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FUNÇÃO RENAL
Os rins são órgãos retroperitoneais com irrigação
própria, sendo responsáveis por cerca de 20% do
débito cardíaco. A urina, formada pelos rins, é
conduzida pelos ureteres até a bexiga, onde é
armazenada até o reflexo da micção ser ativado. Os
rins possuem duas regiões principais: córtex e
medula, que formam o parênquima renal. Nos rins,
estão os néfrons, unidades funcionais responsáveis
pela produção de urina. O trajeto da urina começa
nos néfrons, passando pelos cálices renais, pela
pelve renal, até alcançar os ureteres.
Os glomérulos estão localizados no córtex e fazem
parte do néfron, que compreende cápsula de
Bowman, túbulo contorcido proximal, alça de Henle,
túbulo contorcido distal e ducto coletor. Apesar de
terem origem no córtex, partes do néfron, como a
alça de Henle e o ducto coletor, podem alcançar a
medula.
O sistema vascular renal é complexo. A arteríola
aferente dá origem a capilares glomerulares, que
passam para a arteríola eferente e formam os
capilares peritubulares. Podócitos envolvem os
capilares glomerulares, formando uma barreira de
filtração. As células mesangiais, presentes nos
glomérulos, possuem capacidade contrátil,
influenciando a filtração glomerular. O líquido filtrado
no espaço de Bowman segue para os túbulos renais,
onde é processado para formar a urina.
Nos túbulos renais, junções aderentes impedem a
passagem de água entre as células, permitindo sua
absorção diretamente pelas células sob influência
hormonal, como o hormônio antidiurético (ADH). No
túbulo proximal, microvilosidades aumentam a
superfície de contato para maior absorção.
Funções Renais
Os rins desempenham papel fundamental na
conservação de água corporal, garantindo a
manutenção da homeostase. Como o sangue é
majoritariamente composto por água, o volume
sanguíneo influencia diretamente a pressão arterial.
O balanço hídrico é crucial: enquanto ganhamos
cerca de 2,2 litros de água por dia pela alimentação e
0,3 litros pelo metabolismo, perdemos 0,9 litros pela
transpiração e respiração, 0,1 litro pelas fezes e 1,5
litros pela urina. Assim, o volume ingerido deve se
igualar ao volume excretado. Os rins regulam quanta
água será reabsorvida ou excretada, sendo a taxa de
filtração glomerular (TFG) um parâmetro importante
nesse controle.
Processos Renais
Os rins realizam três processos essenciais nos
néfrons: filtração, reabsorção e secreção. A filtração
ocorre nos glomérulos, produzindo o filtrado
glomerular. Esse líquido é processado ao longo dos
túbulos renais, onde ocorre a reabsorção de
substâncias úteis e a secreção de resíduos.
Processamento do Filtrado Glomerular
O líquido isosmótico que sai do túbulo proximal
torna-se mais concentrado no ramo descendente da
alça de Henle, enquanto no ramo ascendente grosso
ocorre a remoção de solutos, resultando em um
líquido hiposmótico. Hormônios regulam a
permeabilidade do néfron distal e do ducto coletor à
água e aos solutos, determinando a osmolaridade
final da urina.
Quanto mais profundamente o glomérulo está na
medula, maior é a osmolaridade local, favorecendo a
saída de água para o meio extracelular, onde está o
sistema capilar, permitindo seu retorno à circulação.
Já na porção superior do néfron, impermeável à
água, a osmolaridade é menor, promovendo a saída
de íons para o meio extracelular. Esse processo
resulta em uma medula hipertônica e urina
hipotônica, garantindo a concentração adequada da
urina e a regulação do equilíbrio hídrico e eletrolítico
do organismo.
Filtração Glomerular
A filtração ocorre nos capilares glomerulares, que
estão envolvidos por podócitos, células
especializadas que compartilham a membrana basal
com os capilares. Os podócitos possuem extensões
denominadas pedicelos, que funcionam como
microvilosidades, aumentando a área de contato
para filtração e formando uma barreira de filtração
seletiva.
O processo de filtração glomerular é altamente
eficiente. Do total de plasma que entra pela arteríola
aferente (100%), cerca de 20% é filtrado no
glomérulo. Deste volume filtrado, 19% é reabsorvido
ao longo do néfron e menos de 1% do volume total é
excretado como urina. Isso significa que mais de
99% do plasma filtrado retorna à circulação
sistêmica, o que demonstra a alta capacidade de
reabsorção dos rins.
Pressão no Processo de Filtração
A pressão de filtração é determinada por diferentes
forças que atuam nos capilares glomerulares
- A pressão hidrostática no capilar glomerular (55
mmHg) impulsiona o líquido em direção ao espaço
de Bowman.
- A pressão hidrostática no espaço capsular (15
mmHg) age no sentido oposto, empurrando o
líquido de volta para o capilar.
- A pressão coloidosmótica dos capilares (30 mmHg),
causada pelas proteínas plasmáticas, também atua
contra a filtração.
A pressão líquida resultante de 10 mmHg favorece a
passagem do líquido para a cápsula de Bowman.
Essa pressão predominante é essencial para o
processo de filtração.
Os rins possuem mecanismos de autorregulação
para manter a taxa de filtração glomerular (TFG)
quase constante, mesmo quando a pressão arterial
média varia entre 80 e 180 mmHg. Isso impede que
flutuações na pressão arterial comprometam o
processo de filtração. Diariamente, cerca de 180
litros de filtrado glomerular são produzidos, o que
significa que o sangue é filtrado completamente
várias vezes ao dia.
Taxa de Filtração Glomerular (TFG)
A TFG é regulada pelo controle do fluxo sanguíneo
renal. Um aumento no fluxo sanguíneo eleva a
pressão hidrostática nos capilares glomerulares, o
que aumenta a TFG. Para reduzir a TFG, a arteríola
aferente se contrai, enquanto a arteríola eferente
relaxa. O oposto ocorre para aumentar a TFG: a
arteríola aferente relaxa e a arteríola eferente se
contrai.
Taxa de Depuração
A taxa de depuração mede a eficiência com que uma
substância é removida do plasma pelos rins,
expressa em mililitros por minuto (mL/min). Para
calcular, considera-se a quantidade de uma
substância filtrada e excretada na urina. Por
exemplo, a inulina, uma substância que não é
reabsorvida nem secretada pelos rins, possui uma
depuração igual à TFG, de 100 mL/min. Já a
creatinina, um produto do metabolismo muscular, é
usada como marcador clínico da função renal porque
é excretada eficientemente, com pouca reabsorção
ou secreção tubular.
Aparelho Justaglomerular
O aparelho justaglomerular é uma estrutura que
regula a função renal com base no fluxo sanguíneo e
tubular. Ele está localizado na interface entre a alça
de Henle e o túbulo distal.
Esse aparelho inclui:
- Células da mácula densa: Detectam alterações no
fluxo tubular distal e liberam substâncias parácrinas
que modulam o diâmetro da arteríola aferente.
- Células granulares: Localizadas ao redor das
arteríolas renais, são responsáveis pela secreção
de renina, um hormônio importante para a
regulação da pressão arterial.
Quando a TFG aumenta, o fluxo no túbulo renal
também se eleva. As células da mácula densa
detectam essa mudança e liberam substâncias
parácrinas que causam a constrição da arteríola
aferente. Essa constrição aumenta a resistência ao
fluxo sanguíneo, reduz a pressão hidrostática no
glomérulo e, consequentemente, diminui a TFG.
Esse mecanismo garante o equilíbrio da filtração,
mesmo diante de alterações hemodinâmicas.
Reabsorção
A reabsorção é o processo pelo qual substâncias
úteis presentes no filtrado glomerular, como água,
eletrólitos e nutrientes, são recuperadas e devolvidas
à circulação. O filtrado glomerular, ao sair do
glomérulo, possui composição semelhante ao líquido
intersticial. Nesse processo, o sódio é transportado
ativamente pelas células tubulares, criando um
gradiente eletroquímico que impulsiona a reabsorção
de outros íons e moléculas. Os ânions seguem esse
gradiente, enquanto a água move-se por osmose,
acompanhando a reabsorção de solutos. Outros
solutos, cuja concentração aumenta à medida que o
volume de líquido no lúmen diminui, são absorvidos
por difusão.
Substâncias podem atravessar o epitélio tubular de
duas maneiras:
- Transcelularmente: Passam pelo interior das células
por meiode transportadores específicos ou difusão
(no caso de moléculas lipofílicas).
- Paracelularmente: Movem-se entre as células,
especialmente a água, que segue os solutos por
osmose.
O transporte de algumas substâncias pode ser
influenciado pelo pH, devido à sua ionização.
Substâncias ionizadas em pH urinário (cerca de 6,
levemente ácido) tendem a atravessar mais
facilmente o epitélio renal.
Reabsorção de Sódio
A reabsorção de sódio é essencial para criar os
gradientes osmótico e elétrico necessários para o
transporte de água e outros solutos.
O sódio entra nas células tubulares a partir do lúmen
do túbulo através de proteínas de membrana,
movendo-se a favor de seu gradiente eletroquímico.
Na superfície basolateral, o sódio é bombeado para o
líquido intersticial por meio da Na⁺/K⁺-ATPase, um
transporte ativo primário que mantém uma baixa
concentração intracelular de sódio (15 mmol/L
comparado a 145 mmol/L no líquido intersticial). A
atividade da Na⁺/K⁺-ATPase também cria um
potencial de membrana, contribuindo para a força
motriz elétrica que favorece a entrada de sódio na
célula.
O sódio é frequentemente reabsorvido em
co-transporte com outras substâncias, como glicose
e aminoácidos. Esse transporte cria um gradiente
osmótico que atrai água para ser reabsorvida.
O antiporte Na⁺/H⁺ também participa do equilíbrio
ácido-base nos túbulos proximais. Nesse processo o
H⁺ é secretado e se combina com bicarbonato
(HCO₃⁻), formando CO₂ com a ajuda da enzima
anidrase carbônica (CA). O CO₂ difunde-se para
dentro da célula, onde reage novamente com água
para formar H⁺ e HCO₃⁻. O H⁺ é secretado
novamente, enquanto o bicarbonato é reabsorvido
junto com sódio, contribuindo para a regulação do pH
no sangue.
A glutamina também pode ser metabolizada nos
túbulos proximais, formando íons amônio (NH₄⁺) e
bicarbonato. O NH₄⁺ é excretado, enquanto o
bicarbonato é reabsorvido.
Reabsorção de Glicose
O transporte de glicose está associado ao gradiente
de sódio. No lúmen do túbulo, há alta concentração
de sódio e baixa concentração de glicose
A proteína SGLT (co-transportador sódio-glicose) usa
o gradiente de sódio para mover a glicose para
dentro da célula contra o seu gradiente de
concentração. Na superfície basolateral, a glicose
difunde-se para fora da célula através do
transportador GLUT, enquanto o sódio é bombeado
para fora pela Na⁺/K⁺-ATPase.
O transporte de glicose possui um limite, chamado
transporte máximo (Tm), que representa a
capacidade máxima de reabsorção antes que os
transportadores sejam saturados. O limiar renal é a
concentração plasmática na qual a saturação ocorre,
fazendo com que a glicose comece a aparecer na
urina.
Alça de Henle
A alça de Henle desempenha um papel crucial na
concentração do filtrado e na formação do gradiente
osmótico renal. O filtrado que entra no ramo
descendente torna-se progressivamente mais
concentrado, pois perde água para o líquido
intersticial hipertônico circundante. Esse processo é
permitido pela alta permeabilidade à água desse
segmento e é sustentado pela remoção de água
pelos vasos retos, que garantem que o interstício
continue hipertônico. Já no ramo ascendente, ocorre
reabsorção ativa de sódio, potássio e cloro, enquanto
a parede é impermeável à água. Isso faz com que o
filtrado que sai da alça de Henle torne-se
hiposmótico, saindo com uma concentração de cerca
de 100 mOsm, mesmo tendo entrado com 1200
mOsm.
Aldosterona e Reabsorção de Sódio
A aldosterona é um hormônio que regula a
reabsorção de sódio nos néfrons, principalmente nos
túbulos distais e ductos coletores. Ela induz a
expressão de canais de sódio (ENaCs), permitindo
maior reabsorção desse íon. Cerca de 65% do sódio
filtrado é reabsorvido no túbulo proximal, 25% na
alça de Henle, 5% pelo transportador simporte
Na⁺/Cl⁻ no túbulo distal e 5% pelos canais
controlados pela aldosterona no ducto coletor. O
sódio é um dos principais íons reabsorvidos devido à
sua importância no equilíbrio hidroeletrolítico e na
manutenção da pressão arterial.
Reabsorção de Cálcio
A reabsorção de cálcio ocorre principalmente no
túbulo distal e é regulada pelo paratormônio (PTH). O
cálcio entra na célula tubular por meio de canais
iônicos e sua concentração intracelular é controlada
por proteínas que o ligam, reduzindo sua atividade
livre no citoplasma. O cálcio é então transportado
para fora da célula por bombas de ATPase de cálcio,
sendo reabsorvido no interstício. Esse processo é
essencial para a manutenção do equilíbrio de cálcio
no organismo.
Ducto Coletor e Regulação Ácido-Base
O ducto coletor é fundamental no controle do pH
sanguíneo. As células intercaladas do tipo A atuam
durante a acidose, eliminando H⁺ para a urina por
meio da enzima anidrase carbônica (AC), enquanto
reabsorvem HCO₃⁻. Já as células intercaladas do tipo
B funcionam durante a alcalose, secretando
bicarbonato na urina e reabsorvendo H⁺. Esse
mecanismo regula o pH do sangue de forma lenta,
ajustando o equilíbrio ácido-base de acordo com as
necessidades do organismo.
Secreção
A secreção tubular é responsável por eliminar
substâncias do sangue que não foram filtradas no
glomérulo ou que precisam ser excretadas em maior
quantidade. Substâncias como ânions orgânicos
(transportados pelos OATs) e cátions orgânicos
(transportados pelos OCTs) são excretadas pelos
túbulos. Esses transportadores atuam no túbulo
proximal e têm papel importante na eliminação de
medicamentos e metabólitos.
Transporte de PAH
O ácido p-amino-hipúrico (PAH) é um exemplo
clássico de substância que é quase totalmente
excretada pelos rins. Ele é filtrado no glomérulo e,
em seguida, secretado nos túbulos proximais sem
ser reabsorvido. A relação do PAH com a saturação
ocorre porque os transportadores que secretam o
PAH têm uma capacidade limitada. Quando essa
capacidade é atingida, qualquer PAH adicional no
plasma não é secretado, refletindo o conceito de
transporte máximo. Isso permite o uso do PAH como
marcador para avaliar o fluxo plasmático renal.
Manejo da Água
A maior parte da água filtrada pelos rins é
reabsorvida no túbulo proximal, onde acompanha a
reabsorção de solutos como sódio e glicose por
osmose. Em seguida, parte da água pode ser
reabsorvida no ramo descendente da alça de Henle
devido ao gradiente osmótico criado pelo interstício
hipertônico. O controle fino da reabsorção de água
ocorre no ducto coletor, onde a permeabilidade à
água é regulada pelo hormônio antidiurético (ADH).
Esse mecanismo ajusta a concentração da urina e a
retenção hídrica no organismo.
Manejo da Ureia
A ureia é uma substância nitrogenada produzida no
fígado e excretada pelos rins. Cerca de 50% da ureia
no filtrado é reabsorvida passivamente no túbulo
proximal, enquanto o restante é secretado na alça de
Henle. No ducto coletor, sob a influência do ADH,
parte da ureia é reabsorvida novamente para o
interstício medular, contribuindo para o gradiente
osmótico que auxilia na concentração da urina. Esse
manejo eficiente garante a eliminação adequada de
ureia e a manutenção do equilíbrio osmótico nos rins.