Características Gerais do Sistema Renal e Função Glomerularar

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CARACTERÍSTICAS GERAIS DO SISTEMA RENAL E FUNÇÃO GLOMERULAR
FUNÇÕES DO RIM
Manutenção do meio interno através de:
· Regulação do balanço de água e íons (Na+, Cl-, H+, HCO3+, Ca2+, K+, Mg2+)
· Regulação do equilíbrio hidrossalino
· Regulação da pressão arterial (a longo prazo) – regulação da excreção implica em regulação da volemia
· Regulação do equilíbrio ácido–básico (pH sanguíneo)
· Secreção de hormônios 
· Calcitriol – atua na reabsorção (ou não) de cálcio 
· Renina – hormônio liberado no sangue com atividade enzimática, atuando de modo a quebrar o angiotensinogênio; 
· Eritropoietina – atua na medula óssea e estimula à produção de hemácias a partir de células da linhagem eritroblástica)
· Excreção de catabólitos e xenobióticos
· Xenobióticos = metabólito de algo que foi produzido no corpo e que não seria produzido normalmente (ex.: medicamentos)
· Gliconeogênese (em jejum prolongado - produção de glicose a partir de produtos diferentes de carboidratos)
· Via de emergência (ativada em jejum prolongado)
· Prioridade: manutenção da glicemia (ex.: pacientes com câncer perdem muita massa muscular para manter a glicemia, já que o cérebro necessita de glicose para produzir energia)
· Além dos rins, fígado (mais importante) e intestino realizam esse processo
Monitoramento da Composição Sanguínea
 Os rins recebem 20% do débito cardíaco (~ 1L/min de sangue direcionado aos rins)
· O rim não é muito grande e nem tem muito metabolismo, mas a porcentagem considerável do total do debito cardíaco se justifica pela sua função 
· Rim recebe muito sangue para tentar evitar variações muito intensas da composição sanguínea (e não porque precisa de muito O2 ou nutrientes)
· Tentativa de manter o balanço de água, íons 
· Controle da reabsorção → controle da excreção (menor reabsorção – maior excreção)
Órgãos responsáveis pela manutenção da homeostasia:
Pele (troca de agua e íons), pulmões (troca gasosa), sistema digestivo (troca de nutrientes), rins (destaque: excreção)
FILTRAÇÃO 
O rim é o grande responsável pela excreção (grande parte dos produtos do metabolismo são excretados via renal)
Rim: filtração do plasma, ou seja, da parte liquida do sangue
· Substâncias apolares devem se tornar mais polares para poderem ficar diluídas na agua e sofrer filtração e excreção pelo rim
· Os processos que ocorrem no fígado são os principais responsáveis por tornar as substancias mais polares (CONJUGAÇÃO –moléculas apolares são conjugadas a outras polares para conseguir ficar na água do plasma)
Equilíbrio Hidroeletrolítico:
Equilíbrio entre a ingestão e a perda de água
Em linhas gerais, com a diminuição da ingestão de água, a perda – urina - também será reduzida. O contrário também é válido (agua = diurético)
· Perda de água: aumento da osmolaridade sanguínea (maior [íons] no sangue) – essa alteração é sentida pelo hipotálamo, que promove a liberação de ADH (hormônio antidiurético – aumento da reabsorção, ou seja, menos urina) e de fatores que dão sensação de sede
Obs.: hipotálamo – grande regulador, com destaque para sede (+ fome, saciedade, osmolaridade sanguínea, etc.)
ANATOMIA
a) Rim: são dois, localizados logo abaixo do diafragma
· Posição privilegiada: inicio da aorta abdominal muito perfundido (em proporção a sua massa, é muito mais perfundido que o necessário para o seu metabolismo – fornecimento de sangue não apenas para nutrir o rim, mas também para que ele monitore a composição sanguínea) 
b) Néfron:
Estrutura funcional do rim; formado por várias células diferentes (funções distintas)
· Forma glomérulos, alça de Henle, túbulo contorcido (proximal e distal), cápsula de Bowman, ducto coletor
2 tipos de néfron: 
· Néfron cortical: alça de Henle curta – não alcança toda a medula renal
· Néfrons justamedulares: alça de Henle longa – alcançam o final da medula renal; responsáveis pela concentração e diluição urinarias
c) Vasos sanguíneos renais: 
· Arteríolas aferentes: fornecem sangue para a estrutura funcional do rim, o néfron; são as reais responsáveis pela perfusão renal 
· Capilares glomerulares: localizados dentro da capsula de Bowman (capsula de tecido conjuntivo que não deixa escapar liquido); fenestrados (presença de espaços entre uma célula e outra – reais responsáveis pela filtração, ou seja, pela seleção por tamanho); localizados entre uma arteríola e outra (EXCEÇÃO) – ou seja, tem músculo liso, em grande quantidade, antes e depois dos capilares
Arteríolas aferentes: chegam nos capilares glomerulares
Arteríolas eferentes: saem dos capilares glomerulares, em direção ao sangue; originam os capilares peritubulares
· Nem tudo é filtrado; uma parte retorna ao sangue através das arteríolas eferentes 
· Muito do que foi filtrado (ou seja, que entrou no túbulo contorcido) vai sair, sendo reabsorvido – presença de transportadores específicos nas células tubulares que promovem o retorno ao interstício. Ou seja, muito do que foi filtrado voltará a fazer parte do sangue nos capilares peritubulares 
· REABSORÇÃO SELETIVA
· Muito sangue passa (~ 1L/min); disso, 20% é filtrado (filtração de 180L de plasma/dia) – boa parte do que foi filtrado vai retornar ao sangue, não compondo a urina. Desse modo, há poucas alterações na composição sanguínea 
· Túbulo proximal: recebe o filtrado, o que extravasar dos capilares glomerularesTúbulo proximal, alça de Henle, túbulo distal e ducto coletor: transporte do filtrado para o interstício – REABSORÇÃO
· Necessidade de transportador
· O que não passar/sobrar vai para o túbulo distal – praticamente já é a urina
· Ducto coletor 
· Retirada de um pouco de água, reabsorção de um pouco de ureia 
· Urina = o que for do ducto coletor até o ureter
· Bexiga: apenas armazena a urina (sem modificação da sua composição)
1. Capsula de Bowman
2. Glomérulo
3. Arteríola Aferente
4. Arteríola Eferente
5. Túbulo Contorcido Proximal
6. Túbulo Contorcido Distal
7. Ducto Coletor Cortical
8. Alça de Henle Fina
9. Vasos Retos (capilares peritubulares)
Capilares Peritubulares
Ducto Coletor Medular
Para que haja filtração, é necessário que haja alguma força 
· Papel da pressão
· Para que haja pressão para filtrar, é necessário que haja pressão nos capilares glomerulares 
Artéria Renal: pressão média de 100 mmHg (~ pressão na aorta)
Arteríola aferente: queda da pressão 
· Grande numero de ramificações - área total das arteríolas é superior a da artéria renal
· Grande quantidade de músculo liso – vasodilatação e vasoconstricção (variação da pressão)
Capilares glomerulares: pressão média em torno de 40 mmHg
· Capilar de filtração, não de troca: pressão muito maior quando comparada a ouros capilares
· Obs.: capilares sistêmicos tem apenas 5 mmHg
Arteríolas eferentes: queda ainda maior da pressão
· Redução do volume de sangue – redução da pressão interna
· Grande quantidade de músculo liso – vasodilatação e vasoconstricção (variação da pressão)
Capilares peritubulares: 
· Pressão mais baixa que a dos capilares de troca
O fato das arteríolas terem muito liquido altera a pressão nos capilares glomerulares (mesmo que o capilar não apresente músculo liso)
· Vasoconstricção das arteríolas aferentes = redução de liquido nos capilares glomerulares (sangue é represado antes) – queda da pressão 
· Vasoconstricção das arteríolas eferentes = acúmulo de liquido nos capilares glomerulares – aumento da pressão 
PROCESSOS DE MANIPULAÇÃO DO PLASMA: 
a) Filtração 
· Processo seletivo - seleção de moléculas por tamanho
· Grande intensidade (filtração de 180L plasma/dia, ou seja, 60x a quantidade de plasma circulante) – visa prevenir alterações da composição sanguínea 
b) Reabsorção 
· Processo seletivo de transporte de agua, íons, glicose, aminoácidos (pequenas moléculas que foram filtradas) – necessidade de uma proteína especifica que reconheça e deixe passar pela célula tubular (ou seja, passar pela membrana apical, pela célula tubular e pela membrana basal)
· Transporte do lúmen tubular para o interstício – retorno ao sangue
· Interstício = espaço entre o lúmen tubular e o vaso
· Grandeintensidade: eliminação de apenas 1,5L de urina (ou seja, reabsorve 178,5L)
· 70% de toda a reabsorção ocorre no túbulo contorcido proximal (~ 125L) – grande gasto de energia
c) Secreção 
· Proteínas especificas transportados 
· Processo inverso à reabsorção, porém de menor intensidade: aquilo que não foi filtrado, passou no sangue e extravasar para o interstício – parte pode ser transportado do interstício e adicionado ao filtrado
· Acréscimo de algo ao filtrado - adição de toxina, ácidos, potássio (fazem mal se aumentarem na corrente sanguínea) na urina
O líquido que está passando para ser filtrado chega através da arteríola aferente; uma parte extravasa, a outra continua. Ou seja, nunca a filtração será de 100% – filtração parcial (~ 20%)
Além disso, nenhuma substância é 100% excretada, sempre há escape.
1. Substância parcialmente filtrada e totalmente secretada (95%) – substância totalmente excretada (o que sobra no sangue é desprezível)
Ex.: catabólitos e xenobióticos; destaque: ácido paraminohipúrico - PAH
2. Substância parcialmente filtrada e parcialmente reabsorvida – substância parcialmente excretada - menor concentração de excreção quando comparada à plasmática 
 Ex.: água e íons; destaque: sódio (a excreção de sódio na urina é inferior à sua concentração no plasma)
3. Substância parcialmente filtrada e totalmente reabsorvida - sem excreção: não se apresenta na urina 
Ex.: glicose, aminoácidos
ATENÇÃO! Diabetes não compensada, hiperglicemia – presença de glicose acima da capacidade dos transportadores – proteínas especificas (todos os transportadores estão funcionando, mas tem mais glicose)
Resultado: glicosúria (excreção de glicose na urina)
Filtração:
Fatores determinantes:
· Permeabilidade seletiva da membrana (Kf) – características da membrana de filtração (os capilares podem ser mais ou menos permeáveis)
· Kf (constante de filtração) - depende da condutibilidade hidráulica do capilar; alterada por condições patológicas 
· Valor estimado: 12,5 ml/min x mmHg
· Superfície disponível (ex.: retirada de um rim – perda de superfície → alteração do Kf)
· Poro para filtrar (ex.: doença autoimune – anticorpos podem entupir as fenestras)
· Pressão efetiva de filtração (PEF) (diferença entra as pressões no glomérulo e no espaço de Bowman); equivale a 10 mmHg
(Taxa de Filtração Glomerular= 125ml/min; Kf = 12,5 ml/min; PEF = 10 mmHg)Filtração Glomerular (F.G.) = Kf x PEF
Características da Membrana de Filtração
· Membrana basal extremamente negativa
· Pedicélios: prolongamentos dos podócitos da capsula de Bowman; presença de espaços (fendas) entre os pedicélios, por entre os quais o filtrado passa
· As fenestras são muito menores que as hemácias – filtração apenas de água, íons e pequenas moléculas (o que limita a filtração é o tamanho das moléculas – passagem de moléculas de até 4,4nm)
· Moléculas entre 1,8nm e 4,4nm – depende da carga (membrana basal extremamente negativa, ou seja, quanto mais negativa a carga de uma molécula, mais difícil sua filtração): 
· Moléculas com menos de 1,8nm – filtradas independente da carga
· Percurso de Filtração: fenestras endoteliais → membrana basal → fenda entre os pedicélios → túbulo proximal
Forças que determinam a PEF:
São as mesmas forcas que atuam na microcirculação (forças de Starling)
a) Pressão Hidrostática do Capilar (60 mmHg): no sentido de a água sair do capilar
· Força que a fração liquida do sangue exerce sobre a parede do capilar
· Tende a ser maior que a pressão hidrostática da capsula 
b) Pressão Hidrostática da Cápsula (18 mmHg): no sentido de voltar a água 
· Como o que sai vai pelo túbulo proximal, resta muito menos água no espaço da capsula quando comparada ao sangue → pressão hidrostática da cápsula tende a ser menor que a pressão hidrostática do capilar
c) Pressão Oncótica do Capilar (plasma) (32 mmHg): pressão que proteínas exercem, no sentido de reter liquido no capilar
d) Pressão Oncótica da Cápsula: pressão que proteínas exercem, no sentido de reter liquido na cápsula 
· Tende a zero: fenestras não deixam passar proteínas
e) Pressão Osmótica do Capilar: pressão que íons exercem, no sentido de reter liquido no capilar
f) Pressão Osmótica (íons) da Capsula : pressão que íons exercem, no sentido de reter liquido na cápsula
Pressões osmóticas se anulam (mesma intensidade, sentido contrário): íons passam livremente (fenestras muito grandes quando comparadas ao tamanho dos íons)
Ou seja, sobra para PEF (pressão efetiva de filtração): pressão hidrostática do capilar (favorável a filtração); pressão hidrostática da cápsula, pressão oncótica do capilar (contrárias à filtração): 60 – (32 + 18) = 10 mmHg
A filtração ocorre ao longo dos capilares glomerulares
· Muita passagem de água e pequenas moléculas para o filtrado (extravasamento) → concentração de proteínas grandes e células ao longo do capilar glomerular → aumento da pressão oncótica (contrária a filtração)
· PEF maior no inicio do capilar glomerular X PEF menor no final do capilar (intensificação da pressão oncótica)
· Redução progressiva da PEF ao longo de todo o leito capilar
Regulação da Taxa de Filtração Glomerular
I. Intrínsecos (dependem apenas do rim): mecanismo miogênico, mecanismo túbulo - glomerular, células mesangiais 
a) Mecanismo Miogênico
· Arteríolas mantêm-se, normalmente, mais próximas do estado de vasodilatação máxima; camada importante de musculo liso
· Resposta miogênica mais atuante frente a aumento de pressão
· Resposta típica do musculo liso arteriolar devido ao aumento de pressão 
· Aumento do fluxo renal → distensão → aumento de tensão → abertura de canais de Ca2+ → contração → diminuição do diâmetro arteriolar → redução do ritmo de filtração glomerular (RFG)
· Se a pressão da arteríola diminuir, o RFG diminui para preservar o volume plasmático 
· Arteríolas: já estão próximas do máximo de dilatação; se chegar menos sangue, não tem como dilatar mais pra tentar aumentar o fluxo
b) Mecanismo Túbulo - Glomerular
Substâncias secretadas pelo túbulo agem no glomérulo
· Aumento de RFG → aumento do fluxo de filtrado no túbulo distal → distensão do túbulo distal, que pressiona a macula densa → mácula densa secreta substâncias que vão promover vasoconstricção das arteríolas eferentes → menos fluxo de sangue → redução da filtração glomerular 
· Resumo: quando a mácula densa é distendida porque passou mais fluxo no túbulo distal, secreta substancias que promovem redução da RFG
c) Células Mesangiais:
· São células presentes entre os capilares glomerulares; células contrateis, com actina e miosina
· Aumento da filtração (extravasamento de plasma) → aumento do liquido → contração das células mesangiais → pressão sobre as células endoteliais → fechamento/restrição de parte dos capilares → redução da área do capilar → redução da filtração 
ATENÇÃO! Os três mecanismos intrínsecos têm como objetivo diminuir a filtração glomerular, ou seja, para evitar perdas desnecessárias de íons na urina.
II. Extrínsecos (papel do SNAS, além dos rins)
Influência do SNAS
· Inervação das arteríolas aferentes e eferentes – maior ação sobre as eferentes (mais receptores ∂)
· Influência proporcional à queda de PA
· Liberação de renina para formação de angiotensina II – influência sobre o tônus das arteríolas aferentes e eferentes
Tônus simpático normal – aumento da filtração (inervação das arteríolas eferentes)
· Muita noradrenalina
· Noradrenalina nos rins: atuação sobre receptores ∂ das arteríolas eferentes, promovendo aumento da filtração 
X
Tônus simpático aumentado (situação de luta ou fuga): muita noradrenalina e adrenalina → vasoconstricção muito intensa da arteríola eferente → inibição da filtração → conservação da volemia (podendo gerar anúria – zerar filtração)
· Altas concentrações de adrenalina: capaz de agir sobre receptores ß; altas concentrações de noradrenalina: capaz de agir sobre receptores ∂
· Adrenalina nos rins: atuação sobre receptores ß das arteríolas eferentes
· Simpático: sinaliza perigo, situação na qual não é perspicaz gerar urina
SistemaRenina-Angiotensina
Liberação de renina na circulação sanguínea , pelas células do aparelho justaglomerular, quando diminui perfusão sanguínea no rim
· Substrato: angiotensinogênio (peptídeo produzido pelo fígado e liberado no sangue) – quebrado em angiotensina I
· Angiotensina I é liberada no sangue e, quando passa nos capilares pulmonares, sofre ação da ECA, sendo convertida em angiotensina II
· Angiotensina II
· Aumento da filtração
· Estímulo à secreção de aldosterona pela glândula adrenal: atua no túbulo distal, aumentando reabsorção de sódio. Junto com o sódio, vem agua, aumentando a volemia
· Hipotálamo: aumento da sede
· Vasoconstricção periférica: aumenta da pressão arterial
Variação da TFG na Alteração da PA
PA média: 100 mmHg; nessa situação, a taxa de filtração glomerular está no máximo que é considerado normal, ou seja, 125 mmHg – não aumenta além disso
Mecanismos de autocontrole de filtração: muito eficientes em situações de alta pressão arterial (nessa situação, há manutenção da filtração)
· Aumento da PA → aumento da pressão hidrostática: deveria aumentar a filtração, mas isso não ocorre devido à eficiência dos mecanismos de controle
· Sem alteração da taxa de filtração glomerular se aumentar a pressão arterial X redução da pressão arterial média se diminuir a pressão arterial
· Rápida regulação para aumentar a excreção de urina, reduzindo a pressão arterial (aumento do fluxo urinário, eliminação do excesso de liquido na urina) – função: evitar alteração da composição do sangue
Baixa pressão – incapacidade de ajustar. Mecanismos não funcionam porque é mais importante manter a volemia (não seria inteligente reduzir a filtração)
· Sem mecanismos intrínsecos, apenas extrínsecos (SNAS e angiotensina II)
· Não é possível reduzir muito a diurese, só até 1,5L (diurese normal)
Fluxo Urinário