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02/05/17 Fisiologia II
Aula 1 - Hemodinâmica renal e filtração glomerular
O rim tem como principal função fazer a filtragem do liquido extracelular e excretar as substancias que devem ser eliminadas do corpo. Cada um dos rins está conectado ao ureter, que leva a urina pronta ate a vesícula urinaria para que a urina fique armazenada até que o individuo possa fazer a micção. Nas aves ocorre o contrario, a urina vai até a cloaca, uma vez que elas não têm vesícula urinária. A cloaca faz um movimento de peristalse reversa e manda a urina ao intestino grosso, que vai ser responsável por reabsorver água e eliminar a urina com as fezes.
Algumas espécies de roedores de deserto tem uma alça de Henle muito longa, indo até a medular do rim. O tamanho da alça de Henle é determinante para o quanto o animal consegue absorver de água, quanto maior a alça de Henle mais eles conseguem concentrar a urina e absorver água. Isso ocorre, além de algumas espécies de rato, em também algumas espécies de ruminantes. As aves não tem o mecanismo de concentrar a urina, estão constantemente produzindo urina.
Nos mamíferos, enquanto todos os sistemas neuroendócrinos vão agir sobre o rim com o objetivo principal de controlar a excreção e absorção de água e sódio, nas aves esse mesmo mecanismo vai agir nos rins e no intestino grosso, pois é lá que ocorre a absorção de água, por isso nesses locais há receptores de ADH por exemplo.
Os rins também são responsáveis pelo controle da pressão arterial de longo prazo junto com o sistema cardiovascular. Eles fazem isso controlando o volume de água do corpo que vai ser reabsorvido ou excretado e também o volume excretado ou absorvido de sódio, uma vez que a pressão arterial é a pressão que o sangue faz contra a parede dos vasos.
Quanto à morfologia os rins são divididos em córtex e medula. A região do córtex fica bem abaixo da capsula renal, é a região mais externa do rim e é onde encontramos a maior parte dos glomérulos, enquanto que na região medular é encontrada a alça de Henle e os ductos coletores.
Quanto às funções dos rins podemos citar: controlar o volume de liquido do corpo pela filtração do plasma, controlando então a pressão; produção de renina, enzima que desencadeia a ativação do sistema renina-angiotensina, que controla a função renal e a função cardiovascular principalmente e de eritropoetina, que age na medula óssea estimulando a maturação das células sanguíneas; responsável por uma das reações enzimáticas na vitamina D, que está relacionada ao metabolismo de cálcio.
Então é através da filtração, reabsorção e secreção que eles controlam o volume do liquido extracelular, a osmolaridade (proporção de soluto em relação à quantidade de água no corpo). É importante controlar a concentração de compostos osmoticamente ativos (que atraem água) porque se a célula perder muita água ou ganhar muita água a função da célula será comprometida. Quando comemos uma comida salgada o aumento da concentração de soluto extracelular faz com que a célula perca água e quando ela murcha ocorrem reações em cadeia que são tem por finalidade fazer com que sintamos sede.
Os rins também participam da manutenção do pH do sangue na faixa de 7,2. Esse pH faz referencia a concentração de ácidos e bases, então esse valor é diretamente proporcional a concentração de íons H+. O H+ se liga a proteínas do bolo e quando se solta causa mudanças conformacionais nesses peptídeos, que vão passar a funcionar melhor ou pior (se for uma enzima ela pode não funcionar bem).
Quanto ao sistema tampão (o CO2 que as células produzem e liberam no sangue se junta com a água e forma ácido carbônico, que se dissocia em gás carbônico e H+) o sistema respiratório participa desse sistema controlando a concentração parcial de CO2 (pelo aumento ou diminuição da frequência respiratória )no sangue e o sistema renal tem como função provocar a eliminação de íons H+ e a reabsorção de íons bicarbonato. Alem disso eles também regulam a pressão arterial indiretamente quando regulam a concentração de liquido extracelular.
A função principal dos rins é formar urina, mas como consequência disso ele controla a osmolaridade, pH, pressão arterial etc. A urina é formada pela formação do filtrado glomerular, reabsorção de alguns compostos e secreção de outros. 
Quanto à anatomia o rim é dividido em córtex e medula, sendo que o córtex é uma camada bem fina ao redor de todo rim e logo a cima dele está a capsula renal, que é formada de tecido conjuntivo e mantém o rim na sua forma característica. Essa divisão entre córtex e medula existe porque algumas estruturas do néfron estão localizadas no córtex (como é o caso da maioria dos glomérulos) e outras estão localizadas na medula (alças de Henle e túbulos coletores). O motivo de parte das estruturas do néfron estarem no córtex e parte na medula é que existe um gradiente de hipertonicidade córtico-medular, no córtex a osmolaridade do liquido extracelular do rim (300 miliosmóis) é a mesma do plasma(300 miliosmóis), já na medular a osmolaridade extracelular é muito maior(1300 miliosmóis). Essa hipertonicidade na medular do rim que vai tornar ele capaz de reabsorver a água por osmose.
A medular do rim converge para a formação dos cálices renais, que vão se juntar para formar a pelve renal, que coleta a urina pronta dos glomérulos para levar até os ureteres e depois a vesícula urinaria ou cloaca.
O néfron é a estrutura funcional do rim e há cerca de um milhão deles, e a quantidade varia de acordo com a massa renal, quanto menor o rim menos glomérulos. O néfron é formado por uma rede de túbulos que se originam no glomérulo renal no córtex, mergulha na medular, volta para o córtex e desce a medular novamente. Através desses túbulos o conteúdo que é filtrado no glomérulo vai ser modificado para a urina seja formada. Todo néfron recebe uma artéria e tem o sangue drenado por uma veia, essa artéria é a artéria renal, que é um ramo direto da artéria aorta, ou seja, os rins recebem o sangue diretamente do coração. A artéria renal se ramifica em arteríolas aferentes (o que afere é o que chega) no parênquima renal e cada uma dessas arteríolas aferentes chega a um glomérulo. Essas arteríolas aferentes se ramificam em capilares glomerulares que vão se enovelar e dar origem a uma estrutura chamada de tufo glomerular. Depois esses capilares enovelados vão se fundir (anastomosar) para formar a arteríola eferente, que é a que sai do glomérulo.
A diferença de uma arteríola para um capilar é que os capilares podem ser contínuos (não deixam passar nada, como a barreira hematoencefálica), descontínuos (podem ter poros que deixam passar moléculas pequenas; podem ter fenestras, espaços grandes que deixam passar ate celular). A diferença é a espessura da parede (arteríola tem parede de músculo liso que é capaz de controlar seu calibre e os capilares tem uma camada de células endoteliais). Esses capilares que faz com que o plasma passe que chega pela arteríola aferente chegue na cápsula renal. O glomérulo é formado por uma rede de capilares descontínuos (porosos) que permitem a filtração do plasma.
A arteríola eferente formada pela anastomose dos capilares glomerulares segue se ramificando em muitos outros capilares, chamados capilares peritubulares, que vão se entrelaçar entre os outros tubos do néfron.
A diferença entre a rede de capilares glomerulares e a de capilares peritubulares: capilares glomerulares estão entre duas artérias (arteríola aferente - capilares glomerulares - arteríola eferente) e esse é o único local do corpo com um conjunto de capilares dentro de duas arteríolas, já os capilares periventriculares estão contidos entre uma arteríola e uma vênula.
O que acontece com a pressão sanguínea nos capilares do corpo?
Nos capilares periféricos do corpo a pressão sanguínea é menor que nas artérias, pois a artéria tem músculo liso e fica contraída o tempo todo, promovendo resistência ao fluxo, fazendo com que a resistência seja alta e pressão também. Capilares não tem músculo e vão encontrar vênulas,que também não tem músculo liso, fazendo com que a resistência ao fluxo seja quase zero e com isso a pressão seja baixa. Então, a pressão arterial que está vindo alta nas artérias, quando encontra os capilares que tem um sistema de vênulas em seguida cai (a pressão cai).
 A pressão nos capilares glomerulares cai como acontece no resto do corpo?
 Não, pois está entre duas artérias, há a arteríola eferente que se contrai o tempo todo para deixar a pressão dos capilares alta (40 mmHg), então esses são os únicos capilares do corpo que a pressão é alta, e é essa pressão eu faz com que o rim consiga realizar a filtração. Uma pressão arterial menor faz com que uma menor quantidade de liquido seja filtrada, uma pressão arterial maior faz com que uma maior quantidade de liquido seja filtrada. Quanto aos poros, eles têm um determinado tamanho para que só determinadas substâncias passem, por isso células não são encontradas na urina, se forem encontradas algo está errado. Se o poro for entupido a quantidade de filtrado irá diminuir. A quantidade de filtrado depende então do tamanho do poro e da pressão.
OBS.: os capilares glomerulares tem sua pressão alta mantida pelas arteríolas aferente e eferente que estão ao seu redor.
A arteríola eferente está logo se ramificando em uma outra rede de capilares que vai se entrelaçar nos outros túbulos do néfron. Nesses capilares periventriculares a pressão fica menor (que 40 mmHg), pois eles encontram em seguida uma vênula, que não oferece resistência ao fluxo. Essa rede reabsorve(coloca líquido para dentro do plasma), enquanto a rede de capilares glomerulares filtra (coloca líquido para fora do plasma).
O néfron se inicia no glomérulo (que está em sua maioria na região cortical e é formado pela arteríola aferente, que se ramifica no tufo glomerular, que é envolvido pela capsula de Bowman). A cápsula de Bowman recebe o filtrado bruto, os segmentos seguintes são o túbulo contorcido proximal (que mergulha na medular), alça de Henle, túbulo contorcido distal, túbulos e ductos coletores (Lá vai haver a absorção). De modo geral, Glomérulos e túbulos contorcidos ficam no córtex, enquanto a alça de Henle fica na medular. Os túbulos e ductos coletores vão mergulhar na região medular e levar a urina praticamente formada para a pelve renal e ureteres.
No rim há uma via de entrada, que é a artéria renal, que gera arteríola eferente; e duas saídas, que são veias renais e pelve renal, que origina o ureter. Então tudo que chega ao rim tem que chegar pela artéria renal e tudo que sai tem que sair pela veia renal voltando ao sangue ou pela pelve renal indo para a vesícula urinária. A quantidade então de qualquer coisa que chega pela artéria renal é X, logo a quantidade que sai (somando pela veia e pelo ureter) é X, pois o rim não metaboliza e não produz nada, sendo esse o Princípio de Fick, que é usado para avaliar o funcionamento renal.
Clearance(do inglês ‘’clear’’, limpar) (ler do Thomas)
Clearance é a quantidade de plasma que o rim é capaz de depurar(=limpar) de qualquer substancia em um determinado tempo. É um valor específico para cada substancia e depende do adequado funcionamento renal. O clearance vai aumentar com forme o tempo, pois em 2h o rim consegue depurar muito mais plasma do que em 2min e se nada for depurado o clearance da substancia é zero. Ele pode ser calculado por uma fórmula baseada no principio de Fick (o que entra é igual ao que sai): O clearance é a concentração da substancia na urina (quantidade da substancia depurada na urina menos o sangue arterial) vezes o fluxo urinário dividido pela concentração do plasma, ou seja, a quantidade de substância ‘’X’’ que o rim tirou do plasma é o que está no xixi divido pelo que está no plasma. Isso pode ser escrito em porcentagem, se o rim depurar 50% de uma substancia o clearance dela vai ser 50% e teremos então um valor de 0,5.
FÓRMULA
Fluxo sanguíneo renal
Os rins recebem cerca de 20% do sangue que é bombeado pelo coração, mais do que é necessário filtrar. É importante que ele receba uma grande quantidade de sangue para promover uma filtração o mais eficiente possível. Uma pessoa que só tem um rim tem a filtração de apenas 10% de sangue, que é metade do total, mas ainda é o suficiente, só não é alem do necessário.
A primeira variável sobre o funcionamento do rim é se ele está recebendo o volume sanguíneo adequado, até porque as células renais precisam de oxigenação. O principio de Fick e o clearance são usados então para determinar o fluxo sanguíneo renal. O principio de Fick diz que o fluxo de sangue para um órgão pode ser calculado usando um marcador qualquer desde que possam ser obtidos os valores dessa substancia (a quantidade dessa substancia retirada do sangue pelo órgão, ou seja, o clearance, a concentração dessa substancia no sangue arterial que chega no órgão; quantidade dessa substancia no sangue venoso que sai).
Pode-se pegar o sangue tanto da artéria eferente quanto da aferente porque a composição do sangue é a mesma. As veias e artérias devem ser renais, pois queremos notar como o rim modificou a concentração daquele sangue. Para não precisar analisar o sangue da veia é preciso encontrar uma substancia que seja 100% depurada (eliminada) pelo rim, indicando que ela não vai estar na veia. No caso do rim, podemos calcular a concentração de substancia que sai do rim analisando a urina, para calcular a quantidade de substancia que entra para o rim pela arteríola renal podemos pegar de qualquer outra artéria, pois o sangue que passa por todas as artérias do corpo tem a mesma composição e distribuição. Quanto à quantidade da substancia que sai, além da urina pode-se fazer uma análise da veia renal, mas somente dela, pois uma análise do fluxo da veia de qualquer outro compartimento será restrita a apenas aquele compartimento (não posso tentar calcular o fluxo sanguíneo real analisando o sangue da veia da mão, pois estarei analisando o fluxo sanguíneo da mão, pois estarei olhando a quantidade de substancia que a MÃO tirou e não que o RIM tirou). Isso ocorre teoricamente, pois podemos analisar o sangue arterial e a urina, mas não podemos coletar sangue venoso. Para resolver esse problema e analisar o fluxo sanguíneo renal precisamos usar uma substancia que seja totalmente depurada pelo rim, ou seja, que seja totalmente atirada da arteríola renal e colocada na urina, pois se a substancia é 100% depurada, toda a sua concentração que vem da arteríola renal vai para a urina e não sobra nada na veia renal, então não é preciso retirar sangue desse vaso.
A fórmula é simples: se o que entra no rim tem que ser igual ao que sai, o fluxo sanguíneo renal arterial vezes a concentração de uma substancia qualquer no sangue arterial vão ser iguais ao fluxo sanguíneo renal venoso vezes a concentração da substancia no sangue venoso mais o fluxo urinário vezes a concentração da substancia na urina. O que entra é igual ao que sai.
O fluxo sanguíneo arterial e o fluxo sanguíneo venoso são muito parecidos, pois a pesar do rim filtrar muito ele também reabsorve muito. Então para facilitar na formula considera-se que os dois são iguais. Com isso a formula fica: fluxo sanguíneo renal é igual ao volume urinário vezes a concentração da substancia ‘’X’’ (Paraamino-hipurato) na urina dividido pela concentração do sangue arterial menos a concentração do sangue venoso (essa parte da fórmula é cortada).
Para o exame de função renal é aplicado Paraamino-hipurato (PAH), que é uma substancia filtrada no glomérulo e não é reabsorvida, é totalmente eliminada pela urina. A fórmula para calcular o fluxo plasmático renal é a mesma para o clearance de PAH, pois o clearance dessa substancia é 100%, ou seja, toda ela é eliminada. No fim das contas o PAH é usado para calcular o fluxo PLASMÁTICO renal, pois uma parte dessa substancia entra nas hemácias e elas não são filtradas, logo só a concentração do PAH que está no plasma é analisada. Para corrigir esse erro o fluxo plasmático renal será multiplicado pelo inverso do hematócrito do paciente.