nos capilares glomerulares a Kf é 12,5 ml/min x mmHg e a pressão efetiva de filtração é 10 mmHg. Multiplicados, temos a taxa de filtração glomerular que é 125 ml/min. Essas pressões podem ser alteradas. A Kf altera por lesão, dilatação. A PEF pode alterar se tiver uma dilatação da arteríola aferente ou eferente ou das duas. Isso muda o tempo que o fluido fica nos capilares, alterando a pressão hidrostática e favorecendo ou não a filtração. A angiotensina II faz vasoconstrição da arteríola aferente, isso diminui o fluxo sanguíneo e a taxa de filtração. Esse sistema tenta aumentar a pressão, diminuindo o fluxo sanguíneo renal diminui a taxa de filtração, se produz menos urina e mantém o volume para manter a pressão.

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125 ml de filtrado são formados pelos 2 milhões de néfrons a cada minuto.

Representação dos capilares glomerulares. Chega a arteríola aferente e sai a arteríola eferente. A: mostra a constrição da arteríola aferente, na qual a resistência arteriolar aferente aumenta. Como esperado para qualquer constrição arteriolar, o FPR (fluxo plasmático renal) diminui. A TFG também é reduzida, pois com a diminuição do fluxo sanguíneo, pelo capilar glomerular, a PCG é reduzida, diminuindo a pressão efetiva de ultrafiltração. B: mostra a constrição da arteríola eferente, na qual a resistência arteriolar eferente aumenta. O fluxo que passa fica mais tempo porque ele encontra uma resistência, a pressão hidrostática aumenta e a taxa de filtração glomerular aumenta.

As arteríolas possuem quantidade de receptores diferentes para os compostos. A aferente tem mais receptor α1 para simpático que a eferente. Quando o simpático é acionado a aferente contrai mais, com isso, tem menor filtração, menor produção de urina e o volume é mantido, já que o simpático quer aumentar pressão. A eferente também tem receptor, mas tem menos. Ela tem receptor para garantir que o pouco que passar vai ser filtrado, porque fazendo contrição da arteríola eferente, a pressão hidrostática fica maior, o sangue tem dificuldade de passar e é filtrado. A angiotensina II contrai tanto as arteríolas aferentes quanto as eferentes; porém, contrai preferencialmente as arteríolas eferentes.

Redução da TFG – mecanismos renais Mesmo que PA oscile entre 80 a 160 mmHg, a TFG e fluxo sanguíneo renal (FSR) se mantém constante, e isso é uma forma de proteção do sistema renal. Essa regulação é feita por mecanismos intrínsecos e extrínsecos. Eles são baseados na modulação do fluxo sanguíneo renal.

Mecanismos Intrínsecos: feitos pelo próprio rim, auto regulação. •

Mecanismo miogênico: diz que o aumento da pressão arterial estira os vasos sanguíneos, causando a contração reflexa do músculo liso das paredes vasculares, aumentando, consequentemente, a resistência ao fluxo sanguíneo. Chega um fluxo maior com pressão maior, a arteríola aferente distende e como reflexo ela contrai para não deixar essa pressão alta chegar nos capilares glomerulares. O estiramento provoca a abertura de canais de cálcio, ele entra mais no músculo liso e a arteríola contrai.

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Mecanismo túbuloglomerular: quando a pressão arterial renal aumenta, tanto o FSR quanto a TFG aumentam. O aumento da TFG resulta em maior liberação de soluto e de água para a região da mácula densa da porção inicial do túbulo distal, que é sensível a algum componente da carga aumentada que chega a ela. A mácula densa, que é parte do aparelho justaglomerular, responde à liberação aumentada secretando substância vasoativa que causa constrição das arteríolas aferentes através de um mecanismo parácrino. É um mecanismo de controle do fluxo sanguíneo e da TFG, é preocupado com o sistema renal.

*o sistema renina-angiotensina-aldosterona é um mecanismo de controle da PA. A renina é liberada pelas células justaglomerulares que fazem parte do aparelho justaglomerular.

Aparelho justaglomerular

O túbulo renal faz uma volta perto do corpúsculo renal e essa região é chamada túbulo contorcido distal. Nele tem a mácula densa, que participa do feedback túbuloglomerular. As células azuis perto da arteríola aferente são as justaglomerulares que liberam renina.

Feedback túbuloglomerular Quanto maior a pressão arterial, maior é o fluxo que chega nos capilares glomerulares, logo, maior a taxa de filtração. Então mais ultrafiltrado cai no túbulo renal. 1. Quanto maior o fluxo sanguíneo renal, maior a taxa de filtração glomerular. 2. Mais soluto é entregue ao aparelho justaglomerular, que vai ser detectado pela mácula densa no túbulo contorcido distal. A mácula densa tem capacidade de perceber o aumento de entrega de soluto por via sensorial. Tudo indica que esse soluto é o cloreto de sódio. 3. Quando a mácula densa é ativada, ela libera uma substancia vasoativa/vasoconstritora, que chega na arteríola aferente e faz constrição, aumentando sua resistência e diminuindo o fluxo sanguíneo renal. 4. Diminui a taxa de filtração glomerular.

 O rim sozinho então faz o mecanismo de autorregulação.  Ainda não se sabe qual é essa substancia que faz vasoconstrição local , os candidatos são a adenosina, ATP e tromboxanos.

Mecanismos extrínsecos: • •

SNS: inerva as arteríolas aferentes e eferentes. Sistema renina-angiotensina-aldosterona

O simpático faz vasoconstrição porque o receptor presente no músculo liso das arteríolas é o α1. Ele é acionado para aumentar o débito e a PA, faz sentido então produzir menos urina para manter volume e PA. A aferente contrai mais, diminuindo muito o fluxo. A angio-II é vasoconstritora, e as duas arteríolas tem receptor para ela. O sistema é acionado em casos de queda de pressão. Em doses altas de angio-2, as arteríolas contraem, diminuindo o fluxo e TFG. Quando em concentração de angio-2 basal, tem uma constrição maior da eferente porque ela é mais sensível em concentrações basais. Em altas concentrações as duas são contraídas.

Variação da TFG na alteração da PA Nós conseguimos manter esse mecanismo de autorregulação com a pressão variando dentro dos valores de 80 a 160. Mas não seria interessante como a pressão está aumentando tanto, ter um aumento da formação de urina para perder urina e voltar com a pressão normal? Sim, mas não pode ser às custas dos capilares glomerulares, eles são sensíveis e podem ser lesados. A autorregulação então cuida dos capilares e mantem a TFG constante mesmo em variações de pressão.

➔ Como fica a formação de urina?

O gráfico 1 mostra a TFG sendo constante. O gráfico 2 mostra que apesar da TFG estar constante, o fluxo urinário aumenta muito, isso é bom porque está eliminando urina sem alterar a TFG. O que muda é a taxa de reabsorção, que diminui quando a pressão está alta.

Em pressões abaixo de 80 mmHg os mecanismos de autorregulação não funcionam e se observa uma queda grande da TFG. Há influência então de mecanismos extrínsecos, tanto o simpático, como a renina-angiotensinaaldosterona, vão tentar modular e compensar.

Reabsorção e secreção pelos túbulos renais Excreção urinária = filtração glomerular – reabsorção tubular + secreção tubular O que é excretado é chamado de carga filtrada e o que sai (era o plasma e agora está no túbulo renal) é o liquido tubular ou luminal ou ultrafiltrado. A filtração é um processo mais livre, ela é menos seletiva. Já a reabsorção e secreção são mais seletivas, elas dependem na maioria das vezes de transportadores nas células epiteliais que revestem o néfron. A célula tem a membrana luminal e a basolateral, tem que passar duas paredes. Poucas substâncias são secretadas e muitas reabsorvidas. A excreção é a quantidade de substancias excretadas em uma unidade de tempo.

O ultrafiltrado cai dos capilares glomerulares no espaço da cápsula de Bowman e passa pelo túbulo renal. Toda a parede do túbulo é composta por células epiteliais e tudo que for ser absorvido precisa atravessar a membrana luminal e depois a membrana basolateral para chegar no capilar peritubular e voltar para a circulação. Há 2 vias de transporte: a transcelular (pelas membranas) e a paracelular (entre as células) que é o mecanismo da água e íons.

Glicose – exemplo de reabsorção Exemplo de reabsorção transcelular. A glicose é livremente filtrada nos capilares glomerulares e é totalmente reabsorvida pelas células epiteliais do túbulo contorcido proximal (a depuração é zero). A glicose é reabsorvida por mecanismo ativo na membrana luminal em 2 etapas, uma vez que ela tem que atravessar as células do túbulo renal : • •

Cotransporte do Na+-glicose Transporte facilitado de glicose

1. A glicose se desloca do líquido tubular para o interior da célula epitelial por meio do cotransportador Na+-glicose (chamado TSG), situado na superfície luminal do epitélio. Dois íons Na+ e uma glicose se ligam à proteína cotransportadora, a proteína gira na membrana, e o Na+ e a glicose são liberados no LIC. Nessa etapa, a glicose é transportada contra um gradiente eletroquímico; a energia para esse transporte de glicose, contra seu gradiente, vem do movimento de Na+, a favor de seu gradiente eletroquímico. (Ela pega carona com o sódio que está indo a favor do gradiente de concentração gerado pela bomba que retira o sódio da célula e está na membrana basolateral). 2. O gradiente de Na+ é mantido pela Na+-K+ ATPase da membrana peritubular. Como o ATP é usado diretamente para fornecer energia à Na+-K+ ATPase e, indiretamente para manter o gradiente do Na+, o cotransporte de Na+-glicose é chamado de transporte ativo secundário.

3. A glico...