APG 16

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APG 16
NEFROLITÍASE
1. Revisar a morofofisiologia renal
2. Compreender a nefrolitíase – epidemio, etiologia, fatores de risco, fisiopatologia, manifestações clínicas, diagnóstico e tratamento
RIM
Os rins desempenham a principal função do sistema urinário. As outras partes do sistema são essencialmente vias de passagem e áreas de armazenamento. As funções dos rins incluem:
•Regulação da composição iônica do sangue. Os rins ajudam a regular os níveis sanguíneos de vários íons, sendo que os mais importantes são os íons sódio (Na+), potássio (K+), cálcio (Ca2+), cloreto (Cl–) e fosfato (HPO42–)
•Regulação do pH do sangue. Os rins excretam uma quantidade variável de íons hidrogênio (H+) para a urina e preservam os íons bicarbonato (HCO3–), que são um importante tampão do H+ no sangue. Ambas as atividades ajudam a regular o pH do sangue
•Regulação do volume de sangue. Os rins ajustam o volume do sangue por meio da conservação ou eliminação de água na urina. O aumento do volume de sangue eleva a pressão arterial, enquanto a diminuição do volume de sangue reduz a pressão arterial
•Regulação da pressão arterial. Os rins também ajudam a regular a pressão arterial por meio da secreção da enzima renina, que ativa o sistema renina-angiotensina-aldosterona (ver Figura 18.16). O aumento da renina provoca elevação da pressão arterial
•Manutenção da osmolaridade do sangue. Ao regular separadamente a perda de água e a perda de solutos na urina, os rins mantêm uma osmolaridade do sangue relativamente constante de aproximadamente 300 miliosmóis por litro (mOsm/ℓ)*
•Produção de hormônios. Os rins produzem dois hormônios. O calcitriol, a forma ativa da vitamina D, ajuda a regular a homeostasia do cálcio (ver Figura 18.14), e a eritropoetina estimula a produção de eritrócitos (ver Figura 19.5)
•Regulação do nível sanguíneo de glicose. Tal como o fígado, os rins podem utilizar o aminoácido glutamina na gliconeogênese, a síntese de novas moléculas de glicose. Eles podem então liberar glicose no sangue para ajudar a manter um nível normal de glicemia
•Excreção de escórias metabólicas e substâncias estranhas. Por meio da formação de urina, os rins ajudam a excretar escórias metabólicas – substâncias que não têm função útil no corpo. Algumas escórias metabólicas excretadas na urina resultam de reações metabólicas no organismo. Estes incluem amônia e ureia resultantes da desaminação dos aminoácidos; bilirrubina proveniente do catabolismo da hemoglobina; creatinina resultante da clivagem do fosfato de creatina nas fibras musculares e ácido úrico originado do catabolismo de ácidos nucleicos. Outras escórias metabólicas excretadas na urina são as substâncias estranhas da dieta, como fármacos e toxinas ambientais.
ANATOMIA E HISTOLOGIA DOS RINS
Os rins são um par de órgãos avermelhados em forma de feijão, localizados logo acima da cintura, entre o peritônio e a parede posterior do abdome. Por causa de sua posição posterior ao peritônio da cavidade abdominal, são considerados retroperitoneais (Figura 26.2). Os rins estão localizados entre os níveis das últimas vértebras torácicas e a terceira vértebra lombar (L III), uma posição em que estão parcialmente protegidos pelas costelas XI e XII. Se estas costelas inferiores forem fraturadas, podem perfurar os rins e causar danos significativos, potencialmente fatais. O rim direito está discretamente mais baixo do que o esquerdo (ver Figura 26.1), porque o fígado ocupa um espaço considerável no lado direito superior ao rim.
Anatomia externa dos rins
Um rim adulto normal tem 10 a 12 cm de comprimento, 5 a 7 cm de largura e 3 cm de espessura – aproximadamente do tamanho de um sabonete comum – e tem massa de 135 a 150 g. A margem medial côncava de cada rim está voltada para a coluna vertebral (ver Figura 26.1). Perto do centro da margem côncava está um recorte chamado hilo renal (ver Figura 26.3), através do qual o ureter emerge do rim, juntamente com os vasos sanguíneos, vasos linfáticos e nervos.
Três camadas de tecido circundam cada rim (Figura 26.2). A camada mais profunda, a cápsula fibrosa, é uma lâmina lisa e transparente de tecido conjuntivo denso não modelado que é contínuo com o revestimento externo do ureter. Ela serve como uma barreira contra traumatismos e ajuda a manter a forma do rim. A camada intermediária, a cápsula adiposa, é uma massa de tecido adiposo que circunda a cápsula fibrosa. Ela também protege o rim de traumas e ancora-o firmemente na sua posição na cavidade abdominal. A camada superficial, a fáscia renal, é outra camada fina de tecido conjuntivo denso não modelado que ancora o rim às estruturas vizinhas e à parede abdominal. Na face anterior dos rins, a fáscia renal localiza-se profundamente ao peritônio.
Anatomia interna dos rins
Um corte frontal através do rim revela duas regiões distintas: uma região vermelha clara superficial chamada córtex renal e uma região interna mais escura castanha-avermelhada chamada medula renal (Figura 26.3). A medula renal consiste em várias pirâmides renais em forma de cone. A base (extremidade mais larga) de cada pirâmide está voltada para o córtex renal, e seu ápice (extremidade mais estreita), chamado papila renal, está voltado para o hilo renal. O córtex renal é a área de textura fina que se estende da cápsula fibrosa às bases das pirâmides renais e nos espaços entre elas. Ela é dividida em uma zona cortical externa e uma zona justamedular interna. As partes do córtex renal que se estendem entre as pirâmides renais são chamadas colunas renais.
Juntos, o córtex renal e as pirâmides renais da medula renal constituem o parênquima, ou porção funcional do rim. No interior do parênquima estão as unidades funcionais dos rins – aproximadamente 1 milhão de estruturas microscópicas chamadas néfrons. O filtrado formado pelos néfrons é drenado para grandes ductos coletores, que se estendem através da papila renal das pirâmides. Os ductos coletores drenam para estruturas em forma de taça chamadas cálices renais maiores e cálices renais menores. Cada rim tem de 8 a 18 cálices renais menores e 2 ou 3 cálices renais maiores. Um cálice renal menor recebe urina dos ductos coletores de uma papila renal e a carreia para um cálice renal maior. Uma vez que o filtrado entra nos cálices, torna-se urina, porque não pode mais ocorrer reabsorção. O motivo é que o epitélio simples dos néfrons e túbulos se tornam epitélio de transição nos cálices. Dos cálices renais maiores, a urina flui para uma grande cavidade única chamada pelve renal e, em seguida, para fora pelo ureter até a bexiga urinária.
O hilo se expande em uma cavidade no interior do rim chamada seio renal, que contém parte da pelve renal, os cálices e ramos dos vasos sanguíneos e nervos renais. O tecido adiposo ajuda a estabilizar a posição destas estruturas no seio renal.
Irrigação sanguínea e inervação dos rins
Visto que os rins removem as escórias metabólicas do sangue e regulam o volume e a composição iônica do sangue, não é surpreendente que eles sejam abundantemente irrigados por vasos sanguíneos. Embora os rins constituam menos de 0,5% da massa total do corpo, recebem 20 a 25% do débito cardíaco de repouso por meio das artérias renais direita e esquerda (Figura 26.4). Em adultos, o fluxo sanguíneo renal, o fluxo sanguíneo através de ambos os rins, é de aproximadamente 1.200 mℓ por minuto.
No rim, a artéria renal se divide em várias artérias segmentares, que irrigam diferentes segmentos do rim. Cada artéria segmentar emite vários ramos que penetram no parênquima e passam ao longo das colunas renais entre os lobos renais como as artérias interlobares. Um lobo renal consiste em uma pirâmide renal, um pouco da coluna renal em ambos os lados da pirâmide renal, e o córtex renal na base da pirâmide renal (ver Figura 26.3A). Nas bases das pirâmides renais, as artérias interlobares se arqueiam entre o córtex e a medula renais; aqui, são conhecidas como artérias arqueadas. As divisões das artérias arqueadas produzem várias artérias interlobulares. Estas artérias irradiam para fora e entramno córtex renal. Neste local, emitem ramos chamados arteríolas glomerulares aferentes.
Cada néfron recebe uma arteríola glomerular aferente, que se divide em um enovelado capilar chamado glomérulo. Os glomérulos capilares então se reúnem para formar uma arteríola glomerular eferente, que leva o sangue para fora do glomérulo. Os capilares glomerulares são únicos entre os capilares no corpo, porque estão posicionados entre duas arteríolas, em vez de entre uma arteríola e uma vênula. Como são redes capilares e também têm participação importante na formação de urina, os glomérulos são considerados parte tanto do sistema circulatório quanto do sistema urinário.
As arteríolas eferentes se dividem para formar os capilares peritubulares, que circundam as partes tubulares do néfron no córtex renal. Estendendo-se de alguns capilares glomerulares eferentes estão capilares longos, em forma de alça, chamados arteríolas retas, que irrigam porções tubulares do néfron na medula renal (ver Figura 26.5C).
Os capilares peritubulares por fim se unem para formar as veias interlobulares, que também recebem sangue das arteríolas retas. Em seguida, o sangue flui pelas veias arqueadas para as veias interlobares, que correm entre as pirâmides renais. O sangue sai do rim por uma veia renal única que emerge pelo hilo renal e transporta o sangue venoso para a veia cava inferior.
Muitos nervos renais se originam no gânglio renal e passam pelo plexo renal para os rins, juntamente com as artérias renais. Os nervos renais integram a parte simpática da divisão autônoma do sistema nervoso. A maior parte consiste em nervos vasomotores que regulam o fluxo sanguíneo renal, causando dilatação ou constrição das arteríolas renais.
Néfron
Partes do néfron
Os néfrons são as unidades funcionais dos rins. Cada néfron consiste em duas partes: um corpúsculo renal, onde o plasma sanguíneo é filtrado, e um túbulo renal, pelo qual passa o líquido filtrado (filtrado glomerular) (Figura 26.5). Estreitamente associado a um néfron está a sua irrigação sanguínea, que acabou de ser descrita. Os dois componentes de um corpúsculo renal são o glomérulo e a cápsula glomerular (cápsula de Bowman), uma estrutura epitelial de parede dupla que circunda os capilares glomerulares. O plasma sanguíneo é filtrado na cápsula glomerular, e então o líquido filtrado passa para o túbulo renal, que tem três partes principais. Em ordem de recebimento do líquido que passa por eles, o túbulo renal consiste em um (1) túbulo contorcido proximal (TCP), (2) alça de Henle e (3) túbulo contorcido distal (TCD). Proximal denota a parte do túbulo ligado à cápsula glomerular, e distal indica a parte que está mais longe. Contorcido significa que o túbulo é espiralado em vez de reto. O corpúsculo renal e os túbulos contorcidos proximais e distais se localizam no córtex renal; a alça de Henle se estende até a medula renal, faz uma curva fechada, e então retorna ao córtex renal.
Os túbulos contorcidos distais de vários néfrons drenam para um único ducto coletor. Os ductos coletores então se unem e convergem em várias centenas de grandes ductos papilares, que drenam para os cálices renais menores. Os ductos coletores e papilares se estendem desde o córtex renal ao longo da medula renal até a pelve renal. Então, um rim tem aproximadamente 1 milhão de néfrons, mas um número muito menor de ductos coletores e ainda menor de ductos papilares.
Em um néfron, a alça de Henle comunica os túbulos contorcidos proximais e distais. A primeira parte da alça de Henle começa no ponto em que o túbulo contorcido proximal faz a sua última curva descendente. Inicia-se no córtex renal e estende-se para baixo e para dentro da medula renal, onde é chamada ramo descendente da alça de Henle (Figura 26.5). Em seguida, faz uma curva fechada e retorna para o córtex renal, onde termina no túbulo contorcido distal e é conhecido como ramo ascendente da alça de Henle. Aproximadamente 80 a 85% dos néfrons são néfrons corticais. Seus corpúsculos renais se encontram na parte externa do córtex renal, e têm alças de Henle curtas, que se encontram principalmente no córtex e penetram somente na região externa da medula renal (Figura 26.5B). As alças de Henle curtas são irrigadas por capilares peritubulares que emergem das arteríolas glomerulares eferentes. Os outros 15 a 20% dos néfrons são néfrons justamedulares. Seus corpúsculos renais encontram-se profundamente no córtex, próximo da medula renal, e têm alças de Henle longas que se estendem até a região mais profunda da medula renal (Figura 26.5C). As alças de Henle longas são irrigadas por capilares peritubulares e arteríolas retas que emergem das arteríolas glomerulares eferentes. Além disso, o ramo ascendente da alça de Henle dos néfrons justamedulares consiste em duas partes: uma parte ascendente delgada seguida por uma parte ascendente espessa (Figura 26.5C). O lúmen da parte ascendente fina é o mesmo que em outras áreas do túbulo renal; apenas o epitélio é mais fino. Os néfrons com alça de Henle longa possibilitam que os rins excretem urina muito diluída ou muito concentrada
Histologia do néfron e do ducto coletor
Uma camada única de células epiteliais forma toda a parede da cápsula glomerular, túbulos e ductos renais (Figura 26.6). No entanto, cada parte tem características histológicas distintas que refletem suas funções específicas. Vamos discuti-las na ordem do fluxo do líquido: cápsula glomerular, túbulos renais e ducto coletor.
CÁPSULA GLOMERULAR. A cápsula glomerular consiste em camadas visceral e parietal (Figura 26.6A). A camada visceral é formada por células epiteliais pavimentosas simples modificadas chamadas podócitos. As muitas projeções em forma de pé destas células (pedicelos) envolvem a camada única de células endoteliais dos capilares glomerulares e formam a parede interna da cápsula. A camada parietal da cápsula glomerular consiste em epitélio pavimentoso simples e forma a parede externa da cápsula. O líquido filtrado pelos capilares glomerulares entra no espaço capsular, o espaço entre as duas camadas da cápsula glomerular, que é o lúmen do tubo urinário. Pense na correlação entre o glomérulo e a cápsula glomerular da seguinte maneira. O glomérulo é uma mão fechada dentro de um balão flácido (a cápsula glomerular), até que a mão fechada é revestida por duas camadas de balão (a camada do balão que toca a mão fechada é a camada visceral e a camada que não toca a mão fechada é a camada parietal) com um espaço entre elas (o interior do balão), o espaço capsular.
Figura 26.6 Histologia de um corpúsculo renal.
TÚBULO RENAL E DUCTO COLETOR. A Tabela 26.1 ilustra a histologia das células que formam o túbulo renal e o ducto coletor. No túbulo contorcido proximal, as células são células epiteliais cúbicas simples com uma borda em escova proeminente de microvilosidades em sua superfície apical (superfície voltada para o lúmen). Estas microvilosidades, como as do intestino delgado, aumentam a área de superfície para a reabsorção e secreção. A parte descendente da alça de Henle e a primeira porção da parte ascendente da alça de Henle (a parte delgada ascendente) são compostas por epitélio pavimentoso simples. (Lembre-se de que os néfrons corticais ou de alça curta não têm a parte ascendente delgada.) A parte espessa ascendente da alça de Henle é composta por epitélio colunar cúbico simples a epitélio colunar baixo.
m cada néfron, a parte final ascendente da alça de Henle faz contato com a arteríola glomerular aferente que irriga o corpúsculo renal (Figura 26.6B). Como as células colunares tubulares desta região estão muito próximas uma da outra, são conhecidas como mácula densa. Ao lado da mácula densa, a parede da arteríola glomerular aferente (e às vezes a arteríola glomerular eferente) contém fibras musculares lisas modificadas chamadas células justaglomerulares (JG). Em conjunto com a mácula densa, constituem o aparelho justaglomerular (AJG). Como você verá mais adiante, o AJG ajuda a regular a pressão arterial no interior dos rins. O túbulo contorcidodistal (TCD) começa a uma curta distância depois da mácula densa. Na última parte do TCD e continuando até os túbulos coletores, dois tipos diferentes de células estão presentes. A maior parte são células principais, que têm receptores tanto para o hormônio antidiurético (HAD) quanto para a aldosterona, dois hormônios que regulam suas funções. Um número menor é de células intercaladas, que atuam na homeostasia do pH do sangue. Os ductos coletores drenam para os grandes ductos papilares, que são revestidos por epitélio colunar simples.
O número de néfrons é constante desde o nascimento. Qualquer aumento do tamanho do rim se deve ao crescimento individual de néfrons. Se os néfrons forem lesionados ou estiverem doentes, não se formam novos néfrons. Os sinais de disfunção renal geralmente não se tornam aparentes até que a função tenha diminuído para menos de 25% do normal, porque os néfrons funcionais restantes se adaptam para lidar com uma carga maior do que a normal. A remoção cirúrgica de um rim, por exemplo, estimula a hipertrofia do rim remanescente, que acaba conseguindo filtrar o sangue com 80% da velocidade de dois rins normais.
FISIOLOGIA RENAL
Para produzir urina, os néfrons e os ductos coletores realizam três processos básicos – filtração glomerular, reabsorção tubular e secreção tubular (Figura 26.7):
Filtração glomerular. Na primeira etapa da produção de urina, a água e a maior parte dos solutos do plasma sanguíneo atravessam a parede dos capilares glomerulares, onde são filtrados e passam para o interior da cápsula glomerular e, em seguida, para o túbulo renal.
Reabsorção tubular. Conforme o líquido filtrado flui pelos túbulos renais e ductos coletores, as células tubulares reabsorvem aproximadamente 99% da água filtrada e muitos solutos úteis. A água e os solutos retornam ao sangue que flui pelos capilares peritubulares e arteríolas retas. Observe que o termo reabsorção se refere ao retorno de substâncias para a corrente sanguínea. Por outro lado, o termo absorção indica a entrada de novas substâncias no corpo, como ocorre no sistema digestório.
Secreção tubular. Conforme o líquido filtrado flui pelos túbulos renais e ductos coletores, as células dos túbulos renais e do ductos secretam outros materiais – como escórias metabólicas, fármacos e excesso de íons – para o líquido. Observe que a secreção tubular remove uma substância do sangue.
Figura 26.7 Correlação da estrutura de um néfron com suas três funções básicas: filtração glomerular, reabsorção tubular e secreção tubular. As substâncias excretadas permanecem na urina e subsequentemente deixam o corpo. Para uma dada substância S, a taxa de excreção de S = taxa de filtração de S – taxa de reabsorção de S + taxa de secreção de S.
A filtração glomerular ocorre no corpúsculo renal. A reabsorção tubular e a secreção tubular ocorrem ao longo do túbulo renal e túbulo coletor.
Os solutos e o líquido que fluem para os cálices renais menores e maiores e para a pelve renal formam a urina e são excretados. A taxa de excreção urinária de qualquer soluto é igual à taxa de filtração glomerular, mais a sua taxa de secreção, menos a sua taxa de reabsorção.
Os néfrons (por meio de filtração, reabsorção e secreção) ajudam a manter a homeostasia do volume e da composição do sangue. A situação é um pouco semelhante a um centro de reciclagem: os caminhões de lixo despejam lixo em um alimentador de entrada, onde o lixo pequeno passa por uma esteira transportadora (filtração glomerular do plasma). À medida que a esteira transportadora transporta o lixo, os funcionários removem artigos úteis, como latas de alumínio, plásticos e recipientes de vidro (reabsorção). Outros funcionários colocam o lixo adicional deixado na esteira e itens maiores na esteira transportadora (secreção). No final da esteira, todo o lixo restante cai em um caminhão para ser transportado para o aterro (escórias metabólicas na urina).
FILTRAÇÃO GLOMERULAR
O líquido que entra no espaço capsular é chamado filtrado glomerular. A fração de plasma sanguíneo nas arteríolas glomerulares aferentes dos rins que se torna filtrado glomerular é a fração de filtração. Embora uma fração de filtração de 0,16 a 0,20 (16 a 20%) seja usual, o valor varia consideravelmente na saúde e na doença. Em média, o volume diário de filtrado glomerular em adultos é de 150 ℓ nas mulheres e 180 ℓ em homens. Mais de 99% do filtrado glomerular regressa à corrente sanguínea por meio da reabsorção tubular, de modo que apenas 1 a 2 ℓ são excretados como urina.
Membrana de filtração
Juntos, os capilares glomerulares e os podócitos, que circundam completamente os capilares, formam uma barreira permeável conhecida como membrana de filtração. Esta configuração em sanduíche possibilita a filtração de água e pequenos solutos, mas impede a filtração da maior parte das proteínas plasmáticas, células sanguíneas e plaquetas. As substâncias filtradas do sangue atravessam três barreiras de filtração – a célula endotelial glomerular, a lâmina basal e uma fenda de filtração formada por um podócito
As células endoteliais glomerulares são bastante permeáveis, porque têm grandes fenestrações (poros) com 0,07 a 0,1 μm de diâmetro. Este tamanho possibilita que todos os solutos do plasma sanguíneo saiam dos capilares glomerulares, mas impede a filtração de células sanguíneas e plaquetas. Localizadas entre os capilares glomerulares e na fenda entre as arteríolas glomerulares aferentes e eferentes estão as células mesangiais (ver Figura 26.6A). Estas células contráteis ajudam a regular a filtração glomerular.
A lâmina basal, uma camada de material acelular entre o endotélio e os podócitos, consiste em fibras colágenas minúsculas e proteoglicanos em uma matriz glicoproteica; as cargas negativas na matriz impedem a filtração de proteínas plasmáticas maiores carregadas negativamente.
Estendendo-se de cada podócito estão milhares de processos em forma de pé denominados pedicelos, que envolvem os capilares glomerulares. Os espaços entre os pedicelos são as fendas de filtração. Uma fina membrana, a membrana da fenda, se estende através de cada fenda de filtração; isso possibilita a passagem de moléculas que têm um diâmetro menor do que 0,006 a 0,007 μm, incluindo a água, a glicose, as vitaminas, os aminoácidos, as proteínas plasmáticas muito pequenas, a amônia, a ureia e os íons. Menos de 1% da albumina, a proteína mais abundante no plasma, passa pela membrana da fenda, porque, com um diâmetro de 0,007 μm, a albumina é um pouco grandes demais para passar.
O princípio da filtração – o uso da pressão para forçar os líquidos e solutos através de uma membrana – é o mesmo tanto nos capilares glomerulares quanto nos capilares sanguíneos de outras partes do corpo (ver a lei de Starling dos capilares, Seção 21.2). No entanto, o volume de líquido filtrado pelo corpúsculo renal é muito maior do que em outros capilares sanguíneos do corpo, por três razões:
1.Os glomérulos capilares apresentam uma grande área de superfície para a filtração, porque são longos e extensos. As células mesangiais regulam a quantidade de área de superfície disponível. Quando as células mesangiais estão relaxadas, a área de superfície é máxima, e a filtração glomerular é muito alta. A contração das células mesangiais reduz a área de superfície disponível, e a filtração glomerular diminui.
2.A membrana de filtração é fina e porosa. Apesar de ter várias camadas, a espessura da membrana de filtração é de apenas 0,1 mm. Os capilares glomerulares também são aproximadamente 50 vezes mais permeáveis do que os capilares sanguíneos da maior parte dos outros tecidos, principalmente por causa de suas grandes fenestrações.
3.A pressão sanguínea capilar glomerular é alta. Como a arteríola glomerular eferente tem um diâmetro menor do que o da arteríola glomerular aferente, a resistência à saída do sangue do glomérulo é alta. Como resultado, a pressão sanguínea nos capilares glomerulares é consideravelmente mais elevada do que nos capilares sanguíneos em qualquer outro local no corpo.
Pressão efetivade filtração
A filtração glomerular depende de três pressões principais. Uma pressão promove filtração e duas pressões se opõem à filtração (Figura 26.9):
1. A pressão hidrostática glomerular do sangue (PHGS) é a pressão do sangue nos capilares glomerulares. Em geral, a PHGS é de aproximadamente 55 mmHg. Ela promove a filtração, forçando a água e os solutos do plasma sanguíneo através da membrana de filtração.
2. A pressão hidrostática capsular (PHC) é a pressão hidrostática exercida contra a membrana de filtração pelo líquido que já está no espaço capsular e no túbulo renal. A PHC se opõe à filtração e representa uma “pressão de retorno” de aproximadamente 15 mmHg.
3. A pressão coloidosmótica do sangue (PCOS), que é decorrente da presença de proteínas – como a albumina, as globulinas, o fibrinogênio no plasma e no sangue – também se opõe à filtração. A PCOS média nos capilares glomerulares é de 30 mmHg.
Figura 26.9 Pressões que impulsionam a filtração glomerular. Consideradas em conjunto, essas pressões determinam a pressão de filtração efetiva (PFE).
A pressão hidrostática do sangue glomerular promove a filtração, enquanto a pressão hidrostática capsular e a pressão coloidosmótica do sangue se opõem à filtração.
A pressão de filtração efetiva (PFE), a pressão total que promove a filtração, é determinada como segue:
PFE = PHSG – PHC – PCOS
Substituindo os valores fornecidos anteriormente, pode-se calcular a PFE normal:
Assim, uma pressão de apenas 10 mmHg faz com que uma quantidade normal de plasma sanguíneo (menos as proteínas plasmáticas) seja filtrada do glomérulo para o espaço capsular.
Taxa de filtração glomerular
A quantidade de filtrado formado em todos os corpúsculos renais de ambos os rins a cada minuto determina a taxa de filtração glomerular (TFG). No adulto, a TFG média é de 125 mℓ/min em homens e 105 mℓ/min em mulheres. A homeostasia dos líquidos corporais exige que os rins mantenham uma taxa de filtração glomerular relativamente constante. Se a TFG for demasiadamente elevada, as substâncias necessárias podem passar tão rapidamente pelos túbulos renais que algumas não são reabsorvidas e são perdidas na urina. Se a TFG for muito baixa, quase todo o filtrado pode ser reabsorvido e determinadas escórias metabólicas podem não ser adequadamente excretadas.
A TFG está diretamente relacionada com as pressões que determinam a pressão efetiva de filtração; qualquer mudança na pressão de filtração efetiva influencia a TFG. A perda importante de sangue, por exemplo, reduz a pressão arterial média (PAM) e diminui a pressão hidrostática do sangue glomerular. A filtração cessa se a pressão hidrostática do sangue glomerular cair para 45 mmHg, porque as pressões de resistência somam 45 mmHg. Surpreendentemente, quando a pressão arterial sistêmica está acima do normal, a pressão de filtração efetiva e a TFG aumentam muito pouco. A TFG é quase constante quando a PAM está em algum ponto entre 80 e 180 mmHg.
Os mecanismos que regulam a TFG operam por dois modos principais: (1) ajustando o fluxo sanguíneo para dentro e para fora do glomérulo e (2) alterando a área de superfície disponível para filtração capilar glomerular. A TFG aumenta quando o fluxo sanguíneo nos capilares glomerulares aumenta. O controle coordenado do diâmetro das arteríolas glomerulares aferentes e eferentes regula o fluxo sanguíneo glomerular. A constrição da arteríola glomerular aferente diminui o fluxo sanguíneo no glomérulo, enquanto a dilatação da arteríola glomerular aferente o aumenta. Três mecanismos controlam a TFG: a autorregulação renal, a regulação neural e a regulação hormonal.
Autorregulação renal da TFG
Os rins por si sós ajudam a manter o fluxo sanguíneo renal e a TFG constantes, apesar das mudanças cotidianas normais na pressão arterial, como as que ocorrem durante o exercício. Esse recurso é chamado autorregulação renal, e é composto por dois mecanismos – o mecanismo miogênico e o feedback tubuloglomerular. Atuando em conjunto, eles são capazes de manter a TFG quase constante ao longo de uma vasta gama de pressão arterial sistêmica.
O mecanismo miogênico ocorre quando a distensão dispara a contração das células musculares lisas das paredes das arteríolas glomerulares aferentes. Conforme a pressão arterial sobe, a TFG também aumenta, porque o fluxo sanguíneo renal aumenta. No entanto, a pressão sanguínea elevada distende as paredes das arteríolas glomerulares aferentes. Em resposta, as fibras de músculo liso da parede da arteríola glomerular aferente se contraem, o que reduz o lúmen da arteríola. Como resultado, o fluxo sanguíneo renal diminui, reduzindo assim a TFG para o nível prévio. Inversamente, quando a pressão arterial diminui, as células de músculo liso são menos distendidas e assim relaxam. As arteríolas glomerulares aferentes se dilatam, o fluxo sanguíneo renal se eleva e a TFG aumenta. O mecanismo miogênico normaliza o fluxo sanguíneo renal e a TFG segundos depois de uma alteração na pressão sanguínea.
O segundo contribuinte para a autorregulação renal, o feedback tubuloglomerular, é assim chamado porque parte dos túbulos renais – a mácula densa – fornece feedback ao glomérulo (Figura 26.10). Quando a TFG está acima do normal em decorrência da pressão arterial sistêmica elevada, o líquido filtrado flui mais rapidamente ao longo dos túbulos renais. Como resultado, o túbulo contorcido proximal e a alça de Henle têm menos tempo para reabsorver Na+, Cl– e água. Acredita-se que as células da mácula densa detectem o aumento do aporte de Na+, Cl– e água e inibam a liberação de óxido nítrico (NO) das células do aparelho justaglomerular (AJG). Como o NO provoca vasodilatação, as arteríolas glomerulares aferentes se contraem quando o nível de NO diminui. Como resultado, menos sangue flui para os capilares glomerulares, e a TFG diminui. Quando a pressão do sangue cai, fazendo com que a TFG seja menor do que o normal, ocorre a sequência de eventos oposta, embora em menor grau. O feedback tubuloglomerular é mais lento do que o mecanismo miogênico.
Regulação neural da TFG
Como a maior parte dos vasos sanguíneos do corpo, os dos rins são inervados por fibras simpáticas do SNA que liberam norepinefrina. A norepinefrina causa vasoconstrição pela ativação de receptores α1, que são particularmente abundantes nas fibras musculares lisas das arteríolas glomerulares aferentes. Em repouso, a estimulação simpática é moderadamente baixa, as arteríolas glomerulares aferentes e eferentes estão dilatadas, e a autorregulação renal da TFG prevalece. Com a estimulação simpática moderada, tanto as arteríolas glomerulares aferentes quanto eferentes se contraem com a mesma intensidade. O fluxo sanguíneo para dentro e para fora do glomérulo é restrito na mesma medida, o que diminui apenas ligeiramente a taxa de filtração glomerular. Com maior estimulação simpática, no entanto, como ocorre durante o exercício ou hemorragia, a constrição das arteríolas glomerulares aferentes predomina. Como resultado, o fluxo sanguíneo para os vasos capilares glomerulares é muito reduzido, e a TFG diminui. Esta redução no fluxo sanguíneo renal tem duas consequências: (1) Reduz o débito urinário, o que ajuda a conservar o volume de sangue. (2) Possibilita um maior fluxo sanguíneo para os outros tecidos do corpo.
Figura 26.10 Feedback tubuloglomerular.
Regulação hormonal da TFG
Dois hormônios contribuem para a regulação da TFG. A angiotensina II reduz a TFG; o peptídio natriurético atrial (PNA) aumenta a TFG. A angiotensina II é um vasoconstritor muito potente que estreita as arteríolas glomerulares aferentes e eferentes e reduz o fluxo sanguíneo renal, diminuindo assim a TFG. As células nos átrios do coração secretam peptídio natriurético atrial (PNA). A distensão dos átrios, como ocorre quando o volume sanguíneo aumenta, estimula a secreção de PNA. Ao causar o relaxamento das células mesangiais glomerulares, o PNA aumenta a área de superfície disponível para a filtração capilar. A TFG aumenta à medida que a área de superfície aumenta.
A Tabela 26.2 resumea regulação da taxa de filtração glomerular.
REABSORÇÃO E SECREÇÃO TUBULAR
Princípios da reabsorção e secreção tubular
O volume de líquido que entra nos túbulos renais proximais em apenas 30 min é maior do que o volume total de plasma sanguíneo, porque a TFG normal é muito elevada. Obviamente, parte deste líquido deve ser devolvida de algum modo à corrente sanguínea. A reabsorção – o retorno da maior parte da água filtrada e de muitos dos solutos filtrados para a corrente sanguínea – é a segunda função básica do néfron e do coletor coletor. Normalmente, cerca de 99% da água filtrada são reabsorvidos. As células epiteliais ao longo dos túbulos e ductos renais realizam a reabsorção, mas as células do túbulo contorcido proximal dão a maior contribuição. Os solutos que são reabsorvidos por processos ativos e passivos incluem glicose, aminoácidos, ureia e íons como Na+ (sódio), K+ (potássio), Ca2+ (cálcio), Cl– (cloreto), HCO3– (bicarbonato) e HPO42– (fosfato). Uma vez que o líquido passa através do túbulo contorcido proximal, as células localizadas mais distalmente aperfeiçoam os processos de reabsorção para manter o equilíbrio da homeostasia de água e íons específicos. A maior parte das proteínas e peptídios pequenos que passam através do filtro também é reabsorvida, geralmente via pinocitose. Para avaliar a magnitude da reabsorção tubular, observe a Tabela 26.3 e compare as quantidades de substâncias que são filtradas, reabsorvidas e secretadas na urina.
A terceira função dos néfrons e ductos coletores é a secreção tubular, a transferência de materiais das células do sangue e do túbulo para o filtrado glomerular. As substâncias secretadas incluem íons hidrogênio (H+), K+, íons amônia (NH4+), creatinina e determinados fármacos, como a penicilina. A secreção tubular tem dois resultados importantes: (1) A secreção de H+ ajuda a controlar o pH sanguíneo. (2) A secreção de outras substâncias ajuda a eliminá-las do corpo pela urina.
Em decorrência da secreção tubular, determinadas substâncias passam do sangue para a urina e podem ser detectadas pelo exame de urina (ver Seção 26.7). É especialmente importante para testar atletas à procura de substâncias que intensifiquem o desempenho, como esteroides anabolizantes, expansores plasmáticos, eritropoetina, hCG, hGH e anfetaminas. Os exames de urina também podem ser usados para detectar álcool etílico ou substâncias psicoativas, como maconha, cocaína e heroína.
Vias de reabsorção
Uma substância que está sendo reabsorvida do líquido no lúmen dos túbulos pode seguir uma de duas vias antes de entrar em um capilar peritubular: pode mover-se entre células tubulares adjacentes ou através de uma célula tubular individual (Figura 26.11). Ao longo do túbulo renal, zônulas de oclusão cercam e unem células vizinhas umas às outras, muito parecido com o envoltório plástico que mantém um pacote de seis latas de refrigerante juntas. A membrana apical (o topo das latas de refrigerante) está em contato com o líquido tubular, e a membrana basolateral (a base e as laterais das latas de refrigerante) está em contato com o líquido intersticial na base e lados da célula.
O líquido pode vazar entre as células em um processo passivo conhecido como reabsorção paracelular. Mesmo que as células epiteliais estejam ligadas por junções oclusivas, estas junções entre as células dos túbulos renais proximais são “permeáveis” e possibilitam que algumas substâncias reabsorvidas passem entre as células para os capilares peritubulares. Em algumas partes do túbulo renal, acredita-se que a via paracelular represente até 50% da reabsorção de determinados íons e da água que os acompanha por osmose. Na reabsorção transcelular, uma substância passa do líquido no lúmen tubular através da membrana apical de uma célula do túbulo, cruza o citosol e sai para o líquido intersticial através da membrana basolateral.
Mecanismos de transporte
Quando as células renais transportam os solutos para fora ou para dentro do líquido tubular, elas movem substâncias específicas em apenas uma direção. Não surpreendentemente, diferentes tipos de proteínas transportadoras estão presentes nas membranas apical e basolateral. As junções oclusivas formam uma barreira que impede a mistura de proteínas nos compartimentos das membranas apical e basolateral. A reabsorção de Na+ pelos túbulos renais é especialmente importante em decorrência da grande quantidade de íons sódio que passa através dos filtros glomerulares.
As células que revestem os túbulos renais, assim como outras células de todo o corpo, têm baixa concentração de Na+ no seu citosol em decorrência da atividade das bombas de sódio-potássio (Na+-K+ ATPases). Estas bombas estão localizadas nas membranas basolaterais e ejetam Na+ das células do túbulo renal (Figura 26.11). A ausência de bombas de sódio-potássio na membrana apical assegura que a reabsorção de Na+ seja um processo unidirecional. A maior parte dos íons sódio que cruza a membrana apical vai ser bombeada para o líquido intersticial na base e nas laterais da célula. A quantidade de ATP utilizado pelas bombas de sódio-potássio nos túbulos renais é de aproximadamente 6% do consumo total de ATP do corpo em repouso. Isso pode não parecer muito, mas é aproximadamente a mesma quantidade de energia usada pelo diafragma ao se contrair durante a respiração tranquila.
Como observado no Capítulo 3, o transporte de material através das membranas pode ser ativo ou passivo. Lembre-se de que no transporte ativo primário a energia resultante da hidrólise do ATP é usada para “bombear” uma substância através de uma membrana; a bomba de sódiopotássio é uma dessas bombas. No transporte ativo secundário, a energia armazenada no gradiente eletroquímico de um íon, em vez da hidrólise de ATP, impulsiona outra substância através de uma membrana. O transporte ativo secundário acopla o movimento de um íon contra o seu gradiente eletroquímico para o movimento “morro acima” de uma segunda substância contra o seu gradiente eletroquímico. Os simportadores são proteínas de membrana que movem duas ou mais substâncias no mesmo sentido através de uma membrana. Os contratransportadores movem duas ou mais substâncias em sentidos opostos através de uma membrana. Cada tipo de transportador tem um limite máximo de velocidade de atuação, assim como uma escada rolante tem um limite de quantas pessoas ela pode transportar de um andar para outro em um determinado período. Este limite, chamado transporte máximo (Tm), é medido em mg/min.
Na reabsorção paracelular, a água e os solutos no líquido tubular retornam para a corrente sanguínea movendo-se entre as células tubulares; na reabsorção transcelular, os solutos e a água do líquido tubular retornam para a corrente sanguínea passando através de uma célula do túbulo.
A reabsorção de soluto impulsiona a reabsorção de água, porque toda a reabsorção de água ocorre por osmose. Aproximadamente 90% da reabsorção de água filtrada pelos rins ocorrem juntamente com a reabsorção de solutos, como o Na+, o Cl– e a glicose. A água reabsorvida com solutos no líquido tubular é denominada reabsorção de água obrigatória, porque a água é “obrigada” a seguir os solutos quando eles são reabsorvidos. Este tipo de reabsorção de água ocorre no túbulo contorcido proximal e na parte descendente da alça de Henle, porque estes segmentos do néfron sempre são permeáveis à água. A reabsorção dos últimos 10% de água, um total de 10 a 20 ℓ por dia, é chamada reabsorção de água facultativa. A palavra facultativa indica que a reabsorção é “capaz de se adaptar a uma necessidade”. A reabsorção de água facultativa é regulada pelo hormônio antidiurético e ocorre principalmente nos ductos coletores.
Agora que vimos os princípios do transporte renal, vamos seguir o líquido filtrado do túbulo contorcido proximal até a alça de Henle, para o túbulo contorcido distal e ao longo dos ductos coletores. Em cada segmento, iremos analisar onde e como substâncias específicas são reabsorvidas e secretadas. O líquido filtrado se torna líquido tubular quandoentra no túbulo contorcido proximal. A composição do líquido tubular muda conforme ele flui ao longo do néfron e do ducto coletor, em decorrência da reabsorção e secreção. O líquido que flui dos ductos papilares para a pelve renal é a urina.
Secreção e reabsorção no túbulo contorcido proximal
A maior quantidade de reabsorção de soluto e água a partir do líquido filtrado ocorre nos túbulos contorcidos proximais, que reabsorvem 65% da água filtrada, Na+ e K+; 100% da maior parte dos solutos orgânicos filtrados, como a glicose e os aminoácidos; 50% do Cl– filtrado; 80 a 90% do HCO3– filtrado; 50% da ureia filtrada; e uma quantidade variável dos íons Ca2+, Mg2+ e HPO42– (fosfato) filtrados. Além disso, os túbulos contorcidos proximais secretam uma quantidade variável de H+, íons amônia (NH4+) e ureia.
A maior parte da reabsorção de solutos no túbulo contorcido proximal (TCP) envolve o Na+. O transporte de Na+ ocorre via mecanismos utilizando simportadores e antiportadores no túbulo contorcido proximal. Normalmente, a glicose, os aminoácidos, o ácido láctico, as vitaminas hidrossolúveis e outros nutrientes filtrados não são perdidos na urina. Em vez disso, são completamente reabsorvidos na primeira metade do túbulo contorcido proximal por vários tipos de simportadores Na+ localizados na membrana apical. A Figura 26.12 descreve o funcionamento de um destes simportadores, o simportador Na+ glicose na membrana apical de uma célula do TCP. Dois íons Na+ e uma molécula de glicose se ligam à proteína simportadora, que os transporta do líquido tubular para dentro da célula do túbulo. As moléculas de glicose então saem através da membrana basolateral via difusão facilitada e se difundem para os capilares peritubulares. Outros simportadores Na+ no TCP recuperam os íons HPO42– (fosfato) e SO42– (sulfato), todos os aminoácidos e o ácido láctico filtrados de um modo semelhante.
Em outro processo de transporte ativo secundário, os contratransportadores Na+-H+ carregam o Na+ filtrado a favor do seu gradiente de concentração para dentro de uma célula do TCP conforme o H+ é movido do citosol para o lúmen (Figura 26.13A), fazendo com que o Na+ seja reabsorvido para o sangue e o H+ seja secretado no líquido tubular. As células do TCP produzem o H+ necessário para manter os contratransportadores deslocando-se da seguinte maneira. O dióxido de carbono (CO2) se difunde do sangue peritubular ou líquido tubular ou é produzido por meio de reações metabólicas no interior das células. Como também ocorre nas hemácias (ver Figura 23.23), a enzima anidrase carbônica (AC) catalisa a reação do CO2 com a água (H2O) para formar o ácido carbônico (H2CO3); este, em seguida, dissocia-se em H+ e HCO3–:
Contratransportadores Na+-H+ promovem a reabsorção transcelular de Na+ e a secreção de H+.
A maior parte do HCO3– do líquido filtrado é reabsorvida nos túbulos renais proximais, salvaguardando assim o suprimento do corpo de um importante tampão (Figura 26.13B). Depois que o H+ é secretado para o líquido no interior do lúmen do túbulo contorcido proximal, ele reage com o HCO3– filtrado para formar H2CO3, que se dissocia facilmente em CO2 e H2O. O dióxido de carbono então se difunde para dentro das células dos túbulos e se junta ao H2O para formar H2CO3, que se dissocia em H+ e HCO3–. À medida que o nível de HCO3– no citosol sobe, ele sai via transportadores por difusão facilitada na membrana basolateral e se difunde para o sangue com o Na+. Assim, para cada H+ secretado no líquido tubular do túbulo contorcido proximal, um HCO3– e um Na+ são reabsorvidos.
A reabsorção de soluto nos túbulos contorcidos proximais promove a osmose de água. Cada soluto reabsorvido aumenta a osmolaridade, primeiramente no interior da célula do túbulo, em seguida no líquido intersticial, e por fim no sangue. Assim, a água se move rapidamente do líquido tubular – tanto por via paracelular quanto via transcelular – para os capilares peritubulares e restaura o equilíbrio osmótico (Figura 26.14). Em outras palavras, a reabsorção dos solutos cria um gradiente osmótico que promove a reabsorção de água por osmose. As células que revestem o túbulo contorcido proximal e a parte descendente da alça de Henle são especialmente permeáveis à água, porque contêm muitas moléculas de aquaporina-1. Esta proteína integrante da membrana plasmática é um canal de água que aumenta muito a velocidade do movimento da água através das membranas apical e basolateral.
Figura 26.14 Reabsorção passiva de Cl–, K+, Ca2+, Mg2+, ureia e água na segunda metade do túbulo contorcido proximal.
Gradientes eletroquímicos promovem a reabsorção passiva de solutos pelas vias paracelular e transcelular.
Conforme a água deixa o líquido tubular, as concentrações dos solutos filtrados restantes aumentam. Na segunda metade do TRP, os gradientes eletroquímicos para o Cl–, K+, Ca2+, Mg2+ e ureia promovem a sua difusão passiva para os capilares peritubulares utilizando tanto as vias paracelular quanto transcelular. Entre estes íons, o Cl– está presente na concentração mais elevada. A difusão do Cl– negativamente carregado para o líquido intersticial por meio da via paracelular torna o líquido intersticial eletricamente mais negativo do que o líquido tubular. Essa negatividade promove a reabsorção paracelular passiva de cátions como o K+, Ca2+ e Mg2+.
A amônia (NH3) é um produto residual tóxico derivado da desaminação (remoção de um grupo amina) de vários aminoácidos, uma reação que ocorre principalmente nos hepatócitos (células do fígado). Os hepatócitos convertem a maior parte desta amônia em ureia, um composto menos tóxico. Embora pequenas quantidades de ureia e amônia estejam presentes no suor, a maior parte da secreção desses produtos residuais contendo nitrogênio ocorre por meio da urina. A ureia e a amônia no sangue são filtrados no glomérulo e secretados pelas células tubulares proximais renais para o líquido tubular.
As células do túbulo contorcido proximal podem produzir NH3 adicional pela desaminação do aminoácido glutamina, em uma reação que produz igualmente HCO3–. A NH3 se liga rapidamente ao H+ para se tornar o íon amônio (NH4), que pode substituir o H+ a bordo dos contratransportadores Na+-H+ na membrana apical e ser secretado para o líquido tubular. O HCO3– produzido nesta reação se move através da membrana basolateral e então se difunde para a corrente sanguínea, fornecendo tampões adicionais ao plasma sanguíneo.
Reabsorção na alça de Henle
Como todos os túbulos contorcidos proximais reabsorvem aproximadamente 65% da água filtrada (aproximadamente 80 mℓ/min), o líquido entra na parte seguinte do néfron, a alça de Henle, a uma velocidade de 40 a 45 mℓ/min. A composição química do líquido tubular agora é muito diferente daquela do filtrado glomerular, porque a glicose, os aminoácidos e outros nutrientes não estão mais presentes. Contudo, a osmolaridade do líquido tubular ainda é semelhante à osmolaridade do sangue, porque a reabsorção de água por osmose mantém o ritmo com a reabsorção de solutos ao longo do túbulo contorcido proximal.
A alça de Henle reabsorve aproximadamente 15% da água filtrada, 20 a 30% do Na+ e K+ filtrados, 35% do Cl– filtrado, 10 a 20% do HCO3– filtrado e uma quantidade variável do Ca2+ e Mg2+ filtrados. Aqui, pela primeira vez, a reabsorção de água por osmose não é automaticamente acoplada à reabsorção de solutos filtrados, porque parte da alça de Henle é relativamente impermeável à água. O alça de Henle define assim o cenário para a regulação independente tanto do volume quanto da osmolaridade dos líquidos corporais.
As membranas apicais das células da parte ascendente espessa da alça de Henle têm simportadores Na+-K+-2Cl– que simultaneamente recuperam um Na+, um K+ e dois Cl– do líquido no lúmen tubular (Figura 26.15). O Na+ que é transportado ativamente para o líquido intersticial na base e nas laterais da célula se difunde para as arteríolas retas. O Cl– se move pelos canais de vazamento na membrana basolateral para o líquido intersticial e, em seguida, para as arteríolasretas. Como muitos canais de vazamento de K+ estão presentes na membrana apical, a maior parte do K+ trazido pelos simportadores se move a favor do seu gradiente de concentração de volta para o líquido tubular. Assim, o principal efeito dos simportadores Na+-K+-2Cl– é a reabsorção de Na+ e Cl–.
O movimento do K+ carregado positivamente para o líquido tubular através dos canais da membrana apical deixa o líquido intersticial e o sangue com cargas mais negativas em relação ao líquido na parte ascendente da alça de Henle. Essa negatividade relativa promove a reabsorção de cátions – Na+, K+, Ca2+ e Mg2+ – utilizando a via paracelular.
Embora aproximadamente 15% da água filtrada sejam reabsorvidos na parte descendente da alça de Henle, pouca ou nenhuma água é reabsorvida na parte ascendente. Neste segmento do túbulo, as membranas apicais são praticamente impermeáveis à água. Como os íons, mas não as moléculas de água, são reabsorvidos, a osmolaridade do líquido tubular diminui progressivamente à medida que o líquido flui para a extremidade da parte ascendente.
Reabsorção no início do túbulo contorcido distal
O líquido entra nos túbulos renais distais a uma velocidade de aproximadamente 25 mℓ/min, porque 80% da água filtrada agora foram reabsorvidos. A parte inicial do túbulo contorcido distal (TCD) reabsorve aproximadamente 10 a 15% da água filtrada, 5% do Na+ filtrado e 5% do Cl– filtrado. A reabsorção de Na+ e Cl– ocorre por meio dos simportadores Na+-Cl– nas membranas apicais. As bombas de sódio-potássio e os canais de vazamento de Cl– nas membranas basolaterais então possibilitam a reabsorção de Na+ e Cl– para os capilares peritubulares. O início do TCD também é um importante local onde o hormônio paratireóideo (PTH) estimula a reabsorção de Ca2+. A quantidade de reabsorção de Ca2+ no início do TCD varia de acordo com as necessidades do organismo.
Reabsorção e secreção no final do túbulo contorcido distal e no ducto coletor
No momento em que o líquido alcança o final do túbulo contorcido distal, 90 a 95% dos solutos filtrados e água retornaram para a corrente sanguínea. Lembre-se de que existem dois tipos diferentes de células – principais e intercaladas – na parte final ou terminal do túbulo contorcido distal e ao longo do ducto coletor. As células principais reabsorvem Na+ e secretam K+; as células intercaladas reabsorvem K+ e HCO3– e secretam H+. Na parte final dos túbulos contorcidos distais e nos ductos coletores, a reabsorção de água e solutos e a secreção de soluto variam de acordo com as necessidades do organismo.
Em contraste com os segmentos prévios do néfron, o Na+ atravessa a membrana apical das células principais via canais de saída de Na+, e não por meio de simportadores ou contratransportadores (Figura 26.16). A concentração de Na+ no citosol permanece baixa, como de costume, porque bombas de sódio-potássio transportam ativamente o Na+ através das membranas basolaterais. O Na+ então se difunde passivamente para os capilares peritubulares dos espaços intersticiais em torno das células tubulares.
Normalmente, a reabsorção transcelular e paracelular no túbulo contorcido proximal e na alça de Henle retornam a maior parte do K+ filtrado para a corrente sanguínea. Para se ajustar à ingestão dietética variada de potássio e manter um nível estável de K+ nos líquidos do corpo, as células principais secretam uma quantidade variável de K+ (Figura 26.16). Como as bombas de sódio-potássio basolaterais trazem continuamente K+ para as células principais, a concentração intracelular de K+ permanece alta. Os canais de vazamento de K+ estão presentes nas membranas apical e basolateral. Assim, um pouco do K+ se difunde a favor do seu gradiente de concentração no líquido tubular, onde a concentração de K+ é muito baixa. Este mecanismo de secreção é a principal fonte do K+ secretado na urina.
Figura 26.16 Reabsorção de Na+ e secreção de K+ pelas células principais na parte final do túbulo contorcido distal e no ducto coletor.
Na membrana apical das células principais, os canais de Na+ possibilitam a entrada de Na+ enquanto os canais de K+ possibilitam o efluxo de K+ para o líquido tubular.
Regulação homeostática da reabsorção e da secreção tubular
Cinco hormônios afetam a extensão da reabsorção de Na+, Cl–, Ca2+ e água, bem como a secreção de K+ pelos túbulos renais. Esses hormônios incluem a angiotensina II, a aldosterona, o hormônio antidiurético, o peptídio natriurético atrial e o hormônio paratireóideo.
Sistema renina-angiotensina-aldosterona
Quando o volume de sangue e a pressão arterial diminuem, as paredes das arteríolas glomerulares aferentes são menos distendidas, e as células justaglomerulares secretam a enzima renina no sangue. A estimulação simpática também estimula diretamente a liberação de renina pelas células justaglomerulares. A renina retira um peptídio com 10 aminoácidos chamado angiotensina I a partir do angiotensinogênio, que é sintetizado pelos hepatócitos (ver Figura 18.16). Ao retirar mais dois aminoácidos, a enzima conversora de angiotensina (ECA) converte a angiotensina I em angiotensina II, que é a forma ativa do hormônio.
A angiotensina II afeta a fisiologia renal de três modos principais:
1.Ela diminui a taxa de filtração glomerular, causando vasoconstrição das arteríolas glomerulares aferentes.
2.Ela aumenta a reabsorção de Na+, Cl– e água no túbulo contorcido proximal, estimulando a atividade dos contratransportadores Na+-H+.
3.Ela estimula o córtex da glândula suprarrenal a liberar aldosterona, um hormônio que por sua vez estimula as células principais dos ductos coletores a reabsorver mais Na+ e Cl– e a secretar mais K+. A consequência osmótica de reabsorver mais Na+ e Cl– é que mais água é reabsorvida, provocando aumento do volume sanguíneo e da pressão arterial.
Hormônio antidiurético
O hormônio antidiurético (HAD) ou vasopressina é liberado pela neuro-hipófise. Ele regula a reabsorção facultativa de água, aumentando a permeabilidade à água das células principais na parte final do túbulo contorcido distal e no túbulo coletor. Se não houver HAD, as membranas apicais das células principais têm uma permeabilidade muito baixa à água. No interior das células principais existem pequenas vesículas que contêm muitas cópias de uma proteína de canal de água conhecida como aquaporina-2.* O HAD estimula a inserção das vesículas contendo aquaporina-2 nas membranas apicais por exocitose. Como resultado, a permeabilidade à água da membrana apical da célula principal aumenta, e as moléculas de água se movem mais rapidamente do líquido tubular para o interior das células. Como as membranas basolaterais são sempre relativamente permeáveis à água, as moléculas de água então se movem rapidamente para o sangue. Os rins podem produzir somente 400 a 500 mℓ de urina muito concentrada por dia quando a concentração de HAD é máxima, como por exemplo durante a desidratação grave. Quando o nível de HAD declina, os canais de aquaporina-2 são removidos da membrana apical via endocitose. Os rins produzem um grande volume de urina diluída quando o nível de HAD é baixo.
Um sistema de feedback negativo envolvendo o HAD regula a reabsorção facultativa de água (Figura 26.17). Quando a pressão osmótica ou a osmolaridade do plasma e dos líquidos intersticiais aumenta – isto é, quando a concentração de água diminui – apenas 1%, os osmorreceptores no hipotálamo detectam a alteração. Os impulsos nervosos estimulam a secreção de mais HAD para o sangue, e as células principais se tornam mais permeáveis à água. Conforme a reabsorção facultativa de água aumenta, a osmolaridade do plasma diminui até o normal. Um segundo estímulo poderoso para a secreção de HAD é a diminuição no volume de sangue, como ocorre na hemorragia ou na desidratação grave. Na ausência patológica de atividade do HAD, uma condição conhecida como diabetes insípido, uma pessoa pode excretar até 20 ℓ de urina muito diluída diariamente.
Peptídio natriurético atrial
Um grande aumento no volume de sangue promove a liberação de peptídio natriuréticoatrial (PNA) pelo coração. Embora a importância do PNA na regulação da função tubular normal não seja clara, ele pode inibir a reabsorção de Na+ e água pelo túbulo contorcido proximal e pelo ducto coletor. O PNA também suprime a secreção de aldosterona e HAD. Esses efeitos aumentam a secreção de Na+ na urina (natriurese) e aumentam a produção de urina (diurese), o que diminui o volume sanguíneo e a pressão arterial.
Paratormônio
Embora os hormônios mencionados até agora envolvam a regulação da perda de água na urina, os túbulos renais também respondem a um hormônio que regula a composição iônica. Por exemplo, um nível mais baixo do que o normal de Ca2+ no sangue estimula as glândulas paratireoides a liberar o paratormônio (PTH). O PTH, por sua vez, estimula as células do início dos túbulos contorcidos distais a reabsorver mais Ca2+ para o sangue. O PTH também inibe a reabsorção de HPO42– (fosfato) pelos túbulos contorcidos proximais, promovendo assim a secreção de fosfato.
A Tabela 26.4 resume a regulação hormonal da reabsorção e secreção tubulares.
PRODUÇÃO DE URINA 
Mesmo que a ingestão de líquidos seja muito variável, o volume total de líquido no corpo humano normalmente permanece estável. A homeostasia do volume de líquido corporal depende, em grande parte, da capacidade dos rins de regular a taxa de perda de água na urina. Os rins com funcionamento normal produzem um grande volume de urina diluída quando a ingestão de líquidos é elevada, e um pequeno volume de urina concentrada quando a ingestão de líquidos é baixa ou a perda de líquidos é grande. O hormônio antidiurético controla se é formada urina diluída ou urina concentrada. Se não houver HAD, a urina é muito diluída. No entanto, um nível elevado de HAD estimula a reabsorção de mais água para o sangue, produzindo a urina concentrada.
Formação de urina diluída
O filtrado glomerular tem a mesma proporção de água e partículas de solutos que o sangue; sua osmolaridade é de aproximadamente 300 mOsm/ℓ. Como observado anteriormente, o líquido que deixa o túbulo contorcido proximal ainda é isotônico em relação ao plasma. Quando está sendo formada urina diluída (Figura 26.18), a osmolaridade do líquido no lúmen tubular aumenta à medida que ele flui para baixo para a parte descendente da alça de Henle, diminui à medida que ele flui para cima pela parte ascendente, e diminui ainda mais quando ele flui pelo restante do néfron e pelo ducto coletor. Estas alterações na osmolaridade resultam das seguintes condições ao longo do trajeto do líquido tubular:
Como a osmolaridade do líquido intersticial da medula renal se torna progressivamente maior, mais e mais água é reabsorvida por osmose conforme o líquido tubular flui ao longo da parte descendente em direção à ponta da alça de Henle. (A fonte deste gradiente osmótico medular será explicada adiante.) Como resultado, o líquido que permanece no lúmen torna-se progressivamente mais concentrado.
2.As células que revestem a parte ascendente espessa da alça de Henle têm simportadores que reabsorvem ativamente o Na+, K+ e Cl– do líquido tubular (ver Figura 26.15). Os íons passam do líquido tubular para as células da parte espessa da parte ascendente, então para o líquido intersticial e, por fim, um pouco se difunde para o sangue nas arteríolas retas.
3.Embora os solutos estejam sendo reabsorvidos na parte ascendente espessa, a permeabilidade à água desta porção do néfron é sempre muito baixa, por isso a água não pode seguir por osmose. Conforme os solutos – mas não as moléculas de água – estão deixando o líquido tubular, sua osmolaridade cai para aproximadamente 150 mOsm/ℓ. O líquido que entra no tubo contorcido distal é, portanto, mais diluído do que o plasma.
4.Enquanto o líquido continua fluindo ao longo do túbulo contorcido distal, são reabsorvidos solutos adicionais, e apenas algumas moléculas de água. As células da parte inicial do túbulo contorcido distal não são muito permeáveis à água e não são reguladas pelo HAD.
5.Por fim, as células principais da parte final dos túbulos contorcidos distais e ductos coletores são impermeáveis à água quando o nível de HAD é muito baixo. Assim, o líquido tubular torna-se progressivamente mais diluído à medida que flui adiante. No momento em que o líquido tubular flui para a pelve renal, sua concentração pode estar em 65 a 70 mOsm/ℓ. Isto é quatro vezes mais diluído do que o plasma sanguíneo ou o filtrado glomerular.
Formação de urina concentrada
Quando a ingestão de água é baixa ou a perda de água é elevada (p. ex., durante a transpiração intensa), os rins precisam conservar a água enquanto eliminam escórias metabólicas e o excesso de íons. Sob influência do HAD, os rins produzem um pequeno volume de urina altamente concentrada. A urina pode ser quatro vezes mais concentrada (até 1.200 mOsm/ℓ) do que o plasma sanguíneo ou o filtrado glomerular (300 mOsm/ℓ).
A capacidade do hormônio antidiurético de causar a excreção de urina concentrada depende da existência de um gradiente osmótico de solutos no líquido intersticial da medula renal. Observe na Figura 26.19 que a concentração de solutos do líquido intersticial nos rins aumenta de aproximadamente 300 mOsm/ℓ no córtex renal para aproximadamente 1.200 mOsm/ℓ profundamente na medula renal. Os três principais solutos que contribuem para esta alta osmolaridade são Na+, Cl– e ureia. Dois fatores principais que contribuem para a formação e manutenção deste gradiente osmótico são: (1) as diferenças de soluto e permeabilidade à água e a reabsorção em diferentes porções das alças de Henle longas e ductos coletores e (2) o fluxo em contracorrente de líquido ao longo de estruturas em forma de tubo na medula renal. O fluxo em contracorrente se refere ao fluxo de líquido em sentidos opostos. Isto ocorre quando o líquido que entra em um túbulo contraria (se opõe) a um líquido que flui em um túbulo paralelo das proximidades. Exemplos de fluxo em contracorrente incluem o fluxo de líquido pelas partes descendente e ascendente da alça de Henle e o fluxo sanguíneo pelas partes ascendente e descendente das arteríolas retas. Existem dois tipos de mecanismos de contracorrente nos rins: a multiplicação em contracorrente e a troca em contracorrente.
Multiplicação em contracorrente
A multiplicação em contracorrente é o processo pelo qual um gradiente osmótico que aumenta progressivamente é formado no líquido intersticial da medula renal como resultado do fluxo em contracorrente. A multiplicação em contracorrente envolve as alças de Henle longas dos néfrons justamedulares. Observe na Figura 26.19A que a parte descendente da alça de Henle transporta líquido tubular do córtex renal profundo para a medula, e a parte ascendente transporta-o na direção oposta. Uma vez que o fluxo em contracorrente ao longo das alças descendente e ascendente da alça de Henle longa estabelece o gradiente osmótico na medula renal, diz-se que a alça de Henle longa atua como um multiplicador por contracorrente. Os rins usam este gradiente osmótico para excretar urina concentrada.
Figura 26.19 Mecanismo de concentração da urina nas alças de Henle longas dos néfrons justamedulares. A linha verde indica a presença de simportadores Na+-K+-2Cl– que reabsorvem simultaneamente esses íons para o líquido intersticial da medula renal; esta porção do néfron também é relativamente impermeável à água e à ureia. Todas as concentrações estão em miliosmóis por litro (mOsm/ℓ).
A formação da urina concentrada depende de concentrações elevadas de solutos no líquido intersticial da medula rena
A produção de urina concentrada pelos rins ocorre da seguinte maneira (Figura 26.19):
Simportadores nas células da parte ascendente espessa da alça de Henle causam um acúmulo de Na+ e Cl– na medula renal. Na parte ascendente espessa da alça de Henle, os simportadores Na+-K+-2Cl– reabsorvem Na+ e Cl– do líquido tubular (Figura 26.19A). A água não é reabsorvida neste segmento, no entanto, porque as células são impermeáveis à água. Como resultado, há um acúmulo de íons Na+ e Cl– no líquido intersticialda medula.
O fluxo em contracorrente pelas partes descendente e ascendente da alça de Henle estabelece um gradiente osmótico na medula renal. Como o líquido tubular se move constantemente da parte descendente para a parte ascendente espessa da alça de Henle, a parte ascendente espessa está constantemente reabsorvendo Na+ e Cl–. Por conseguinte, o Na+ e o Cl– reabsorvidos se tornam cada vez mais concentrados no líquido intersticial da medula renal, o que resulta na formação de um gradiente osmótico que varia de 300 mOsm/ℓ na medula externa a 1.200 mOsm/ℓ profundamente na medula interna. A parte descendente da alça de Henle é muito permeável à água, mas é impermeável a solutos, exceto a ureia. Como a osmolaridade do líquido intersticial fora da parte descendente é maior do que a do líquido tubular dentro dela, a água se move para fora da parte descendente via osmose. Isto faz com que a osmolaridade do líquido tubular aumente. À medida que o líquido prossegue ao longo da parte descendente, sua osmolaridade aumenta ainda mais: na curva fechada da alça, a osmolaridade pode chegar a 1.200 mOsm/ℓ nos néfrons justamedulares. Como você já viu, a parte ascendente da alça de Henle é impermeável à água, mas seus simportadores reabsorvem Na+ e Cl– do líquido tubular para o líquido intersticial da medula renal, de modo que a osmolaridade do líquido tubular diminui progressivamente à medida que ele flui pela parte ascendente. Na junção entre a medula e o córtex, a osmolaridade do líquido tubular cai para aproximadamente 100 mOsm/ℓ. Em geral, o líquido tubular se torna progressivamente mais concentrado conforme flui ao longo da parte descendente e progressivamente mais diluído enquanto passa ao longo da parte ascendente.
Células nos ductos coletores reabsorvem mais água e ureia. Quando o HAD aumenta a permeabilidade à água das células principais, a água se move rapidamente por osmose para fora do líquido do ducto coletor para o líquido intersticial da medula interna, e então para as arteríolas retas. Com a perda de água, a ureia deixada para trás no líquido tubular do ducto coletor torna-se cada vez mais concentrada. Como as células tubulares profundas da medula são permeáveis à ureia, ela se difunde do líquido no túbulo para o líquido intersticial da medula.
A reciclagem de ureia provoca seu acúmulo na medula renal. Conforme a ureia se acumula no líquido intersticial, um pouco dela se difunde para o líquido tubular nas partes descendente e ascendente delgada das alças de Henles longas, que também são permeáveis à ureia (Figura 26.19A). No entanto, enquanto o líquido flui pela parte ascendente espessa, túbulo contorcido distal e parte cortical do ducto coletor, a ureia permanece no lúmen porque as células nesses segmentos são impermeáveis a ela. Conforme o líquido flui pelos ductos coletores, a reabsorção de água continua via osmose porque existe HAD. Esta reabsorção de água aumenta ainda mais a concentração de ureia no líquido tubular, mais ureia se difunde para o líquido intersticial da medula renal interna, e o ciclo se repete. A transferência constante de ureia entre os segmentos do túbulo renal e o líquido intersticial da medula é chamada reciclagem de ureia. Desta maneira, a reabsorção de água a partir do líquido dos túbulos promove o acúmulo de ureia no líquido intersticial da medula renal, o que por sua vez promove a reabsorção de água. Os solutos deixados para trás no lúmen então se tornam muito concentrados, e um pequeno volume de urina concentrada é excretado.
Troca em contracorrente
A troca em contracorrente é o processo pelo qual a água e os solutos são passivamente trocados entre o sangue das arteríolas retas e o líquido intersticial da medula renal, como resultado do fluxo em contracorrente. Observe na Figura 26.19B que as arteríolas retas também consistem em alças descendentes ou ascendentes, que são paralelas uma à outra e à alça de Henle. Assim como o líquido tubular flui em direções opostas na alça de Henle, o sangue flui em direções opostas nas partes ascendente e descendente das arteríolas retas. Uma vez que o fluxo em contracorrente entre as partes descendente e ascendente das arteríolas retas possibilita a troca de solutos e água entre o sangue e o líquido intersticial da medula renal, diz-se que as arteríolas retas atuam como um trocador por contracorrente.
O sangue que entra nas arteríolas retas tem uma osmolaridade de aproximadamente 300 mOsm/ℓ. À medida que ele flui ao longo da parte descendente para a medula renal, onde o líquido intersticial se torna cada vez mais concentrado, o Na+, o Cl– e a ureia se difundem do líquido intersticial para o sangue e a água se difunde do sangue para o líquido intersticial. Mas depois que a osmolaridade aumenta, o sangue flui para a parte ascendente das arteríolas retas. Aqui, o sangue flui por uma região em que o líquido intersticial se torna cada vez menos concentrado. Como resultado, o Na+, o Cl– e a ureia se difundem do sangue de volta para o líquido intersticial, e a água se difunde do líquido intersticial de volta para as arteríolas retas. A osmolaridade do sangue que sai das arteríolas retas é apenas ligeiramente maior do que a osmolaridade do sangue que entra nas arteríolas retas. Assim, as arteríolas retas fornecem oxigênio e nutrientes para a medula renal sem extinguir nem diminuir o gradiente osmótico. A alça de Henle longa estabelece o gradiente osmótico na medula renal por meio da multiplicação em contracorrente, mas as arteríolas retas mantêm o gradiente osmótico na medula renal por troca em contracorrente.
A Figura 26.20 resume os processos de filtração, reabsorção e secreção em cada segmento do néfron e do ducto coletor.
Figura 26.20 Resumo da filtração, reabsorção e secreção no néfron e no ducto coletor.
A filtração ocorre no corpúsculo renal; a reabsorção ocorre ao longo do túbulo renal e dos ductos coletores.
NEFROLÍTIASE
INTRODUÇÃO
A litíase ou calculose urinária é conceituada como a existência de um ou mais cálculos no interior do aparelho urinário. Cálculos correspondem a estruturas cristalinas que alcançaram tamanho suficiente para causar sintomas ou serem percebidos por técnicas de imagem radiológicas. A formação de cálculos renais (nefrolitíase) representa uma condição de alta prevalência e recorrência, associada a crises álgicas intensas e de grande custo para o sistema de saúde.
A calculose urinária pode ser entendida como uma forma de biomineralização.1 E a litíase é, portanto, um processo que ocorre em um sistema biológico, que o influencia. Apesar de a urina ser frequentemente supersaturada com sais de cálcio e oxalato, na maioria das pessoas não se formam cálculos. O mecanismo exato da sequência “supersaturação-cristalização-litíase urinária” ainda não é totalmente conhecido. Fatores genéticos, dietéticos, socioeconômicos e constitucionais são considerados importantes para a formação de cálculos urinários.
A nefrolitíase deve ser diferenciada da nefrocalcinose, na qual há deposição difusa de cálcio nos rins, incluindo o parênquima, principalmente em sua porção medular.2 Hiperparatireoidismo primário, acidose tubular renal distal e hipervitaminose D são causas comuns de nefrocalcinose.
EPIDEMIOLOGIA
A nefrolitíase representa uma das afecções mais comuns do trato urinário, cuja incidência, inclusive, tem aumentado nos últimos anos, em ambos os sexos e em todas as etnias. Atinge 10 a 15% da população, com frequência maior em homens, em uma proporção de 2:1, em comparação às mulheres. A maior incidência se dá entre a 3a e 5a décadas, com taxas de recorrência, sem tratamento, de 50% em 10 anos.3 Nos EUA, o número de consultas médicas por nefrolitíase aumentou de 950 mil, no ano de 1992, para 1 milhão e 825 mil, em 2000. Em 2005, somando-se os custos diretos, por atendimentos ambulatoriais e hospitalares, e os custos indiretos, com o absenteísmo e a perda de produtividade no trabalho, a litíase urinária representou gastos de mais de 5 bilhões de dólares.4 Aproximadamente 1,3 milhão de visitas aos serviços de emergência nosEUA em 2009 foram causadas por nefrolitíase, com taxa de hospitalização de aproximadamente 20%.4 No Brasil, as informações epidemiológicas são escassas e não há estudos populacionais precisos. Pelos dados do Sistema Único de Saúde (DATASUS) obtidos em 2010, estima-se que a urolitíase foi responsável por aproximadamente 0,61% das internações em hospitais públicos, com custo médio de 240,23 dólares por admissão.5
A ocorrência da nefrolitíase apresenta acentuada variação geográfica e sazonal, muito provavelmente relacionada com a combinação de fatores genéticos (raciais) e ambientais (clima e dieta). Por exemplo, o risco de nefrolitíase parece ser menor na Ásia (1 a 5%) em relação à Europa (5 a 9%) e à América do Norte (12% no Canadá e 13% nos EUA). Na Arábia Saudita, relatam-se taxas de risco de até 20%.6 O aumento de temperatura causado pelo aquecimento global tem estimado projeções de aumento de 1,6 a 2,2 milhões de novos casos de nefrolitíase até o ano de 2050, em regiões quentes, como no Sudeste dos EUA, região conhecida pela alta frequência de cálculos urinários (stone belt).7
Tradicionalmente, a urolitíase é vista como condição aguda e benigna, apesar, obviamente, de muito dolorosa. Entretanto, tem-se demonstrado risco aumentado de doença renal crônica em portadores de cálculo renal e associação de nefrolitíase a hipertensão arterial, doença coronariana, obesidade, síndrome metabólica e diabetes melito.8,9
Em resumo, dados obtidos de vários países são concordantes em apontar aumento na frequência de urolitíase nos últimos anos, relacionados principalmente com fatores ambientais. No entanto, deve-se levar em conta a disponibilidade de métodos de imagens mais sensíveis. De fato, um estudo que analisou ecografias abdominais solicitadas por vários motivos, não associados à suspeita clínica de nefrolitíase, demonstrou a presença de cálculos renais assintomáticos em quase 9% dos exames.10
PATOGÊNESE DA NEFROLITÍASE | DO CRISTAL AO CÁLCULO
Resumidamente, pode-se admitir que a formação de cálculos se dê pelo desequilíbrio entre a solubilidade e a precipitação de sais na urina. Os rins têm como função conservar água e excretar elementos de baixa solubilidade, principalmente sais de cálcio, durante condições variáveis de clima, dieta e atividade física. Quando a excreção de sais ou a conservação de água aumenta, cristais se formam, que, por sua vez, podem então crescer e se agregar para formar um cálculo.
A Figura 29.1 ilustra três condições gerais de uma solução contendo íons ou moléculas de materiais cristalinos solúveis (p. ex., a urina). O produto de solubilidade (PS, zona de subsaturação) é o produto de concentração no qual existe equilíbrio entre a porção cristalina e a solvente, não havendo formação de novas partículas. O produto de formação (PF, zona de cristalização espontânea) refere-se ao produto de concentração no qual haverá precipitação, em velocidade significativa, mesmo sem a inclusão de materiais pré-formados ou outras superfícies cristalinas. Soluções com concentrações abaixo do PS não possibilitam a formação de cristais. Contudo, quando o produto de concentração está maior que o PS, inicia-se a nucleação, a primeira fase de formação de qualquer substância cristalina
Figura 29.1 Estados de saturação.
A região de maior interesse, dos pontos de vista químico, biológico e médico, situa-se entre o PS, abaixo do qual a cristalização não se inicia, e o PF, acima do qual a cristalização é constante. Denomina-se essa zona intermediária metaestável.12 Tem grande importância na patogenia da nefrolitíase, já que a maioria dos produtos de concentração da urina de indivíduos normais e de portadores de cálculo renal situa-se nessa faixa.13 Além disso, os fatores inibidores da cristalização exercem seus efeitos principalmente dentro desses limites.14 Dependendo do balanço entre inibição e promoção, a cristalização será ou não favorecida.
A atividade inibitória pode ser definida como a capacidade da urina em impedir a nucleação espontânea de cristais ou, se isso ocorrer, prevenir o crescimento e a agregação posteriores.15 O inibidor da cristalização deve, portanto, ser capaz de ligar-se à superfície de cristais em formação, inibindo seu crescimento ou sua agregação. Várias substâncias foram descritas como inibidoras da cristalização na urina. Pode-se classificá-las em dois grandes grupos, como descrito no Quadro 29.1: baixo peso molecular e macromoléculas, estas por definição com peso molecular acima de 6.000 dáltons. O principal argumento favorável à importância dos inibidores reside na observação de que, embora a urina da maioria da população seja supersaturada em relação a vários sais, apenas a minoria forma cálculos.
Até pouco tempo, acreditava-se que cristais formados durante o trânsito intranefro cresceriam em tamanho suficiente para ocluir a luz tubular ou que dependeriam de interações com células tubulares para serem retidos e, em seguida, crescerem.16 Todavia, estudos sugerem que, para a maioria dos cálculos de oxalato de cálcio, o processo de cristalização se inicia no interstício medular. Já em 1937, Alexander Randall observou que os cálculos frequentemente cresciam aderidos à papila renal, em áreas cobertas por depósitos intersticiais de fosfato de cálcio (placas de Randall).17 Essas placas se formariam na membrana basal dos ramos finos da alça de Henle, crescendo pelo interstício até se projetarem, erodindo para o espaço urinário subepitelial (Figura 29.2). Nessa localização, cresceriam por deposição contínua de cálcio e oxalato, se fossem mantidas condições de supersaturação. Estudos de biopsia de papila renal realizados endoscopicamente confirmaram esses achados.18 Admite-se, então, que apenas em situações de extrema supersaturação urinária, como na hiperoxalúria entérica, acidose tubular renal ou cistinúria, haveria formação de cristais intratubulares de tamanho significativo, com potencial de ocluir a luz tubular e propiciar crescimento continuado.19 Entretanto, existe alguma controvérsia sobre as placas de Randall constituírem-se em origem exclusiva da litogênese. Isso porque elas também podem ser observadas em rins de pessoas sem cálculos urinários, e alguns portadores de nefrolitíase submetidos a vários procedimentos cirúrgicos apresentam apenas mínimas quantidades de placas em suas papilas renais.
Quadro 29.1 Inibidores da cristalização urinária.
	Inibidores de baixo peso molecular
	Inibidores macromoleculares
	•Citrato
•Pirofosfato
•Magnésio
	•Osteopontina
•Nefrocalcina
•Glicosaminoglicanos
•Proteína de Tamm-Horsfall
•Fragmento urinário da protrombina
•A nefrolitíase atinge 10 a 15% da população mundial, estando envolvidos em sua gênese fatores genéticos e ambientais
•A supersaturação urinária é pré-requisito inicial para a formação de cálculos
•Inibidores podem atuar diminuindo a supersaturação urinária ou impedindo diretamente a cristalização
•A formação da placa de Randall parece ser componente importante na gênese do cálculo urinário.
TIPOS DE CÁLCULOS
Atualmente, a maioria dos cálculos tem origem renal (Figura 29.3 e Tabela 29.1). Cálculos vesicais são encontrados apenas em situações especiais, como quando há obstrução uretral, corpo estranho intravesical ou bexiga neurogênica. Também são descritos em crianças de países em desenvolvimento, formados por urato de amônio e associados à desnutrição.
Os cálculos formados por deposição de cálcio são os mais comuns, correspondendo a 70 a 80% dos casos. Na maioria das vezes, compõem-se de oxalato de cálcio e, eventualmente, em menos de 5% dos casos, podem ser de fosfato de cálcio (apatita ou brushita). Esses cálculos são formados quando há urina alcalina, que aumenta a supersaturação do fosfato, podendo ser encontrados na acidose tubular renal distal ou no hiperparatireoidismo primário. Em geral, os cálculos de cálcio são arredondados, radiodensos e não costumam apresentar aspecto coraliforme.
Cálculos de ácido úrico constituem aproximadamente 10 a 15% dos casos. Podem ser puros ou abrigar quantidades variáveis de cálcio. Caracteristicamente,