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Filtração Glomerular SUMÁRIO 1. Introdução ..........................................................................................................3 2. A filtração glomerular (FG) ..................................................................................3 3. Membrana capilar glomerular .............................................................................4 4. Determinantes da filtração glomerular ................................................................7 5. Fluxo sanguíneo renal .......................................................................................10 6. Autorregulação da FG .......................................................................................12 7. Doenças glomerulares ......................................................................................15 REFERÊNCIAS .................................................................................................................. 17 Filtração Glomerular 3 1. INTRODUÇÃO O primeiro passo na formação da urina é a filtração de grandes quantidades de lí- quidos através dos capilares glomerulares da cápsula de Bowman – quase 180 litros por dia. A maior parte desse filtrado é reabsorvido, deixando apenas cerca de 1 litro de líquido para excreção diária, a depender da ingestão. A elevada taxa de filtração glomerular depende da alta taxa de fluxo sanguíneo renal, bem como propriedades especiais das membranas dos capilares glomerulares. Se liga! Por meio da membrana capilar, as forças hidrostáticas e coloidosmóticas se equilibram. O coeficiente de filtração capilar é o resultado da multiplicação da permeabilidade pela área de superfície de filtração dos capilares. 2. A FILTRAÇÃO GLOMERULAR (FG) Segundo Guyton e Hall (2017, p. 951), a filtração glomerular é determinada pelo: • Balanço das forças hidrostáticas e coloidosmóticas, atuando através da mem- brana capilar. • Coeficiente de filtração capilar (Kf), o produto da permeabilidade e da área de superfície de filtração dos capilares. A filtração glomerular corresponde a cerca de 20% do fluxo plasmático renal (FPR) e possuem elevada intensidade de filtração, maior que a maioria dos outros capila- res; isso se deve à alta pressão hidrostática glomerular e ao alto Kf. No ser humano adulto médio, a FG é cerca de 125mL/dia ou 180L/dia. A fração do filtrado é: FG/FPR. Filtração Glomerular 4 Figura 1: Valores médios do fluxo plasmático renal total, do filtrado glomerular, da reabsorção tubular e da velocidade de fluxo da urina. Fonte: Elaborado pelo autor. Observe que na Figura 1 o FG é, em média, cerca de 20% do FPR, enquanto a velo- cidade de fluxo da urina é inferior a 1% do FG. Portanto, mais de 99% do líquido filtra- do normalmente é reabsorvido. 3. MEMBRANA CAPILAR GLOMERULAR A membrana capilar glomerular possuem 3 camadas principais: • Endotélio capilar; • Membrana basal; • Camada de células epiteliais (podócitos). Saiba mais Juntas, essas camadas compõem uma barreira à filtração que, apesar das 3 camadas, filtra diversas centenas de vezes mais água e solutos do que a membrana capilar normal. O endotélio capilar é perfurado por milhares de pequenos orifícios chamados de fenestrações e, por isso, possui uma alta intensidade de filtração. As fenestrações são grandes, porém as proteínas das células endoteliais são ri- camente dotadas de cargas fixas negativas que impedem a passagem de proteínas plasmáticas. Filtração Glomerular 5 Figura 2: A. Ultraestrutura básica dos capilares glomerulares. B. Corte transversal da membrana capilar glomerular e seus principais componentes: endotélio capilar, membrana basal e epitélio (podócitos). Fonte: Elaborado pelo autor. A membrana basal é formada pela lâmina basal juntamente com fibras reticulares e complexos de proteoglicanas e glicoproteínas. Além disso, reveste o endotélio e consiste em uma rede de colágeno e fibrilas proteoglicanas com aberturas entre si, que permitem a filtração de água e pequenos solutos. A camada de células epiteliais recobre a superfície externa do glomérulo. Essas células não são contínuas, mas têm longos processos semelhantes a pés (podóci- tos), que são células do epitélio visceral dos rins que revestem a superfície externa dos capilares. Também possuem restrições às proteínas plasmáticas. Filtração Glomerular 6 MEMBRANA BASAL GLOMERULAR Podócitos Membrana capilar glomerular Presença de podócitos externamente Células epiteliais polarizadasFenestrado Reveste endotélio Trama de colágeno e fibrilas proteoglicanas Endotélio capilar Membrana basal Proteínas plasmáticas não passam Passa água e pequenos solutos Fonte: Elaborado pelo autor. Grandes moléculas, com cargas negativas, são filtradas menos facilmente que moléculas com carga positiva com igual dimensão molecular. A albumina, por exemplo, tem filtração restrita por causa de sua carga negativa e da repulsão eletrostática exercida pelas cargas negativas dos proteoglicanos presen- te nas paredes dos capilares glomerulares. Se liga! Em certas doenças renais, as cargas negativas são per- didas e algumas proteínas com baixo peso molecular, como a albumina, são filtradas e aparecem na urina, condição conhecida como proteinúria ou albuminúria. Filtração Glomerular 7 4. DETERMINANTES DA FILTRAÇÃO GLOMERULAR Como já vimos, a FG é determinada pela soma das forças hidrostáticas e coloi- dosmóticas através da membrana glomerular, que fornecem a pressão efetiva da filtração e pelo coeficiente glomerular Kf (FG = Kf x Pressão líquida da filtração). A pressão efetiva representa a soma das pressões hidrostáticas e da pressão co- loidosmótica, que favorecem ou se opõem à filtração. Essas forças incluem: • A pressão hidrostática nos capilares glomerulares que promove a filtração; • A pressão hidrostática na cápsula de Bowman que se opõe à filtração; • A pressão coloidosmótica das proteínas plasmáticas que se opõe à filtração e à pressão coloidosmótica das proteínas da cápsula de Bowman, que promove filtração. Se liga! O aumento no coeficiente de filtração glomerular eleva a FG. Além disso, algumas doenças diminuem o coeficiente de filtração, pela diminuição do número de capilares glomerulares funcionantes como, por exem- plo: Hipertensão crônica não controlada e diabetes melitus. A pressão hidrostática aumentada na cápsula de Bowman diminui a FG Em adultos, a pressão hidrostática na cápsula de Bowman é de cerca de 18mmHg. É bom saber que a precipitação de cálcio ou do ácido úrico pode levar à formação de cálculos que se alojam no trato urinário, frequentemente no ureter e, dessa manei- ra, obstruem a eliminação da urina e aumentam a pressão da cápsula de Bowman, podendo ocasionar hidronefrose (distensão e dilatação da pelve renal e dos cálices). A pressão coloidosmótica capilar aumentada reduz a FG À medida que o sangue passa das arteríolas aferentes para eferentes, há aumento de proteínas plasmáticas. A partir disso, dois fatores influenciarão a pressão coloi- dosmótica nos capilares glomerulares: Filtração Glomerular 8 • Pressão coloidosmótica no plasma arterial; • Fração de plasma filtrada pelos capilares glomerulares. Sendo assim, aumentando-se a pressão coloidosmótica do plasma arterial, au- menta-se a pressão coloidosmótica nos capilares glomerulares; diminuindo a FG e aumentando-se a fração de filtração, também se concentram as proteínas plasmáti- cas e se eleva a pressão coloidosmótica glomerular. Se liga! A filtração glomerular sofre influências diretamente pro- porcionais do fluxo sanguíneo, à medida que o fluxo aumenta, a FG também aumenta, e quando o fluxo diminui, a FG também diminui. Figura 3: Aumento na pressão coloidosmótica no plasma que flui através dos capilares glomerulares. Fonte: Elaborado pelo autor. A pressão hidrostática capilar glomerular aumentada eleva a FG A pressão hidrostática glomerular é determinada por três variáveis: • Pressão arterial; • Resistência arteriolaraferente; • Resistência arteriolar eferente. Quando a pressão arterial está elevada, pode haver um aumento da filtração glo- merular pelo aumento da pressão hidrostática glomerular. A resistência aumentada das arteríolas aferentes reduz a pressão hidrostática glomerular, reduzindo a FG. De modo oposto, a resistência aumentada das arteríolas eferentes eleva tanto a pressão hidrostática glomerular quanto a FG. Filtração Glomerular 9 Não se esqueça! Aumento da resistência arteriolar aferente: Diminuição do fluxo sanguíneo, di- minuição da pressão hidrostática glomerular e diminuição da FG. Aumento da resistência arteriolar eferente: Diminuição do fluxo sanguíneo, au- mento da pressão hidrostática glomerular e aumento da FG. É importante saber também que a constrição arteriolar eferente tem efeito bifási- co. Em níveis moderados de constrição, há aumento da FG, mas com altos níveis de constrição, há diminuição da FG. A causa primária para eventual diminuição é a seguinte: conforme a constrição eferente se agrava e a concentração de proteínas aumenta, ocorre elevação rápida não linear da pressão coloidosmótica causado pelo efeito Donnan; quanto maior a pressão proteica, mais rapidamente a pressão coloidosmótica se elevará por causa da interação dos íons. A constrição da arteríola aferente diminui a FG, e o efeito da constrição na arterío- la eferente depende da intensidade de constrição. Diminuição da filtração glomerular Aumento da resistência arteriolar aferente Aumento da filtração glomerular Aumento da pressão hidrostática glomerular Diminuição do fluxo sanguíneo Diminuição da pressão hidrostática glomerular Diminuição do fluxo sanguíneo Aumento da resistência arteriolar eferente Mapa mental: Aumento da resistência arteriolar aferente e eferente. Fonte: Elaborado pelo autor. Filtração Glomerular 10 Figura 4: Efeito dos aumentos na resistência arteriolar aferente (RA, parte superior) ou na resistência arteriolar eferente (RE, parte inferior) no fluxo sanguíneo renal, na pressão hidrostática glomerular e no filtrado glomerular. Fonte: Guyton, Hall, 2017. 5. FLUXO SANGUÍNEO RENAL O fluxo sanguíneo renal pode ser quantificado pela diferença entre o gradiente de pressão da artéria renal pela veia renal e divide-se esse valor pela resistência vascu- lar total. Sua regulação influencia diretamente na filtração glomerular e nas funções renais. O consumo de oxigênio pelos rins está associado à quantidade de sódio que será reabsorvido pelos túbulos renais, uma vez que esse mecanismo garante a ho- meostase do fluxo sanguíneo renal. Saiba mais! A resistência vascular é composta por artérias interlobulares, arteríolas aferentes e eferentes. Sua regulação ocorre pelo sis- tema nervoso simpático, pelas funções neuroendócrinos hormonais e pelo controle local. O aumento da resistência de qualquer um desses segmentos tende a reduzir o fluxo sanguíneo renal, enquanto a diminuição da resistência aumenta o fluxo sanguíneo se as pressões na artéria e veia renal permanece- rem constantes. Filtração Glomerular 11 As variáveis pressão hidrostática e coloidosmótica determinantes da FG são in- fluenciados pelo sistema nervoso simpático, por hormônios e por autacoides (subs- tâncias vasoativas que são liberadas nos rins agindo localmente). Pressão hidrostática DETERMINANTES DA FG Sistema nervoso simpático Angiotensina II Constrição das arteríolas eferentes Constrição arteriolar Pressão coloidosmótica Hormônios Norepinefrina, epinefrina e endotelina Constrição dos vasos renais e ↓ FG ↓ fluxo sanguíneo renal e FG Óxido nítrico e prostaglandinas Neutralizam efeito de vasoconstrição da Ang. II Substâncias vasoativas São influenciadas por: Ativação Mapa mental: Determinantes da FG. Fonte: Elaborado pelo autor. A intensa ativação do sistema nervoso simpático diminui a FG A forte ativação de nervos simpáticos renais pode produzir constrição das arterí- olas renais e diminuir o fluxo sanguíneo renal e a FG. Mesmos aumentos ligeiros na atividade simpática renal podem provocar uma redução na excreção de sódio e água, ao elevar a reabsorção tubular renal. Filtração Glomerular 12 Controle hormonal e autacoide na circulação renal Norepinefrina, epinefrina e endotelina causam vasoconstrição no rim e reduzem a FG. A angiotensina II é capaz de causar a vasoconstrição de arteríolas eferentes. Receptores para a angiotensina II estão presentes em praticamente todos os vasos sanguíneos dos rins. No entanto, os vasos sanguíneos glomerulares, especialmen- te as arteríolas aferentes, aparentam estar relativamente protegidos da constrição mediada por angiotensina II, na maioria das condições fisiológicas associadas à ati- vação; por exemplo, dietas com baixo aporte de sódio ou baixa pressão de perfusão renal causada pela estenose da artéria renal. Essa proteção se deve à liberação de vasodilatadores, especialmente óxido nítrico e prostaglandinas, que são capazes de atenuar a vasoconstrição da angiotensina II. As arteríolas eferentes são muitos sensíveis à angiotensina II, causando constri- ção. O aumento de ang. II aumenta a pressão hidrostática do glomérulo à medida que o fluxo sanguíneo renal é reduzido. O aumento de ang. II está relacionado à re- dução da pressão arterial ou de depleção volumétrica que tende a diminuir a FG. O óxido nítrico derivado do endotélio diminui a resistência vascular renal e aumen- ta a FG. Prostaglandinas e bradicininas reduzem a resistência vascular renal e aumentam a FG, ou seja, causam vasodilatação e aumento do fluxo sanguíneo renal. 6. AUTORREGULAÇÃO DA FG A função primária da autorregulação do fluxo sanguíneo é garantir o suprimento de oxigênio e de nutrição basal, bem como depurar os metabolitos que não serão uti- lizado pelo corpo. A FG normalmente permanece autorregulada apesar de consideráveis flutuações da pressão arterial que ocorrem durante as atividades diárias da pessoa. Filtração Glomerular 13 Figura 5: Autorregulação do fluxo sanguíneo renal e da taxa de filtração glomerular, com perda da autorregulação do fluxo urinário durante alterações na pressão arterial. Fonte: Elaborado pelo autor. Se liga! Na ausência da autorregulação, um aumento relativamente pequeno na pressão sanguínea poderia causar aumento semelhante de 25% na FG. As variações de pressão arterial costumam exercer muito menos efeito sobre o volume da urina por dois motivos: • Autorregulação renal evita grandes alterações da FG; • Existem mecanismos adaptativos adicionais nos túbulos renais que permite aumentar a intensidade da reabsorção quando a FG se eleva, fenômeno conhe- cido como balanço glomerulotubular. Até mesmo com os mecanismos, variações na pressão arterial ainda têm efeitos significativos na excreção renal de água e sódio, isso é conhecido como diurese pressórica ou natriurese pressórica. Feedback tubuloglomerular e autorregulação da FG Os rins tem um mecanismo especial de feedback que relaciona as mudanças na concentração de cloreto de sódio na mácula, densa com a regulação da resistência arteriolar renal e da regulação própria realizada pela filtração glomerular. Essa corre- lação garante a manutenção contínua de cloreto de sódio ao túbulo distal e atua na redução das flutuações da excreção renal. Filtração Glomerular 14 Os componentes da regulação tubuloglomerular são: • Mecanismo de feedback arteriolar aferente; • Mecanismo de feedback arteriolar eferente. Esses mecanismos dependem da disposição anatômica especial do complexo justaglomerular. Esse complexo consiste de células da macula densa na parte inicial do túbulo distal e de células justaglomerulares nas paredes das arteríolas aferentes e eferentes. A redução de cloreto de sódio na mácula densa provoca vasodilatação das arterí- olas aferentes e maior liberação de renina. Essa renina liberada por essas células funciona como enzima, que aumenta a formação de ang. I que é convertida emang. II. Por fim, a ang. II contrai as arteríolas eferentes, o que eleva a pressão hidrostática e auxilia no retorno da FG ao normal. O bloqueio de formação da ang. II reduz adicionalmente a FG durante a hipoperfusão renal. Figura 6: Mecanismo de feedback da mácula densa para autorregulação da pressão hidrostática glomerular e da taxa de filtração glomerular (FG) durante a diminuição da pressão arterial renal. Fonte: Elaborado pelo autor. O uso de equações desenvolvidas para o cálculo da estimativa da filtração glo- merular fornece boas métricas para a avaliação da função renal. Entretanto, confor- me o grupo estudado, há variações entre as correlações de massa muscular, idade, sexo e etnia. Filtração Glomerular 15 7. DOENÇAS GLOMERULARES Epidemiologia As doenças glomerulares causadas por infecções podem se manifestar com he- matúria microscópica assintomática e albuminúria e, em alguns casos insuficiência renal oligúrica. Pode haver edema e o aparecimento de doença renal crônica. Síndrome nefrótica Lesão glomerular de natureza primária (idiopática) ou secundária (várias doenças) com alteração da permeabilidade da membrana basal glomerular. Essa síndrome é definida pela ocorrência de albuminúria superior a 3 a 3,5 g/dia, acompanhada de hipoalbuminemia, edema e hiperlipidemia. Sintomas como emagrecimento, edema e aumento da pressão são recorrentes. O tratamento deve ser individualizado conforme a causa. A anticoagulante não deve ser realizada, exceto se houver eventos trombóticos. Diuréticos podem ser utili- zados para tratar o edema. Síndrome nefrítica Nessa síndrome, há uma junção de sinais e sintomas resultantes do início abrup- to de edema, hipertensão arterial sistêmica, oligúria, redução da função renal e al- teração no sedimento urinário e, portanto, há uma diminuição da taxa de filtração glomerular. Os pacientes podem apresentar edema periorbitário e facial, anasarca, oligúria, alteração da coloração da urina, hipertensão por conta da sobrecarga de volume e, além disso, pode ocorrer congestão pulmonar e dispneia. SÍNDROME NEFRÓTICA SÍNDROME NEFRÍTICA Edema Edema Proteinúria Hematúria Hipoproteinemia Hipervolemia Fonte: Elaborado pelo autor. Filtração Glomerular 16 Ex: Albumina Sistema nervoso simpático Carga positiva MAPA MENTAL FILTRAÇÃO GLOMERULAR Carga negativa Pequenas moléculas Grandes moléculas Hormônios e substâncias vasoativas Forças hidros- táticas e coloi- dosmósticas Coeficiente de filtração capilar Cápsula: ↑ PH = ↓ FG Endotélio capilar Membrana capilar glomerular FILTRAÇÃO GLOMERULAR Capilar: ↑ PC = ↓ FG Podócitos Membrana basal Capilar: ↑ PH = ↑ FG Aumento da resistência aferente ↓ da FG ↓ da PH ↓ do fluxo sang Autorregulação da FG Aumento da resistência eferente ↑ da FG ↑ da PH ↑ do fluxo sang Feedback tubuloglo- merular Filtração facilitada Filtração dificultada Influenciadas por: Determinada por: Fonte: Elaborado pelo autor. Filtração Glomerular 17 REFERÊNCIAS Hall JE, Guyton AC. Guyton & Hall tratado de fisiologia médica. 13. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2017. Neuma T, Araujo R, Karingy A. Glomerular filtration rate estimated in adults: characteristics and limitations of equations used. Rio Grande do Norte, 2016. Goldman L, Ausiello D. Cecil Medicina Interna. 24. ed. SaundersElsevier, 2012. sanarflix.com.br Copyright © SanarFlix. Todos os direitos reservados. Sanar Rua Alceu Amoroso Lima, 172, 3º andar, Salvador-BA, 41820-770
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