Filtração glomerular e fluxo sanguíneo renal

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1 Fisiologia II – LM 
FILTRAÇÃO GLOMERULAR (FG) 
❖ Primeiro passo na formação de urina 
Filtração de grandes quantidades de líquidos através 
dos capilares glomerulares para dentro da cápsula de 
Bowman – quase 180L/dia 
 Volume plasmática = 3L 
 FG = 180L/dia 
A maior parte desse filtrado é reabsorvida, deixando 
apenas cerca de 1L de líquido para excreção diária 
 ↑ taxa de FG depende da ↑ taxa de fluxo 
sanguíneo renal, bem como de propriedades 
especiais das membranas nos capilares 
glomerulares 
COMPOSIÇÃO DO FILTRADO GLOMERULAR 
Os capilares glomerulares são relativamente 
impermeáveis às proteínas, sendo o FG desprovido de 
elementos celulares como as hemácias 
As concentrações de outros constituintes do FG, 
incluindo a maior parte dos sais e moléculas orgânicas, 
são similares às concentrações no plasma 
Substâncias de baixo peso molecular, tais como cálcio 
e ácidos graxos, não são livremente filtradas por 
estarem parcialmente ligadas às proteínas plasmáticas 
A FG É DETERMINADA PELO: 
1. Balanço das forças hidrostáticas e 
coloidosmóticas, atuando através das 
membranas capilar 
2. Coeficiente de filtração capilar (Kf) 
Os capilares glomerulares têm elevada intensidade de 
filtração, muito maior que a maioria dos outros 
capilares, devido à alta pressão hidrostática e ao alto Kf 
 FG em adultos médio = 125 a 180L/dia 
A fração do fluxo plasmático renal filtrado (fração de 
filtração) é, em média, de 0,2 significando que cerca de 
20% do plasma, que fluem pelos rins, são filtrados 
pelos capilares glomerulares 
FRAÇÃO DE FILTRAÇÃO = FG/FLUXO PLASMÁTICO 
RENAL 
 
MEMBRANA CAPILAR GLOMERULAR 
Três camadas principais: 
1. Endotélio capilar 
2. Membrana basal 
3. Camada de células epiteliais (podócitos), sobre a 
superfície externa da membrana basal capilar 
Juntas, essas camadas compõe uma barreira à filtração 
→ pode filtrar centenas de vezes mais água e solutos 
do que a membrana capilar normal 
 
2 Fisiologia II – LM 
ENDOTÉLIO CAPILAR: 
• Perfurado por milhares de pequenos orifícios 
chamados fenestrações, semelhantes aos capilares 
fenestrados encontrados no fígado, embora 
menores que as fenestrações do fígado 
• As proteínas das células endoteliais são ricamente 
dotadas de cargas fixas negativas que impedem a 
passagem das proteínas plasmáticas 
MEMBRANA BASAL: 
• Reveste o endotélio 
• Consiste em uma trama de colágeno e fibrilas 
proteoglicanas pelos quais grande quantidade de 
água e de pequenos solutos pode ser filtrada 
• Evita de modo eficiente a filtração das proteínas 
plasmáticas, em parte devido às fortes cargas 
elétricas negativas associadas aos proteoglicanos 
CAMADA DE CÉLULAS EPITELIAIS: 
Recobre a superfície externa do glomérulo 
Não são células contínuas, mas têm longos processos 
semelhantes a pés (podócitos) que revestem a 
superfície externa dos capilares 
Os podócitos são separados por lacunas → fendas de 
filtração, pelas quais o filtrado glomerular se desloca 
Possuem cargas negativas e criam, junto com o 
endotélio e a membrana basal, restrições adicionais 
para a filtração das proteínas plasmáticas 
A filtrabilidade dos solutos é inversamente relacionada 
com o seu tamanho: 
A membrana capilar glomerular é mais espessa que a 
da maioria dos outros capilares, mas também muito 
mais porosa e filtra líquidos com mais alta intensidade 
Apesar da alta intensidade, a barreira de filtração 
glomerular é seletiva na determinação de quais 
moléculas serão filtradas, com base no seu tamanho e 
em sua carga elétrica 
➢ A filtrabilidade de 1 significa que a substância é 
filtrada tão livremente quanto a água 
➢ Filtrabilidade de 0,75 significa que a substância é 
filtrada apenas 75% tão rapidamente quanto a 
água 
 
3 Fisiologia II – LM 
 
Para qualquer raio molecular moléculas com carga 
positiva são filtradas muito mais rapidamente do que 
as moléculas com carga negativa 
Polímeros neutros também são filtrados mais 
prontamente que polímeros com carga negativa, com 
peso molecular igual 
A razão para essas diferenças da filtrabilidade é que 
as cargas negativas da membrana basal e dos 
podócitos são meio importantes para restringir a 
passagem de grandes moléculas com carga negativa, 
incluindo as proteínas plasmáticas 
 
 Caso clínico: em certas doenças renais, as 
cargas negativas na membrana basal são 
perdidas, condição referida como nefropatia 
com alteração mínima, como resultado dessa 
perda das cargas negativas nas membranas 
basais, algumas das proteínas, com baixo peso 
molecular, especialmente albumina, são 
filtradas e aparecem na urina (proteinúria e 
albuminúria) 
DETERMINANTES DA FG 
❖ A FG é determinada: 
1. Pela soma das forças hidrostáticas e 
coloidosmóticas através da membrana 
glomerular que fornecem a pressão efetiva de 
filtração 
2. Pelo coeficiente glomerular Kf 
FG = KF x PRESSÃO LÍQUIDA/EFETIVA DE FILTRAÇÃO 
Pressão efetiva de filtração: representa a soma das 
forças hidrostáticas e coloidosmóticas que favorecem 
ou se opõem à filtração através dos capilares 
glomerulares 
Essas forças incluem: 
1. Pressão hidrostática, nos capilares 
glomerulares (PG) = 60mmHg 
2. Pressão hidrostática na cápsula de Bowman 
(PB) = 18mmHg 
3. Pressão coloidosmótica das proteínas 
plasmáticas (πG) = 32mmHg 
4. Pressão coloidosmótica das proteínas na 
cápsula de Bowman (πB) = considerada nula 
FG = Kf x (PG - PB - πG + πB) = 10mmHg 
 
 ↑ Kf ↑ a FG 
Kf = a medida do produto da condutividade hidráulica 
e da área de superfície dos capilares glomerulares 
 Kf = FG/pressão efetiva de filtração 
 
 FG = 125mL/min 
 Pressão efetiva de filtração = 10mmHg 
 Kf = 12,5mL/min/mmHg 
 
4 Fisiologia II – LM 
Kf médio, de muitos outros tecidos no corpo, é de 
apenas cerca de 0,01 mL/min/mmHg por 100g 
Esse alto Kf para os capilares glomerulares contribui, 
de modo acentuado, para a rápida intensidade de 
filtração do líquido 
Embora o Kf elevado aumente a FG e o Kf diminuído 
reduza a FG, alterações no Kf, provavelmente não são 
mecanismos primários para a regulação normal da FG 
no dia a dia 
 Caso clínico: hipertensão crônica não 
controlada e diabetes melito gradualmente 
reduzem o Kf pelo aumento da espessura da 
membrana capilar glomerular e, 
eventualmente, pela lesão grave dos capilares, 
o que ocasiona perda da função capilar 
PRESSÃO HIDROSTÁTICA DA CÁPSULA DE 
BAWNMAN (PB) 
 ↑ PB na cápsula de Bowman = ↓FG 
Alterações na pressão da cápsula de Bowman 
normalmente não servem como meio primário de 
regulação da FG 
Em certas condições patológicas, associadas à 
obstrução do trato urinário, a pressão na cápsula de 
Bowman pode aumentar, de forma acentuada, 
causando redução grave da FG 
 Caso clínico: precipitação de cálcio ou de ácido 
úrico pode levar à formação de “cálculos” que 
se alojam no trato urinário, frequentemente 
no ureter e obstruindo a eliminação da urina e 
aumentando a pressão na cápsula de Bowman 
A redução da FG pode ocasionar hidronefrose 
(dilatação da pélvis e dos cálices do rim) e lesar ou até 
mesmo destruir o rim, a menos que a obstrução seja 
revertida 
PRESSÃO COLOIDOSMÓTICA (ΠG) 
 ↑ πG ↓ FG 
À medida que o sangue passa da arteríola aferente ao 
longo dos capilares glomerulares para as arteríolas 
eferentes, a concentração de proteínas plasmáticas 
aumenta por cerca de 20% 
Dois fatores que influenciam a pressão coloidosmótica 
nos capilares glomerulares são: 
1. Pressão coloidosmótica no plasma arterial 
2. Fração de plasma filtrada pelos capilares 
glomerulares (fração de filtração) 
 
 ↑ πG do plasma arterial ↑ πG nos capilares ↓FG 
 ↑ fração de filtração ↑ [proteínas plasmáticas] 
↑ πG glomerular 
A fração de filtração pode ser aumentada pela elevação 
da FG ou pela redução do fluxo plasmático renal 
Alterações do fluxo sanguíneo renal podem influenciar 
a FG, independentemente de variações da pressão 
hidrostática glomerularCom o aumento do fluxo sanguíneo renal, fração mais 
baixa de plasma é inicialmente filtrada para fora dos 
capilares glomerulares, causando elevação mais lenta 
na pressão coloidosmótica, nos capilares glomerulares 
e menos efeito inibidor da FG 
 
PRESSÃO HIDROSTÁTICA CAPILAR GLOMERULAR 
(PG) 
 ↑ PG ↑ FG 
Variações da pressão hidrostática glomerular servem 
como modo primário para a regulação fisiológica da 
FG 
A pressão hidrostática glomerular é determinada por 
três variáveis: 
1. Pressão arterial 
2. Resistência arteriolar aferente 
3. Resistência arteriolar eferente 
 
5 Fisiologia II – LM 
 
 ↑ Pressão arteriolar = ↑ PG ↑ FG 
 ↑ Resistência arteríolas aferentes = ↓PG ↓FG 
 ↑Resistência arteríolas eferentes = ↑ PG ↑ FG 
Como a contrição arteriolar eferente também reduz o 
fluxo sanguíneo renal, a fração e a pressão 
coloidosmótica glomerular aumentam, à medida que a 
resistência arteriolar eferentes é grave, a elevação da 
pressão coloidosmótica excede o aumento na pressão 
hidrostática capilar glomerular, causada pela 
constrição arteriolar eferente →quando essa situação 
ocorre, a força efetiva de filtração na realidade diminui, 
provocando redução na FG 
 
A constrição arteriolar eferente tem efeito bifásico na 
FG: 
• Em níveis moderados de constrição ocorre leve 
aumento da FG 
• Com maior constrição há queda da FG 
 
Em resumo: 
a. A constrição de arteríolas aferente reduz a FG 
b. O efeito da constrição arteriolar eferente depende 
do grau de constrição 
c. Constrição eferente moderada eleva a FG, mas 
constrição eferente grave tende a reduzir a FG 
 
 
6 Fisiologia II – LM 
FLUXO SANGUÍNEO RENAL 
 Um homem de 70kg → fluxo sanguíneo = 1.100mL 
para cada rim → cerca de 22% do DC 
Os rins, apesar de representar 0,4% do peso corporal, 
pode-se observar que eles recebem fluxo sanguíneo 
extremamente elevado, comparado a outros órgãos 
O propósito desse fluxo adicional é suprir plasma 
suficiente para se ter altas intensidades da filtração 
glomerular, necessárias para a regulação precisa dos 
volumes dos líquidos corporais e das concentrações de 
solutos 
CONSUMO DE OXIGÊNIO 
Os rins normalmente consomes 2x mais oxigênio que o 
cérebro, mas têm o fluxo sanguíneo quase 7x maior 
O O2 fornecido aos rins excede, em muito, suas 
necessidades metabólicas 
Grande fração do O2 consumido pelos rins está 
relacionada à lata intensidade de reabsorção ativa do 
sódio pelos túbulos renais 
O consumo de O2 varia proporcionalmente à 
reabsorção de sódio nos túbulos renais que, por sua 
vez, está intimamente relacionada à FG e à intensidade 
do sódio filtrado 
 
 
DETERMINANTES DO FLUXO SANGUÍNEO 
O fluxo sanguíneo renal é determinado por: 
P artéria renal – P veia renal / R vascular renal total 
 Pressão da artéria renal = 100mHg 
 Pressão veia renal = 3 a 4 mmHg 
 Resistência vascular total = soma das resistências 
nos segmentos vasculares individuais 
A resistência desses vasos é controlada pelo sistema 
nervoso simpático, vários hormônios e pelos 
mecanismos renais de controle local 
Os rins têm mecanismos efetivos para manter o fluxo 
sanguíneo renal e a FG relativamente constantes em 
faixa de pressão arterial entre 80 e 170mmHg, 
processo chamado autorregulação 
A parte externa dos rins, o córtex renal, recebe a maior 
parte do fluxo sanguíneo renal 
O fluxo para a medula renal corresponde a apenas 1 a 
2% do fluxo sanguíneo renal total 
O fluxo para a medula é suprido por parte especializada 
do sistema capilar peritubular, denominada vasa recta 
 
 
7 Fisiologia II – LM 
CONTROLE FISIOLÓGICO DA FG E FLUXO RENAL 
Os determinantes mais variáveis e sujeitos ao controle 
fisiológico incluem a pressão hidrostática glomerular e 
a pressão coloidosmótica capilar glomerular 
Essas variáveis, por sua vez, são influenciadas: 
Sistema nervoso simpático 
Hormônios e por autacoides (substâncias vasoativas 
são liberadas nos rins, agindo localmente) 
Outros controles por feedback intrínsecos aos rins 
SISTEMA NERVOSO SIMPÁTICO 
 Ativação do SNSimpático = ↓FG 
Todos os vasos sanguíneos renais, incluindo as 
arteríolas aferentes e eferentes, são ricamente 
inervados pelas fibras nervosas simpáticas 
A forte ativação dos nervos simpáticos renais pode 
produzir constrição das arteríolas renais e diminuir o 
fluxo sanguíneo renal e a FG 
Aumentos ligeiros na atividade simpática renal podem 
provocar uma redução na excreção de sódio e água, ao 
elevar a reabsorção tubular renal 
Os nervos simpáticos renais parecem ser mais 
importantes na redução da FG durante distúrbios 
graves agudos que duram de alguns minutos a algumas 
horas, tais como os suscitados pela reação de defesa, 
isquemia cerebral ou hemorragia grave 
No indivíduo saudável em repouso o tônus simpático 
parece ter pouca influência sobre o fluxo sanguíneo 
renal 
CONTROLE HORMONAL E AUTACOIDE 
Existem vários hormônios e autacoides que podem 
influenciar a FG e o fluxo sanguíneo renal 
1. NOREPINEFRINA, EPINEFRINA E ENDOTELINA 
• Provocam a vasoconstrição das arteríolas 
aferentes e eferentes 
• Causa a ↓FG e ↓fluxo sanguíneo renal 
• A norepinefrina e epinefrina são liberadas pela 
medula adrenal 
• A endotelina é um autacoide e pode ser liberado 
por células endoteliais vasculares lesionadas dos 
rins, assim como por outros tecidos →contribui 
para a hemostasia quando um vaso sanguíneo é 
cortado 
 
2. ANGIOTENSINA II 
• Poderoso vasoconstritor renal 
• Pode ser considerado um hormônio circulante ou 
um autacoide produzido localmente 
• Receptores de angiotensina II estão presentes em 
praticamente todos os vasos sanguíneos dos rins 
• Os vasos sanguíneos pré-glomerulares aparentam 
estar relativamente protegidos da constrição 
mediada pela angiotensina II 
• NO e prostaglandinas neutralizam o efeito 
vasoconstritor da angiotensina II nesses vasos 
sanguíneos 
• Arteríolas eferentes são muito sensíveis à 
angiotensina II → elevando a pressão hidrostática 
glomerular, enquanto reduz o fluxo sanguíneo 
renal 
• A formação aumentada de angiotensina II ocorre 
em circunstâncias associadas à diminuição da 
pressão arterial ou de depleção volumétrica que 
tende a diminuir a FG 
• Ao provocar constrição das arteríolas eferentes, 
auxilia prevenindo as diminuições da pressão 
hidrostática glomerular e da FG 
• Níveis aumentados da angiotensina II que ocorrem 
com dieta hipossódica ou com depleção de volume 
ajudam a preservar a FG e a excreção normal de 
produtos indesejáveis do metabolismo 
• A constrição das arteríolas eferentes induzida pela 
angiotensina II, eleva a reabsorção tubular de sódio 
e água, o que ajuda a restaurar o volume e a 
pressão sanguínea 
 
3. ÓXIDO NÍTRICO 
• Autacoide que diminui a resistência vascular e é 
liberado pelo endotélio vascular de todos os 
capilares do corpo 
• Derivado do endotélio 
• Manutenção da vasodilatação dos rins, porque ele 
permite que os rins excretem quantidades normais 
que inibem a síntese normal de NO aumenta a 
resistência vascular renal e diminui a FG, reduzindo 
também a excreção urinária de sódio, o que pode 
causar aumento da pressão sanguínea 
 
8 Fisiologia II – LM 
 Caso clínico: em alguns pacientes hipertensos 
ou com aterosclerose, o dano epitelial vascular 
e a produção prejudicada de NO podem 
contribuir para o aumento da vasoconstrição 
renal e para a elevação da pressão sanguínea 
 
4. PROSTAGLANDINAS E BRADICININA 
• Hormônios autacoides que causam vasodilatação e 
aumento do fluxo sanguíneo renal e da FG incluem 
as prostaglandinas e bradicinina 
• Em condições normais eles podem amenizar os 
efeitos vasoconstritores renais dos nervos 
simpáticos ou da angiotensina II, especialmente os 
efeitos constritores sobre as arteríolas aferentes 
• Pela oposição da vasoconstrição das arteríolas 
aferentes, as prostaglandinas podem ajudar a 
evitar reduções excessivas na FG e no fluxosanguíneo renal 
• Sob condições de estresse, tais como depleção 
volumétrica ou após cirurgias a administração de 
anti-inflamatórios não esteroides, como a aspirina 
que inibe a síntese de prostaglandinas, pode 
causar reduções na FG 
 
AUTORREGULAÇÃO DA FG E FLUXO SANGUÍNEO 
Mecanismos de feedback intrínsecos dos rins 
normalmente mantêm o fluxo sanguíneo renal e a FG 
relativamente constantes 
Esses mecanismos ainda funcionam independentes das 
influências sistêmicas em rins perfundidos com sangue 
removidos do corpo 
A relativa constância é conhecida com autorregulação 
Autorregulação: 
A função primária da autorregulação do fluxo 
sanguíneo na maioria dos tecidos, excetuando-se os 
rins, é manter o fornecimento de oxigênio e de 
nutrientes em nível normal e remover os produtos 
indesejáveis do metabolismo 
A principal função da autorregulação nos rins é manter 
a FG relativamente constante e permitir o controle 
preciso da excreção renal de água e solutos 
A FG normalmente permanece autorregulada, apesar 
de consideráveis flutuações da pressão arterial que 
ocorrem durante as atividades diárias da pessoa 
O fluxo sanguíneo renal é autorregulado em paralelo 
com a FG, mas a FG é mais eficientemente 
autorregulada em certas condições 
Normalmente, a FG é de cerca de 180L/dia e a 
reabsorção é de 178,5L/dia, deixando 1,5L/dia de 
líquido para ser excretado na urina 
Na ausência da autorregulação, aumento 
relativamente pequeno na pressão sanguínea poderia 
causar aumento semelhante de 25% na FG 
Caso a reabsorção tubular permanecesse constante em 
178,5L/dia 
O fluxo de urina aumentaria para 46,5L/dia 
Aumento total da urina de mais de 30 vezes 
Como o volume plasmático total é de apenas cerca de 
3 litros, tal alteração depletaria rapidamente o volume 
sanguíneo 
As variações da pressão arterial costumam exercer 
muito menos efeito sobre o volume de urina por dois 
motivos: 
1. Autorregulação renal evita grandes alterações 
da FG 
2. Existem mecanismos adaptativos adicionais 
nos túbulos renais que os permitem aumentar 
a intensidade da reabsorção, quando a FG se 
eleva, fenômeno conhecido como balanço 
glomerulotubular 
Variações da pressão arterial ainda tem efeitos 
significativos na excreção renal de água e sódio, isto é 
conhecido como diurese pressórica ou natriurese 
pressórica e é crucial para a regulação do volume dos 
líquidos corporais e da pressão arterial 
 
9 Fisiologia II – LM 
 
FEEDBACK TUBULOGLOMERULAR 
Um mecanismo especial de feedback relaciona as 
mudanças na concentração de NaCl na mácula densa 
com o controle da resistência arteriolar renal e a 
autorregulação da FG 
Esse feedback autorregula o fluxo sanguíneo renal em 
paralelo com a FG 
Em outros casos, esse mecanismo pode realmente 
induzir alterações na FG em resposta a alterações 
primárias na reabsorção de NaCl nos túbulos renais 
O mecanismo de feedback tubuloglomerular tem dois 
componentes que agem em conjunto para controlar a 
FG: 
1. Mecanismo de feedback arteriolar aferente 
2. Mecanismo de feedback arteriolar eferente 
Esses mecanismos de feedback dependem da 
disposição anatômica especial do complexo 
justaglomerular 
As células da mácula densa detectam alterações do 
volume que chega ao túbulo distal por meio de sinais 
que não são completamente entendidos 
A FG diminuída torna mais lento o fluxo na alça de 
Henle, causando reabsorção aumentada da 
porcentagem de íons sódio e cloreto fornecidos no 
ramo ascendente, reduzindo por meio disso a concentração de cloreto de sódio nas células da mácula densa 
A queda de NaCl na macula provoca dois efeitos: 
1. Reduz a resistência ao fluxo sanguíneo nas arteríolas aferentes, o que eleva a pressão hidrostática glomerular 
e ajuda a retornar a FG ao normal 
2. Aumenta a liberação de renina, pelas células justaglomerulares das arteríolas aferentes e eferentes que são 
os locais de maior estocagem da renina 
Quando ambos os mecanismos de feedback estão funcionando em conjunto, a FG se altera apenas por poucos pontos 
percentuais, até mesmo com grandes flutuações da pressão arterial entre os limites de 75 a 160mmHg 
 
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AUTORREGULAÇÃO MIOGÊNICA DO FLUXO 
SANGUÍNEO 
É a capacidade dos vasos sanguíneos individuais 
resistirem ao estiramento, durante o aumento da 
pressão arterial, fenômeno conhecido como 
mecanismo miogênico 
O estiramento da parede vascular permite movimento 
aumentado de íons cálcio do líquido extracelular para 
as célula, causando sua contração 
Essa contração evita a distensão excessiva do vaso e, 
ao mesmo tempo, pela elevação da resistência 
vascular, ajuda a prevenir o aumento excessivo do 
fluxo sanguíneo renal e da FG quando ocorre elevação 
da pressão arterial