Filtração glomerular

Prévia do material em texto

Filtração glomerular, fluxo sanguíneo renal e seus controles
Filtração glomerular:
Primeiro passo da filtração da urina, que é feita por grandes quantidades de líquido através dos capilares glomerulares para dentro da cápsula de Bowman(180L/dia). A maior parte desse filtrado é reabsorvida, deixando apenas cerca de 1L de líquido para excreção diária. 
A elevada taxa de filtração glomerular depende da alta taxa de fluxo sanguíneo renal, bem como propriedades especiais das membranas nos capilares glomerulares
Composição do filtrado glomerular:
Os capilares glomerulares são relativamente impermeáveis às proteína, assim o líquido filtrado (filtrado glomerular) é livre de proteínas e sem elementos celulares como as hemácias
As concentrações da maior parte dos sais e moléculas orgânicas, são similares as concentrações no plasma, exceto poucas substâncias de baixo peso molecular, como cálcio e ácido graxos, que são livremente filtrados por estarem parcialmente ligados as proteínas plasmáticas
OBS: quase metade do cálcio e maior parte dos ácidos graxos plasmáticos estão ligados a proteínas plasmáticas e essa parte ligada não é filtrada pelos capilares glomerulares
A FG corresponde a cerca de 20% do fluxo plasmático renal
A filtração glomerular é determinada por:
1. Balanço das forças hidrostáticas e coloidosmóticas, atuando através da membrana capilar
1. Coeficiente de filtração glomerular(Kf), que é o produto da permeabilidade e da área de superfície de filtração dos capilares 
Os capilares glomerular tem alta taxa de filtração por ter alta pressão hidrostática glomerular e alto Kf. 
Em um adulto médio:
1. FG = 125ml/min ou 180L/dia
1. Fração do fluxo plasmático renal filtrado(fração de filtração) = 0,2 significa que 20% do plasma, que fluem pelos rins, são filtrados pelos capilares glomerulares
FRAÇÃO DE FILTRAÇÃO = FG / fluxo plasmático renal
Membrana capilar glomerular:
Tem três camadas principais:
1. Endotélio capilar
1. Perfurado por fenestras(capilar fenestrado)
1. Embora as fenestrações sejam relativamente grandes, as proteínas das células endoteliais são ricamente dotadas de cargas fixas negativas que impedem passagem de proteínas plasmáticas 
1. Membrana basal
1. Revestida de endotélio
1. É uma trama de colágeno e fibrilas proteoglicanos com grandes espaços, pelos quais grande quantidade de água e pequenos solutos pode ser filtrada
1. Evita de forma eficiente a filtração de proteínas plasmáticas, em partes devido as fortes cargas elétricas negativas associadas ao proteoglicanos
1. Camada de células epiteliais(podócitos), sobre a superfície externa da membrana basal capilar
1. São contínuas, mas tem os podócitos que revestem a superfície externa dos capilares e são separados por lacunas, chamadas fendas de filtração, pelo quais o filtrado glomerular se desloca
As células epiteliais, que também tem cargas negativas que criam restrições adicionais para a filtração das proteínas plasmáticas. Assim, todas as camadas da parede capilar glomerular representam barreiras à filtração das proteínas do plasma, formando uma barreira de filtração.
A filtrabilidade dos solutos é inversamente relacionada ao seu tamanho, ou seja:
1. água, sódio, glicose e inulina são filtrados livremente
1. mioglobina tem filtrabilidade de 75% tão rapidamente como a água
1. Conforme o peso da molécula se aproxime da albumina, a filtrabilidade diminui em direção ao zero
Tamanho das moléculas:
1. A albumina tem filtração restrita por ter carga negativa e retropulsão eletrostática feita pelas cargas negativas dos proteoglicanos na parede dos capilares
1. Moléculas com carga positiva e neutras são filtradas mais rapidamente que moléculas com carga negativa. 
OBS: em doenças renais, as cargas negativas são perdidas até antes de ocorrer alterações histológicas dignas de nota, referido como nefropatia com alteração mínima. Essa alteração está relacionada com uma resposta imunológica com secreção anômala de citocinas por linfócitos T, que reduzem os ânions nas proteínas dos podócitos ou dos capilares glomerulares. Com isso, algumas proteínas com alto peso molecular (albumina) são filtrados e aparecem na urina (proteinúria ou albuminúria). Condição mais comum em crianças pequenas, mas pode ocorrer em adultos, principalmente afetados por transtorno autoimune
Tipos de néfrons:
Néfrons corticais: glomérulos nos 2/3 externos do córtex + alças curtas -> penetram apenas em pequena extensão no interior da medula
Néfrons justamedulares: glomérulo no 1/3 interno do córtex + alças longas – penetram profundamente no interior da medula – em direção as papilas renais 
Diferem-se também pelas estruturas vasculares:
Néfrons corticais = capilares peritubulares 
Nefrons justamedular = longas arteríolas eferentes estendem-se para parte externa da medula e então dividem-se em capilares peritubulares especializados = vasa recta- que se estendem para o interior da medula acompanhando paralelamente a alça do néfron -> retornam a região cortical esvaziando-se nas veias corticais 
Determinantes da FG:
Determinada por:
1. Pela soma das forças hidrostáticas e coloidosmóticas da membrana glomerular que fornecem a pressão efetiva de filtração
1. Pelo coeficiente glomerular Kf
Expressa matematicamente, a FG é igual ao produto Kf pela pressão liquida de filtração
FG= Kf x pressão liquida de filtração
A pressão efetiva de filtração soma das forças hidrostáticas e coloidosmoticas que favorecem ou se opõem a filtração pelos capilares glomerulares
Forças incluem:
1. Pressão hidrostática, nos capilares glomerulares(pressão hidrostática glomerular, PG), que promove a filtração
1. Pressão hidrostática na cápsula de Bowman (PB), por fora dos capilares que se opõem a filtração
1. Pressão coloidosmotica das proteínas plasmáticas (pG) que se opõe a filtração
1. Pressão coloidosmótica das proteínas na cápsula de Bowman(pB) que promove a filtração 
Em condições normais, a concentração de proteínas, no filtrado glomerular é tao baixa que a pressão coloidosmotica do líquido, na capsula de Bowman, é considerada nula
FG = Kf x (PG – PB- pG + pB)
 
As forças normais no ser humano são:
1. Forças favoráveis a filtração(mmHg):
Pressão hidrostática glomerular 60
Pressão coloidosmótica na capsula de Bowman 0
1. Forças que se opõem a filtração(mmHg):
Pressão hidrostática na cápsula de Bowman 18
Pressão coloidosmótica nos capilares glomerulares 32
Pressão efetiva de filtração = 60 -18 – 32 = +10mmHg
Kf:
Kf é a medida do produto da condutividade hidráulica da área de superfície dos capilares glomerulares 
Kf = FG / pressão efetiva de filtração
Como a FG para ambos os rins é de 125ml/min/mmHg e a pressão efetiva de filtração é 10mmHg, o Kf é calculado 12,5 ml/min/mmHg. 
Kf expresso para 100g de peso renal, seu valor é 4,2 ml/min/mmHg (400 vezes maior que o resto do corpo)
Fatores que alteram a FG:
O aumento do coeficiente de FG(Kf) eleva A FG
O aumento da pressão hidrostática da cápsula de Bowman(PB), reduz a FG 
1. Ex: precipitação de cálcio ou ácido úrico, que podem formar cálculos, reduz a FG e pode causar hidronefrose e lesar o rim
A pressão coloidosmótica capilar glomerular (pB) aumentada reduz a FG
1. À medida que o sangue passa da arteríola aferente pelos capilares para a arteríola eferente, a concentração de proteínas aumenta cerca de 20%. Por que 1/5 dos líquidos nos capilares são filtrados e as proteínas não.
1. 2 fatores influenciam a pressão coloidosmótica glomerular:
1. Pressão coloidosmótica no plasma arterial: aumento da PC do plasma aumento pB diminui a FG
1. Fração de plasma filtrada pelos capilares glomerulares( fração de filtração): aumento da fração de filtração( por elevar FG ou diminuição fluxo plasmático renal)
1. Diminuição do fluxo plasmático renal aumenta a fração de filtração aumento da pB diminui a FG
1. Alterações no fluxo sanguíneo renal podem influenciar FG, independente de variações da pressão hidrostática glomerular 
A pressão hidrostática capilar glomerular(PG) aumentada eleva a FG
1. A PH capilar glomerular é 60mmHg 
1. A variação no PG servecomo modo primário para regulação fisiológica da FG. Aumento na PG, aumenta a FG e a diminuição da PG reduz a FG
1. A PG é determinada por três variáveis, cada uma sobre controle fisiológico:
1. Pressão arterial(pa):
1. ↑ pa ↑PH ↑FG ( esse efeito é atenuado por mecanismos autorregulatórios que mantem a pressão glomerular relativamente constante nas flutuações de pa)
1. Resistência arteriolar aferente(RA)
1. ↑ resistência arteriolar das arteríolas eferentes ↓ PG ↓ FG
1. Dilatação das arteríolas aferentes ↑ PG ↑FG
1. Resistência arteriolar eferente(RE) 
1. Constrição das arteríolas eferentes↑ resistência ao fluxo de saída dos capilares glomerulares 
1. Esse mecanismo eleva a PG, e enquanto o aumento da resistência eferente não reduzir muito o fluxo sanguíneo renal, a FG se elevará discretamente
1. Constrição arteriolar eferente ↓ fluxo sanguíneo renal, fração de filtração pB aumentam à medida que a resistência arteriolar eferente aumenta 
1. Contrição das AE é grave(mais que três vezes o normal) a elevação da pB excede o aumento na PG, causada pela constrição arteriolar eferente. Quando isso ocorre, a força efetiva de filtração diminui, reduzindo a FG
1. A constrição arteriolar eferente tem efeito bifásico na FG: Em níveis moderados de constrição ocorre leve aumento da FG, mas com maior constrição há queda de FG. A causa primaria para eventual diminuição da FG é a seguinte: conforme a constrição referente se agrava, e concentração de proteínas plasmáticas aumenta, ocorre elevação rápido não linear da pressão coloidosmótica causada pelo efeito Donnan; quanto maior a concentração proteica, mais rapidamente a pressão coloidosmótica se elevará por interação dos íons ligados as proteínas plasmáticas, que também exercem efeito osmótico com as cargas negativas das proteínas plasmáticas
1. Resumo: constrição de arteríolas aferentes reduz a FG. Entretanto, o efeito da constrição arteriolar eferente depende do grau de constrição; constrição eferente moderada eleva a FG, mas constrição eferente grave (aumento na resistência de mais de três vezes) tende a reduzir a FG
Fluxo sanguíneo renal:
Em um homem de 70kg, o fluxo sanguíneo para ambos os rins é de cerca de 1100ml/min, ou 22% do débito cardíaco
Os mecanismos que regulam o fluxo sanguíneo renal são intimamente ligados ao controle da FG e das funções excretoras do rim
Fluxo sanguíneo renal e consumo de oxigênio:
O2 fornecido aos rins excede suas necessidades metabólicas, e a extração arteriovenosa de oxigênio é relativamente baixa, compara com a da maioria dos tecidos 
Grande fração do oxigênio consumido pelos rins está relacionada a alta intensidade de reabsorção ativa do sódio pelos túbulos renais. Caso fluxo sanguíneo renal e a FG sejam reduzidos e menos sódio sejam filtrados, vai ter diminuição da reabsorção de sódio e oxigênio consumido
1. Quanto maior o oxigênio consumido, maior reabsorção de sódio 
O consumo de oxigênio renal varia proporcionalmente a reabsorção de sódio nos túbulos renais, que esta intimamente relacionada a FG e à intensidade do sódio filtrado
Se parar FG reabsorção de Na+ também para consumo de O2 diminui para ¼ 
Determinantes do fluxo sanguíneo renal:
O fluxo sanguíneo renal é determinado pelo gradiente de pressão ao longo da vasculatura renal(diferença entre a pressão hidrostática da artéria renal e na veia renal) divido pela resistência vascular renal total:
A pressão na artéria renal é quase igual à da artéria sistêmica, e a pressão na veia renal é, em média, de 3 a 4 mmHg na maioria das condições.
A maior parte da resistência vascular renal reside em três segmentos principais:
1. Artérias interlobulares
1. Arteríolas aferentes
1. Arteríolas eferentes
1. A resistência é controlada pelo SN simpático, vários hormônios e mecanismos de controle local.
1. Aumento da resistência tende a reduzir o fluxo sanguíneo renal, enquanto a diminuição da resistência aumenta o fluxo sanguíneo renal se as pressões na artéria e veia renal estiverem constantes
Se houver alterações na Pa rins tem mecanismos para manter o fluxo renal e FG constantes em faixa de pressão arterial entre 80 e 170 mmHg chamado de autorregulação 
OBS: O córtex renal recebe a maior parte do fluxo sanguíneo renal, o fluxo para medula é de 1 a 2% do FSR total, e a medula é suprida pela vasa recta.
Controle fisiológico da filtração glomerular e do fluxo sanguíneo renal:
Os determinantes da FG mais variáveis e sujeitos ao controle fisiológico incluem a pressão hidrostática glomerular(PG) e a pressão coloidosmótica capilar glomerular(pB), que são influenciadas pelo SNS, hormônios e autacoides (substâncias vasoativas são liberadas nos rins, agindo localmente) e outros controles por feedback intrínsecos aos rins
Efeitos do SNS:
A ativação do SNS diminui a FG
Todos os vasos sanguíneos( incluindo art. aferentes e eferentes) são ricamente inervados por fibras nervosas simpáticas 
A forte ativação dos nervos simpáticos faz constrição das arteríolas renais diminui fluxo renal diminui FG
A estimulação simpática leve ou moderada tem pouca influência no fluxo renal e na FG
Controle hormonal e autacoide na circulação renal:
Existem hormônios e autacoides que podem influenciar a FG e o FSR:
VASOCONSTRITORES:
1. Norepinefrina e epinefrina:
1. Liberados pela medula adrenal
1. Provocam constrição das arteríolas aferentes e eferentes, causando redução na FG e FSR
1. Pouca influência sobre a hemodinâmica renal, exceto sobre condições extremas como hemorragia grave(que tem hipovolemia)
2. Endotelina:
1. Peptídeo liberado células endoteliais vasculares lesionadas nos rins. Associado a doenças com lesão vascular, como gravidez, insuficiência renal aguda e uremia crônica
1. Vasoconstritor reduz FSR e TFG
1. autacóide, peptídeo liberado por células endoteliais vasculares lesionadas dos rins 
3. Angiotensina II:
1. hormônio circulante ou autacoide produzido localmente, pois é formado nos rins e na circulação
1. tem receptores em quase todos os vasos sanguíneos renais
1. constrição das arteríolas eferentes redução FSR porém aumento da TFG por aumentar a pressão hidrostática glomerular
1. constrição da eferente diminui o fluxo sanguíneo renal retendo sangue no glomérulo aumentando a PH glomerular favorece filtração
1. os vasos sanguíneos pré-glomerulares, especialmente arteríolas eferentes, estão protegidas da constrição pela angiotensina II, associadas a: ativação do sistema renina-angiotensina ,dieta pobre em sódio duradoura e pressão de perfusão renal reduzida devido a estenose da artéria renal 
1. Deve-se considerar que a formação aumentada de angiotensina II, em geral, ocorre em circunstâncias associadas à diminuição da pressão arterial ou de depleção volumétrica tende a diminuir a FG
1. Aumento de angiotensina II com dieta hipossódica ou depleção de volume preserva FG e excreção normal de produtos indesejáveis no metabolismo(ureia e creatinina), que dependem da filtração glomerular
1. Contrição das eferentes(induzida por angio II) aumenta reabsorção tubular de sódio e água ajuda restaurar volume e pressão sanguínea
VASODILATADORES:
1. Óxido nítrico:
1. neutraliza efeito vasoconstritor da angiotensina II 
1. autacoide, que diminui a resistência vascular renal
1. liberado pelo endotélio vascular de todos os capilares do corpo
1. faz a manutenção de vasodilatadores dos rins, pois permite que os rins excretem quantidades normais de sódio e água
1. fármacos inibem síntese e óxido nítrico aumenta resistência vascular renal diminui a FG reduz excreção de sódio, pode causar aumento da pressão sanguínea 
2. Prostaglandinas e bradicininas: 
1. hormônios e autacoides que causam vasodilatação e aumento do FSR e da FG 
1. podem amenizar os efeitos vasoconstritores renais dos nervos simpáticos ou da angiotensina II, especialmente efeitos constritores das arteríolas aferentes
1. podem ajudar evitar reduções excessivas na FG e FSR
Autorregulação do FSR e FG:
Mecanismos de feedback intrínsecos dos rins normalmente mantem o FSR e FG constantes, mesmo com alterações acentuadas da pressãosanguínea renal autorregulação 
Funcionam independentes das influências sistêmicas dos rins perfundidos com sangue removidos do corpo
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 fica autorregulada(relativamente constante), apesar de consideráveis flutuações da pa que ocorrem durante atividades diárias das pessoas.
A diminuição da Pa( 70 a 75mmHg) ou aumento (160 a 180mmHg) alteram a FG por menos de 10%
FG é de cerca de 180L/dia e a reabsorção tubular é de 178,5 /dia, deixando 1,5L/dia para ser excretado na urina
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
1. existem mecanismos adaptativos adicionais nos túbulos renais que os permitem aumentar a intensidade da reabsorção, quando a FG aumenta(balanço glomerulotubular) 
Feedback tubuloglomerular e autorregulação da FG:
Os rins têm um mecanismo de feedback que relaciona as mudanças na concentração de cloreto de sódio na macula densa com controle da resistência arteriolar renal e a autorregulação da FG
Isso permite assegurar o fornecimento relativamente constante de cloreto de sódio ao túbulo distal e ajuda prevenir flutuações espúrias da excreção renal.
Esse feedback autorregula o fluxo sanguíneo renal e em paralelo a FG. O mecanismo pode induzir alterações na FG em resposta a alterações primarias na reabsorção de cloreto de sódio 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
1. mecanismo de feedback arteriolar eferente. Ambos dependem da disposição anatômica especial do complexo justaglomerular
complexo justaglomerular:
1. células da mácula densa na parte inicial do túbulo distal e de células justaglomerulares nas paredes das arteríolas aferentes e eferentes
1. macula densa: grupo de células especializadas no túbulos distais em íntimo contato com as arteríolas aferentes e eferentes. As suas células têm o aparelho de Golgi, organelas secretoras intracelulares, direcionadas para as arteríolas, sugerindo que essas células possam secretar substâncias direcionadas para as arteríolas 
As células da mácula densa detectam alterações do volume que chega ao túbulo distal. 
A queda da FG torna o fluxo na alça do néfron mais lento, causando reabsorção aumentada de sódio e cloreto no ramo ascendente reduzindo a concentração de cloreto de sódio nas células da mácula densa, levando a:
1. Redução da resistência nas arteríolas aferentes( por fatores vasodilatadores) que eleva a pressão hidrostática glomerular, aumentando a FG
1. Aumenta a liberação de renina pelas células justaglomerulas das arteríolas aferentes e eferentes, que são os lugares de maior estocagem de renina, gerando angiotensina II vasoconstrição da arteríola eferente aumento da PH glomerular e aumento da TFG 
Esses dois componentes operam em conjunto, fornecendo sinais de feedback as arteríolas aferentes e eferentes para autorregulação eficiente da FG nas variações de pressão arterial. 
Aumento da PA aumento do FSR e FG aumento de Na e Cl na mácula densa aumento da atividade do cotransporte 1Na/ 1K /2Cl na membrana apical das células da macula densa aumento do influxo intracelular do Na/Cl elevação da concentração intracelular de cloreto em associação com os canais de cloreto na membrana basolateral = despolarização celular com aberturar de canais de cátions, não seletivos influxo de cálcio liberação de agentes parácrinos promovem constrição da arteríola aferente(ATP, adenosina, tromboxano..) aumento da resistência redução do FSR e TFG
Autorregulação miogênica do FSR e FG:
Os vasos sanguíneos respondem a tensão aumentada na parede ou estiramento da parede com concentração do músculo liso vascular 
O estiramento da parede vascular permite movimentos aumentado de íons cálcio do líquido extracelular para o interior das células causando a contração das mesmas
Elevação da resistência vascular ajuda a prevenir um aumento excessivo no FSR e na TGF quando ocorre aumento da PA 
Estiramento da parede abre canais de cátions, não seletivos, sensíveis ao estiramento, presentes na membrana muscular do musculo liso da parede vascular
Influxo celular de cátions despolariza a membrana das células, provocando influxo celular de cálcio por canais de voltagem dependentes
A entrada de cálcio nas células dispara o processo contrátil com redução do diâmetro das arteríolas 
Outros fatores que aumentam o FSR e a FG: alta ingestão proteica e glicose sanguínea elevada
Ingesta rica em proteínas aumenta o FSR e a FG pois promove crescimento dos rins também: aumenta a liberação de aa para o sangue que são reabsorvidos nos túbulos renais proximais como aa e sódio são reabsorvidos juntos pelo túbulos renais proximais a reabsorção aumentada de aa também estimula a reabsorção de sódio com redução de sódio na mácula densa redução da resistência das arteríolas aferentes com aumento do FSR e TFG
Mesma explicação no caso de aumento dos níveis de glicose sanguínea ex: DM- maior volume de urina