Introdução a função renal e filtração glomerular

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Leandro Medeiros – P3B
Introdução a função renal e filtração glomerular
Homeostase do balanço hídrico
Sistema digestivo
Ingestão de alimento e água
Excreção de resíduos alimentares
Sistema respiratório
Obtenção de oxigênio
Sistema circulatório
Recebe nutrientes, água e sais do sistema digestivo
Troca CO2 por O2 via sistema respiratório
Sistema urinário
Troca de água e solutos com o sistema circulatório
Excreção dos excessos de água, sais e excretas
Ganho diário de água
Duas grandes fontes:
Ingestão na forma de líquidos ou água dos alimentos (2100ml/dia)
Síntese no organismo por meio da oxidação de carboidratos (200ml/dia)
Perda diária de água do organismo
Perdas insensíveis
Não são reguladas com precisão
Através da pele difusão através da pele (independentemente da existência de glândulas sudoríparas)
Através do trato respiratório respiração
Perda de líquidos na transpiração
Perda de líquidos nas fezes (pequena quantidade = 100ml/dia)
Perda de líquidos nos rins
Compartimentos de líquidos corporais
Dois compartimentos principais: líquido extracelular e líquido intracelular
O líquido extracelular ainda se divide em líquido intersticial e plasma sanguíneo
Líquido transcelular: outro pequeno compartimento de líquido. Engloba os líquidos dos espaços sinovial, peritoneal, pleural, pericárdico e intraocular, bem como o LCR
Quanto mais velho o indivíduo for = menor porcentagem de peso corporal representada pelos líquidos
Compartimento de líquido intracelular
Constitui cerca de 40% do peso corporal
Compartimento de líquido extracelular
Líquidos situados fora das células
Correspondem aproximadamente 20% do peso corporal total
 Líquido intersticial equivale a mais do que três quartos do líquido extracelular
Plasma (porção líquida não celular do sangue) equivale a quase um quarto do líquido extracelular
Líquido intersticial e plasma se comunicam através de poros nas membranas dos capilares, estando em constante mistura, o que resulta numa constituição semelhante, exceto pelas proteínas
Volemia = volume sanguíneo. 
Importante para o controle da dinâmica cardiovascular
60% do sangue é plasma
40% do sangue é hemácias
Hematócrito = volume globular
Fração do sangue composta por hemácias
Homens = 40%
Mulheres = 36%
Anemia grave ≅ 10%
Policitemia (produção excessiva de hemácias) ≅ 65%
Composição líquida
Composição iônica similar do plasma e do líquido intersticial
Diferença na maior concentração de proteínas do plasma
Concentração de íons com cargas positivas é ligeiramente maior no plasma do que no líquido intersticial devido ao efeito Donnan
Já os íons com carga negativa tendem a apresentar concentração ligeiramente maior no líquido intersticial
Líquido extracelular contém grandes quantidades de sódio e cloreto, razoáveis de bicarbonato e pequenas de potássio, cálcio, magnésio, fosfato e ácidos orgânicos
Rins = principal mecanismo de regulação desse líquido
Essa regulação permite que as células permaneçam continuamente banhadas em um líquido com quantidade adequada de eletrólitos e nutrientes para sua função celular ideal
Composição do líquido intracelular
Contém grandes quantidades de potássio e fosfatos, bem como de proteínas também
Contém pequenas quantidades de sódio e cloreto
Medidas dos volumes líquidos nos compartimentos: princípio indicador-diluição
O volume de um compartimento líquido corporal pode ser mensurado adicionando-se uma substância indicadora, permitindo que se disperse igualmente pelo compartimento e, em seguida, analisando a extensão de sua diluição
Determinação dos volumes de compartimentos de líquidos corporais específicos:
Mensuração da água total do organismo: utiliza-se água radioativa (trítio, ³H2O) ou água pesada (deutério, ²H2O). Também pode se utilizar a antipirina, altamente lipossolúvel, que se difunde rapidamente pelos compartimentos intra e extracelular
Mensuração do volume de líquido extracelular: utiliza-se qualquer substância que se dispersam no plasma e no líquido intersticial, sem que adentrem imediatamente as membranas celulares, como o sódio radioativo, o cloreto radioativo, o iotalamato radioativo, o íon tiossulfato e a inulina
Fala-se frequentemente em espaço do sódio ou espaço da inulina em vez de uma verdadeira mensuração do volume de líquido extracelular, uma vez que algumas substâncias, como o sódio radioativo, podem se difundir para dentro das células em uma pequena quantidade
Cálculo do volume intracelular: não pode ser mensurado de maneira direta, mas calculado da seguinte forma
Mensuração do volume de plasma: usa-se uma substância que não penetre prontamente nas membranas apilares, mas permaneça no sistema vascular após a injeção, como a albumina sérica marcada com iodo radioativo, ou um corante que se ligue avidamente às proteínas plasmáticas, como o corante azul de Evans
Cálculo do volume de líquido intersticial: não pode ser mensurado diretamente, mas calculado do seguinte modo
Mensuração do volume de sangue: deve-se realizar a mensuração do hematócrito e do volume do plasma, a fim de que se possa calcular o volume do sangue (volemia) pela seguinte fórmula
Relação osmótica – princípios básicos da osmose e pressão osmótica
Osmolalidade: a concentração osmolar de uma solução é expressa em osmóis por quilograma de água
Osmolaridade: quando essa mesma concentração osmolar é expressa em osmóis por litro de solução
A maior parte dos cálculos clinicamente utilizados baseia-se em osmolaridades, não em osmolalidade
Osmolaridade dos líquidos corporais
Cerca de 80% da osmolaridade total do líquido intersticial e do plasma se devem aos íons sódio e cloreto, ao passo que no líquido intracelular, quase metade da osmolaridade é atribuída aos íons potássio
Líquidos isotônicos, hipotônicos e hipertônicos
Solução isotônica = não incha nem murcha as células (ex.: solução de cloreto de sódio a 0,9% ou glicose a 5%)
Solução hipotônica = água difundi para dentro da célula, tornando-a tumefeita. Causam inchaço (edema) das células (ex.: solução de cloreto de sódio com concentração menor que 0,9%)
Solução hipertônica = água flui para fora da célula para o líquido extracelular, o que faz a célula murchar (ex.: solução de cloreto de sódio com concentração maior que 0,9%)
Volume e osmolaridade dos líquidos extracelular e intracelular em condições anormais
As alterações dos volumes desses líquidos e os tipos de terapia que devem ser instituídos podem ser calculados tendo-se em mente os seguintes princípios básicos:
A água move-se rapidamente através das membranas celulares
As membranas celulares são quase completamente impermeáveis a muitos solutos, como sódio e cloreto
Efeitos da adição de solução salina ao líquido extracelular:
Solução salina isotônica = osmolaridade desse líquido não se altera, sendo o principal efeito um aumento no volume de líquido extracelular
Solução hipertônica = osmolaridade aumenta e provoca efeito osmótico de saída de água para o compartimento extracelular, com um efeito resultante de aumento no volume extracelular
Solução hipotônica = osmolaridade diminui, de forma que parte da água extracelular se difunda para dentro das células até que os compartimentos intra e extracelular atinjam a mesma osmolaridade
Anormalidades clínicas da regulação do volume de líquidos
Concentração de sódio plasmático
Hiponatremia = concentração abaixo de 142 mEq/L. Uma perda primária de sódio geralmente resulta em desidratação hiponatrêmica e está associada à diminuição do volume do LEC
Causas: diarreia, vômito, uso abusivo de diuréticos, doença de Addison
Também pode estar associada à retenção excessiva de água, a qual dilui o sódio do líquido extracelular, condição conhecida como hiperidratação hiponatrêmica (ex.: secreção excessiva do hormônio antidiurético – ADH, que aumenta a reabsorção de água nos túbulos renais)
Hiponatremia causa edema celular, causando efeitos profundos nas funções de tecidos e órgãos, especialmente no encéfalo, resultando em cefaleia, náuseas, letargia e desorientação. Caso a concentração plasmática de sódio caia para menos que 115a 120 mEq/L, o edema pode levar a convulsões, coma, lesão cerebral permanente e morte
Hipernatremia = concentração de sódio acima de 142mEq/L. Causa aumento da osmolaridade, e pode ocorrer pela perda de água do LEC ou excesso de sódio. A perda primária de água do LEC resulta em desidratação hipernatrêmica
Causas: incapacidade de secretar ADH (com isso, rins excretam grandes quantidades de urina diluída – diabetes insípido central, gerando desidratação e aumento de cloreto de sódio no LEC), desidratação (causa mais comum, associada a sudorese prolongada durante exercícios duradouros e extenuantes)
Também pode ocorrer quando se adiciona excessivamente cloreto de sódio ao LEC, resultando em hiperidratação hipernatrêmica devido ao excesso de cloreto de sódio no LEC também está associado a algum grau de retenção de água nos rins
Aldosterona = a secreção excessiva desse hormônio pode causar grau discreto de hipernatremia e hiperidratação
Hipernatremia torna as células murchas, e sintomas graves geralmente ocorrem somente com aumentos rápidos e expressivos da concentração de sódio acima de 158 a 160 mEq/L
Provoca sede intensa e estimula a secreção de ADH, evitando o aumento exacerbado de sódio plasmático e do LEC
Pode ocorrer em pacientes com lesões hipotalâmicas que prejudicam a sensação de sede
Edema
Refere-se a presença de líquido excessivo nos tecidos do organismo
Edema intracelular
Três condições são propensas a causa-lo: hiponatremia, depressão dos sistemas metabólicos dos tecidos e nutrição celular inadequada
Pode ocorrer também em tecidos inflamados que, geralmente, aumentam a permeabilidade da membrana celular, permitindo a entrada de Na+ e outros íons na célula, com subsequente entrada de água por osmose
Edema extracelular
Excesso de líquido nos espaços extracelulares, tendo como as duas causas gerais: extravasamento anormal de líquido do plasma aos espaços intersticiais por meio dos capilares e incapacidade do sistema linfático de remover o líquido do interstício, devolvendo-o para o sangue, geralmente denominada linfedema
Fatores que podem aumentar a filtração capilar
Aumento do coeficiente de filtração capilar
Elevação da pressão hidrostática capilar
Redução da pressão coloidosmótica do plasma
Linfedema
Falência de vasos linfáticos em retornar líquido e proteína para o sangue
Ocorre devido ao bloqueio ou perda dos vasos linfáticos
Também pode ocorrer em pessoas que tem certos tipos de câncer ou após cirurgia, onde os vasos linfáticos são removidos ou obstruídos
Umas das mais graves e comuns causas de edema é a insuficiência cardíaca
Doenças renais que comprometem a excreção urinária de sal e água resultam na retenção de grande parte da água e do NaCl no líquido extracelular
Tem como efeitos principais o grande aumento do volume do líquido intersticial (edema extracelular) e hipertensão, devido ao aumento do volume sanguíneo
Principais funções dos rins
Regulação da osmolaridade
Regulação do volume do líquido extracelular e da pressão sanguínea
Eliminação de produtos metabólicos
Eliminação de substâncias estranhas
Manutenção do equilíbrio iônico
Regulação do pH
Excreção de resíduos
Produção de hormônios
EPO
Calcitriol
Renina
Gliconeogênese
Topografia e anatomia
Córtex renal: região mais externa
Medula renal: região mais interna possui 8 a 10 pirâmides
A Phidrostática glomerular é 60mmHg (rápida filtração) enquanto a peritubular é de 13mmHg (rápida reabsorção)
Néfron
Unidade funcional renal
Menor estrutura capaz de realizar todas as funções de um órgão
80% são néfrons cortical
Glomérulos situados na zona cortical externa
Possuem alças de Henle curtas
20% são néfrons justamedulares
Glomérulos mais profundos no córtex renal, perto da medula
Têm longas alças de Henle
Vascularização
Fluxo sanguíneo
Corresponde normalmente a 22% do débito cardíaco ou 1100mL/min
Longas arteríolas eferentes vão do glomérulo para região externa medular chamadas vasas recta que vão para interior da medula
Micção
Processo pelo qual a bexiga se esvazia quando fica cheia
Envolve duas etapas principais
Primeira, a bexiga se enche progressivamente até que a tensão na sua parede atinja nível limiar
Segunda, que é um reflexo nervoso chamado reflexo da micção, que esvazia a bexiga ou, se isso falhar, ao menos causa um desejo consciente de urinar
Inervação da micção
Nervos pélvicos
Conectam à medula espinal pelo plexo sacro
Se ligam aos segmentos medulares S2 e S3
Contêm fibras sensoriais (grau de distensão da uretra posterior) e motoras (fibras parassimpáticas)
Pequenos nervos pós-ganglionares inervam o músculo detrusor
Nervo pudendo
Fibras motoras esqueléticas
Inervam e controlam o esfíncter externo da bexiga
São fibras somáticas
Nervos hipogástricos
Inervação simpática (inibe o detrusor-β3)
Conectados em sua maioria com o segmento L2 da medula espinal
Estimulam principalmente os vasos sanguíneos
Têm pouca relação com a contração vesical
Refluxo vesicouretral 
Consiste na incapacidade da parede da bexiga de ocluir o ureter durante a micção
Ureter pequeno contração da bexiga empurra urina de volta ao ureter aumento do calibre dos ureteres e hipertensão nos cálices
Reflexo ureterorrenal
Ureter obstruído constrições reflexas intensas dor muito forte constrições das arteríolas renais reduz o volume de urina produzido pelos rins
Enchimento da bexiga e tônus vesical
Receptores estirado aumento dos impulsos se o ureter tem urina sinais aferentes pelo nervo pélvico e as eferências pelo parassimpático
Facilitação ou inibição miccional
Centros cerebrais
Centros facilitadores e inibitórios no tronco cerebral, localizados principalmente na ponte
Centros localizados no córtex cerebral, podendo ser inibitórios (maioria), mas podem ser excitatórios
Centros superiores normalmente exercem o controle final da micção
Os centros superiores mantêm o reflexo da micção parcialmente inibido, exceto quando se tem vontade de urinar
Os centros superiores podem evitar a micção, até mesmo quando o reflexo da micção está presente, pela contração tônica do esfíncter vesical externo, até o momento conveniente para o esvaziamento
No momento da micção, os centros corticais podem auxiliar os centros sacrais a iniciar o reflexo de micção e, ao mesmo tempo, inibir o esfíncter vesical externo, de modo que a micção ocorra
Bexiga atônica e incontinência por destruição das fibras sensoriais
Pessoa perde o controle vesical devido à destruição de fibras sensoriais da bexiga para a medula espinal
Causa comum de bexiga atônica é a lesão por esmagamento na região sacral da medula espinal (bexiga tabética)
Sífilis fibrose e destruição das fibras nervosas da raiz dorsal (tabes dorsalis)
Perda sobre enchimento esvazia apenas ao máximo de enchimento (incontinência de super-enchimento)
Bexiga automática pela lesão da medula espinal acima da região sacral
Ocorrência de reflexo miccional
Choque espinhal suprime micção aumento da resposta miccional se esvaziada por cateter (regularidade) e retorno do reflexo
Bexiga neurogênica não inibida causada pela perda dos sinais inibitórios do cérebro
Lesão parcial da medula espinal ou do tronco cerebral
Interrompe sinais inibitórios impulsos facilitadores passam pela medula espinal excitam centros sacrais reflexo de micção
Formação da urina
Excreção de diferentes substâncias na urina representam a soma de três processos renais
Filtração glomerular
Reabsorção de substâncias dos túbulos renais para o sangue
Secreção de substâncias do sangue para os túbulos renais
A formação de urina inicia-se com grande quantidade de líquido, praticamente sem proteínas, é filtrada dos capilares glomerulares para o interior da cápsula de Bowmann
Maior parte das substâncias, exceto as proteínas, é livremente filtrada
Depuração renal de quatro substâncias hipotéticas
Se há um aumento de 10% na filtração glomerular (de 180 L/dia para 198 L/dia) poderia resultar num aumento do volume urinário de 1,5 L/dia para 19,5 L/dia, se a reabsorção permanecer constante
FG depende de
Forças hidrostáticas e coloidosmóticas pressão efetivaCoeficiente de filtração capilar (Kf)
Permeabilidade vs área de filtração capilar
FG = 125 mL/min (180 L/dia)
Fração de filtração = 20% do plasma é filtrado
· FF = FG/FPR
Aumento do Kf resulta num aumento da FG, onde
Hipertensão e diabetes = queda do Kf (devido ao espessamento mebranar)
Aumento da Phidrostática Bowman (~18mmHg) resulta na diminuição da FG
Aumento da PHG pode aumentar ou diminuir a FG
PHG determinada por
PA
Resistência arteriolar aferente
Resistência arteriolar eferente
Filtrabilidade: inversamente proporcional ao tamanho MPcapilar (mais espessa/mais porosa) filtra intensamente
Perda da negatividade da membrana basal podem resultar em nefropatia com alteração mínina, que ocasiona em proteinúria (albumina)
Controle da micção
Sistema Nervoso Autônomo Simpático atua reduzindo a FG em situações especiais
Defesa, isquemia cerebral ou hemorragia grave
Noradrenalina e adrenalina
Nos receptores alfa1 das arteríolas aferentes, causam redução do fluxo sanguíneo renal (FSR) e da taxa de filtração glomerular (TFG)
Baixa concentração de dopamina = protetor em baixa perfusão
Dilata arteríolas cerebrais, coronárias e renais
Contrai os músculos esqueléticos e pele
Angiotensina II 
Aumenta a PHG
Reduz o fluxo sanguíneo renal 
Óxido nítrico
Reduz a resistência vascular renal (aferente), o que aumenta a FG
Hipertensos tem níveis baixos de NO, resultando em destruição tecidual e, por consequência, aumento da PA
Autorregulação da FG e FSR
Realizada pela variação da resistência vascular renal
Variação da PA (75 a 160mmHg) alteram em 10% a FG
Realizada pela arteríola aferente e não SNA
Mácula densa
Detectam variação da volemia
Variação da concentração de Na+ faz com que a mácula densa mantenha a concentração de NaCl adequadas no túbulo distal secreção de renina, adenosina, ATP, tromboxano