Filtração Glomerular e o Debito Renal

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Filtração Glomerular e Débito Renal (revisão)
Aluna: Evelyn Pacheco
 
Os rins são órgãos retro-peritoneais que correspondem a cerca de 0,5% do peso corporal. No entanto, têm um débito impressionante, tendo em conta o seu peso; cerca de 1/5 do débito cardíaco vai para os rins. A razão de ser deste facto é simples: é através deste sistema que se consegue depurar, isto é, limpar o sangue de substâncias que têm que ser eliminadas, sendo as eliminadas pelos rins fundamentalmente substâncias hidrossolúveis. O rim tem um córtex, e uma zona medular; a urina vai para os cálices, depois para o bacinete e, posteriormente, para a uretra. A zona por onde passam a artéria renal, a veia renal, vasos sanguíneos, linfáticos e nervos chama-se o hilo renal. Um aspecto muito interessante do rim é ser formado por unidades funcionais; cada rim não é mais que um nefrónio, – a sua unidade funcional – vezes um determinado número de unidades. (Os órgãos compostos por unidades funcionais, se forem pares, permitem que se viva sem um deles. No caso do fígado consegue-se inclusivamente viver sem uma parte dele.) No entanto, há dois tipos fundamentais de nefrónios, que são um pouco diferentes na sua função: nefrónios que penetram na medula, mas pouco profundamente, os nefrónios superficiais, e outros nefrónios juxta-medulares, que são nefrónios que entram muito profundamente na medula renal. 
A capacidade de concentração da urina, no rim, está dependente da osmolaridade na zona interior da medula – da alta osmolaridade que existe nessa zona. Deste modo, os nefrónios que penetram muito profundamente na medula são fundamentais para criar-se uma urina com uma osmolaridade extremamente elevada, em casos de desidratação, em que é necessário excretar-se muito pouca água, por esta ser necessária para o organismo. Por outro lado, ao glomérulo renal chega a arteríola aferente e dele parte a arteríola eferente, e há, então, a passagem do líquido para a cápsula de Bowman. Continuando a Cápsula Bowman está o tubo contornado proximal, a ansa de Henle, – com uma porção fina, e outra porção grossa no ramo ascendente – o tubo contornado distal, o ducto colector, e o ducto coletor principal. Em termos fisiológicos, importa reter a sequência: cápsula de Bowman, tubo proximal, ansa de Henle, tubo distal, ductos colectores. 
Uma das funções fundamentais do rim é a de filtro, removendo produtos do metabolismo, toxinas, bem como a maioria dos fármacos, após metabolização no fígado e excreção na bílis. Outra função fundamental do rim é a manutenção do equilíbrio electrolítico e do equilíbrio ácido-base, sendo esta função essencial para que haja uma homeostase correcta; o organismo humano é extremamente exigente em termos de pH; o seu equilíbrio ácido-base é necessariamente muito estreito, porque variações relativamente pequenas de pH não são compatíveis com a vida, e, também, porque as concentrações iónicas do líquido extracelular e intracelular têm que ser mantidas em intervalos muito apertados, para que se mantenham as funções celulares de todo o organismo.. A sua outra função fundamental é a produção de hormonas (importante saber): a renina, importante na regulação da pressão arterial; a 1,25-(OH)2-D3, [1,25-dihidroxicolecalciferol], fundamental para a homeostase do cálcio e do fósforo; a eritropoietina (que se abordará mais pormenorizadamente, nesta aula, mais à frente); prostaglandinas e bradicininas, (cujas principais acções serão também abordadas, nesta aula, mais à frente.) Relativamente à eritropoietina, há que reter alguns dados muitos simples: em primeiro lugar, é o principal estímulo para a diferenciação de células primitivas que temos na medula óssea em glóbulos vermelhos; as células condutoras de eritropoietina são sensíveis à quantidade de oxigénio que lhes chega, e, quando lhes chega pouco oxigénio, há aumento da produção de eritropoietina, que entra em circulação, estimulando, a nível da medula óssea, a produção de mais glóbulos vermelhos para entrar em circulação. A finalidade disto é assegurar um mecanismo de retrocontrolo; com menor oxigenação a nível renal, o organismo presume que há menor oxigenação a nível global, e vai, portanto, tentar produzir mais glóbulos vermelhos para compensar essa hipoxia. Este mecanismo é extremamente importante na adaptação à altitude, por exemplo; os indivíduos que vivem em altitude têm um hematócrito muito superior ao nosso, isto é, a massa de glóbulos vermelhos desses indivíduos é superior à de um indivíduo normal; há rarefacção do ar a alta altitude, pelo que há maior produção de eritropoietina e, portanto, mais glóbulos vermelhos, para compensar [a baixa concentração] de oxigénio. (Algo extremamente curioso foi que, há já muitos anos, indivíduos pensaram nisto para atletas de alta competição. Como a semi-vida média de um glóbulo vermelho é cerca de 120 dias, se os atletas treinassem em altitude, permaneceriam, durante um período relativamente longo, com uma massa superior de glóbulos vermelhos. Quando voltassem para locais ao nível do mar, teriam ainda aquela massa de glóbulos vermelhos para transportar oxigénio, e, portanto, o seu desempenho desportivo seria melhor. Quando a indústria farmacêutica desenvolveu a eritropoietina como medicamento, o processo tornou-se muito mais simples, porque tomando eritropoietina, ou por via oral ou por via injectável, o indivíduo fica com uma massa maior de glóbulos vermelhos. Tal é considerado dopping, mas, como é muito difícil determinar-se se a eritropoietina foi produzida pelo organismo, ou se foi administrada – embora actualmente comece a haver maneiras de se poder detectar isso – no Tour de France e noutras provas de ciclismo, um indivíduo é considerado com dopping, se tiver o hematócrito acima de um determinado valor.) São factores que fazem decrescer a oxigenação dos tecidos a baixa volémia, e (importante:) a anemia. Se a anemia não for devida a uma deficiente produção de eritropoietina, – que também há anemias devidas a isso – há realmente um aumento de produção de eritropoietina, numa tentativa de compensar a diminuição de hemoglobina. Há que reter que o rim também é um órgão endócrino extremamente importante para a homeostase. 
Há também que reter os seguintes conceitos, muito simples, muito básicos, mas importantíssimos, relativos à formação de urina. O primeiro é o que se excreta na urina ser sempre uma soma do que é filtrado para todas as cápsulas de Bowman, menos o que é reabsorvido ao longo de todo o sistema tubular renal, mais o que é secretado pelas células do túbulo renal – as substâncias que vão ser posteriormente excretadas na urina. Cerca de 99% do que passa para todo o sistema tubular renal é reabsorvido. Por dia, passam para dentro de todo o sistema tubular renal, portanto para as cápsulas de Bowman, cerca de 180 L de filtrado glomerular, sendo apenas excretado 1,5-2L de urina. Quando uma substância é filtrada para a Cápsula De Bowman, ou é filtrada para o sistema tubular, e não é nem reabsorvida, nem secretada, – e portanto o que passa é equivalente ao que aparece na urina – (Isto é extremamente importante, porque há uma substância no nosso organismo, a creatinina, que tem aproximadamente estas características, e, consequentemente, será referida noutras aulas. A creatinina é usada como uma medida para estudar a função renal; estudando os valores de creatinina no plasma e na urina, consegue-se determinar a quantidade aproximada de líquido que passa para todas as cápsulas de Bowman por unidade de tempo, cerca de 125mL/min.) ou é parcialmente reabsorvida para o nosso sistema sanguíneo, ou é completamente reabsorvida, isto é, não aparece na urina. Exemplos típicos de substâncias que têm tais características são a glicose e pequenos aminoácidos – as proteínas grandes não passam através da cápsula de Bowman; não são filtradas, mas pequenos aminoácidos isolados podem realmente passar e ser filtrados, sendo, todavia, totalmente reabsorvidos, em condições fisiológicas, através do sistema tubular renal. Há ainda substâncias filtradase também secretadas, sendo a sua quantidade na urina superior à que se obteria apenas por filtração dessa substância. A taxa de filtração glomerular é a quantidade de líquido de filtrado do plasma que passa para todas as Cápsulas de Bowman, sendo essa mesma quantidade enorme, como previamente referido, e correspondendo o débito renal a cerca de 20 %. Isso deve-se a duas razões principais: a primeira é permitir a excreção rápida de produtos que dependem apenas da filtração para a sua excreção; (considere-se um medicamento tóxico, ou um veneno qualquer, apenas excretado pelo rim, que ponha a vida em perigo. Se a taxa de [filtração] glomerular fosse 5L[/dia] de líquido, seriam necessários muitos dias para o conseguir eliminar. Assim, uma das razões para que haja um turnover tão grande deste líquido é possibilitar a excreção rápida de substâncias muito agressivas ou nocivas para o organismo, em circunstâncias extremas.) a outra é a manutenção da homeostase do líquido no meu organismo; pequeníssimas quantidades adicionadas gradualmente, [havendo apenas retenção de líquidos], conduziriam, ao fim de muito pouco tempo, o organismo a um estado de sofrimento. Por exemplo, o coração deixaria de conseguir expulsar as quantidades enormes de líquidos e entraria em insuficiência cardíaca. Havendo, como há, uma rotatividade muito grande do líquido que passa pelos rins, consegue-se excretar grandes quantidades de líquido, quando tal é necessário, e consegue-se também reter grandes quantidades de líquido, quando é isso o necessário. A filtração glomerular é igual a um coeficiente de filtração glomerular que depende da membrana que separa os capilares glomerulares, e da própria cápsula de Bowman. Depende também da pressão total de filtração glomerular. Essa pressão é igual à pressão hidrostática glomerular – cerca de 60 mmHg, no Homem, (sendo este valor estimado a partir de experimentação em animais, como cães, por exemplo, que são muito utilizados, por constituírem um modelo muito semelhante ao Homem) – menos a pressão hidrostática da cápsula de Bowman, – cerca de 18 mmHg – que tende a impedir a passagem de líquido, menos a pressão colóido-osmótica glomerular – a pressão [osmótica criada] pelas proteínas que existem no plasma sanguíneo, que é de cerca de 32 mmHg. Deste modo, a pressão final de filtração glomerular ronda os 10mm Hg. A pressão colóido-osmótica da cápsula de Bowman – que aumentaria a pressão de filtração – não é considerada, visto que, em circunstâncias fisiológicas, não há filtração de proteínas para dentro das Cápsulas de Bowman, pelo que o valor da mesma é negligenciável. Deste modo, o coeficiente de filtração glomerular não é mais que uma medida do produto da condutividade hidráulica e da área dos capilares glomerulares, e, apesar de não poder ser determinado directamente, pode ser calculado através do quociente da taxa de filtração glomerular pela pressão de filtração glomerular. Assim, o coeficiente de filtração glomerular é de cerca de 2,5 mL/min/mmHg, o que corresponde ao quociente de 125 mL/min por 10 mmHg. 
A importância deste valor reside no facto de que, em 100 g de tecido renal, o coeficiente de filtração glomerular é igual a 4,2 mL/min/mmHg, cerca de 400 vezes o valor da maioria dos capilares de outros tecidos. Se assim não fosse, não seriam filtrados 180 L/dia, mas, sim, uma quantidade muitíssimo menor. Isto quer dizer que, [em condições fisiológicas], há uma passagem muito fácil de liquido entre os capilares glomerulares e a membrana da Cápsula de Bowman. 
Outro aspeto importante é a percentagem de uma substância qualquer – plasma, fundamentalmente – que passa para o sistema tubular: quando o sangue passa nos capilares glomerulares, o plasma que está mais próximo da zona periférica dos capilares vai passar para as cápsulas de Bowman. Contudo, nem todo passa, porque o plasma está no meio do sangue, e, consequentemente, algum entra na arteríola aferente, vai pelos capilares, e continua em frente; apenas 20 % de uma substância filtrada livremente para o sistema tubular é excretada em cada passagem; os restantes 80% entram na arteríola eferente, não havendo contacto com a superfície que permite as trocas, continuando, portanto, em frente. 
Muitas situações cursam com diminuição da taxa de filtração glomerular (TFG), e são várias as causas possíveis. 
Uma delas está relacionada com a baixa do coeficiente de filtração glomerular, sendo exemplos clássicos dessa situação a hipertensão arterial e a diabetes. A hipertensão arterial e a diabetes são doenças crónicas que cursam ao longo de muitos anos. Na sua história natural, indivíduos com hipertensão arterial, ou mal controlada, ou já com muitos anos, ou com diabetes, vão acabar, quase inexoravelmente, por ter algum grau de insuficiência renal, que se deve ao espessamento da membrana entre os capilares e a cápsula de Bowman, havendo uma dificuldade progressiva na passagem de liquido dos capilares para o sistema tubular. Ao fim de anos de evolução da doença, o indivíduo apresenta, quase sempre, algum grau de insuficiência renal. 
Outra causa possível para a diminuição da taxa de filtração glomerular é um aumento da pressão hidrostática na cápsula de Bowman; um aumento na cápsula de Bowman leva a uma menor passagem de líquido para o sistema tubular; em vez de ter 10 mmHg como o diferencial da pressão, teria, por exemplo, 5 mmHg, e, logo, uma quantidade muito menor de líquido passaria nesse sentido. Essa situação é típica de doentes com litíase renal, (litos = pedra => litíase = pedras nos rins) com alguma gravidade. Na litíase renal, a pessoa sente dor quando há acumulação de cristais – formados devido a altas concentrações de substâncias que, consequentemente, deixam de ser solúveis, sendo os fluoratos e os oxalatos as mais frequentes – que formam um cálculo. Esse cálculo acaba por ser expulso para o bacinete, e deste para o uretero. Como o uretero tem um lúmen relativamente estreito, o cálculo encrava. O uretero é fortemente musculado, embora seja pequeno, e, sentindo a obstrução, vão iniciar-se contracções peristálticas violentíssimas, provocando a dor num indivíduo com cólica renal. 
(O tratamento da litíase renal sofreu alterações ao longo dos anos. Há cerca de 25 anos, tratava-se com anti-espasmódicos para diminuir as dores das contracções violentas do uretero, e recomendava-se a ingestão de muita água para a diluição da urina e filtrado, havendo menor acumulação da substância em excesso e menor risco de acumulação de cristais, e da [consequente formação] de um cálculo. Actualmente, o tratamento é feito com anti-inflamatórios não-esteróides para diminuir a inflamação ao nível do uretero, de modo a que o cálculo passe mais facilmente para a bexiga, e seja posteriormente eliminado. É também aconselhada a restrição hídrica, porque, se o cálculo estiver encravado, vai acumular-se líquido a cima, e a pressão vai aumentar brutalmente no bacinete e nos cálices, podendo provocar dano renal, já que o tecido renal ficaria sujeito a uma pressão enorme. Curiosamente, os doentes ficavam mais aliviados da maneira mais antiga, mas actualmente tenta-se prevenir lesões renais provocadas por cálculos encravados no uretero.) 
Outra hipótese para a diminuição da taxa de filtração glomerular é um aumento da pressão coloidosmótica glomerular; aumentos muito grandes [da concentração] das proteínas plasmáticas levam a um aumento da pressão coloidosmótica glomerular. Tumores de plasmócitos – muito próximos das leucemias – produzem quantidades enormes de proteínas. Uma situação destas aumenta a pressão coloidosmótica do plasma, havendo menor filtração glomerular. Curiosamente, é uma situação que pode estar associada à hipertensão arterial. (Pressão arterial = volume sistólico x frequência cardíaca x resistência periférica x viscosidade – [Em termos práticos], não se tem em conta a viscosidade, porque, em 99 % das situações da prática clínica, não há alterações significativas da viscosidade, que depende muito da concentração de proteínas plasmáticas. Havendo,pode haver hipertensão arterial, realmente por aumento da viscosidade plasmática. Em situações extremas, retira-se o plasma dum lado, limpam-se as proteínas que estão a ser produzidas anormalmente, e põe-se o sangue por outro lado já limpo das proteinas. Dá-se o nome de plasmoforese a este processo.) 
Outra hipótese para a diminuição da taxa de filtração glomerular é uma diminuição da pressão hidrostática glomerular, o que acontece quando há hipotensão. Esta depende da pressão arterial e das resistências das arteríolas aferente e eferente, que são fortemente musculadas; a vasoconstrição na arteríola aferente vai diminuir a quantidade de sangue que chega ao glomérulo renal, enquanto que a vasoconstrição na arteríola eferente aumenta a pressão hidrostática na Cápsula de Bowman, promovendo uma maior filtração para dentro dos túbulos renais. Há substâncias que promovem predominantemente a vasoconstrição da arteríola aferente e outras a vasoconstrição da arteríola eferente, pelo que têm efeitos exactamente contrários ao nível da taxa de filtração glomerular. A diminuição da 
pressão arterial sistémica tem habitualmente pouco efeito, porque existe uma auto-regulação a nível renal que permite que variações relativamente grandes de pressão arterial conduzam, apenas, a uma diminuta alteração na taxa de filtração glomerular. A diminuição da resistência na arteríola eferente provocada por diminuição da angiotensina II – bem como por fármacos – faz baixar a pressão hidrostática glomerular, e, assim, menos filtrado passa para os túbulos renais. (Há muitos fármacos que actuam inibindo a angiotensina II: os inibidores da enzima conversora da angiotensina, e os antagonistas dos receptores II da angiotensina. Estes fármacos são usados no tratamento da hipertensão arterial e da insuficiência cardíaca.) Um aumento da resistência da arteríola aferente vai também diminuir a taxa de filtração glomerular, verificando-se esse aumento, caso haja um aumento da actividade simpática. No entanto, só em casos extremos de estimulação por parte do sistema nervoso simpático é que este efeito se torna importante. Isto é: para uma secreção ligeira a moderadamente aumentada de noradrenalina e adrenalina, praticamente não há efeito significativo na constrição da arteríola aferente, devido aos mecanismos de auto-regulação renais. Havendo uma estimulação simpática intensa, há, então, uma vasoconstrição relativamente elevada. (Exemplo disto é a estimulação simpática intensa durante a realização de um exame.) Com a vasoconstrição da arteríola aferente, há menos filtrado glomerular e menor enchimento da bexiga, sendo menor a vontade de urinar. 
O débito renal, como o débito de qualquer território do nosso organismo, é igual ao quociente da diferença entre a pressão arterial renal e a pressão venosa renal pela resistência renal vascular total – (pressão arterial renal – pressão venosa renal) ÷ resistência renal vascular total. 
A auto-regulação dos vasos renais assegura um débito quase constante para pressões arteriais de 80 a 170 mmHg, pelo que a hipotensão ou a hipertensão arteriais pouco influenciam o filtrado glomerular, caso se mantenham circunscritas a esse intervalo de valores. (Os valores de pressão arteriais considerados normais têm vindo a ser alterados ao longo do tempo; actualmente, o valor máximo do intervalo ideal de valores da pressão arterial sistólica é 130 mmHg, pelo que o mecanismo de auto-regulação funciona mesmo em situações em que a pressão arterial sistólica é francamente superior ao valor máximo ideal.) 
Por outro lado, a hormona endotelina tem efeitos vasoconstritores, e baixa, tanto a filtração glomerular, como a taxa de filtração glomerular. 
O monóxido de azoto derivado do endotélio tem efeitos vasodilatadores, e diminui a resistência vascular renal, aumentando o débito renal e a taxa de filtração glomerular. 
A bradicinina e as prostaglandinas E2 e I2 causam vasodilatação, aumentando também o débito renal e a taxa de filtração glomerular. 
No mecanismo de auto-regulação renal tem particular importância a mácula densa; a mácula densa faz parte do túbulo distal e as suas células são sensíveis à quantidade de sódio que lá chega; são elas que produzem e libertam renina. Deste modo, é ao nível do aparelho juxta-glomerular que, em parte, se processa o controlo da pressão arterial e da excreção de fluidos; quando a pressão arterial baixa, há aumento da produção de renina, que, por sua vez, dá origem a angiotensina II, que, por intermédio da aldosterona, vai provocar um aumento da pressão arterial. Este mecanismo encontra-se continuamente em actividade, [em condições fisiológicas]. Este mecanismo de feedback processa-se do seguinte modo: quando há uma baixa da pressão arterial, há uma baixa da pressão hidrostática do glomérulo, havendo baixa da taxa de filtração glomerular. À macula densa chegará, então, menos cloreto de sódio, aumentando a excreção de renina, que, por sua vez, aumentará a produção de angiotensina II, aumentará a resistência arteriolar eferente, baixará a resistência arteriolar aferente, e, consequentemente, aumentará a taxa de filtração glomerular, chegando mais cloreto de sódio à mácula densa. Deste modo, em situações em que a taxa de filtração glomerular baixe, consegue-se aumentar o filtrado glomerular, de modo a que a quantidade do mesmo não varie muito. Quando há muito líquido a chegar, há, também, muito cloreto de sódio, e ocorre o inverso. 
Para além desta regulação, existe também, como em todos os sistemas vasculares do organismo humano, a auto-regulação miogénica; quando há um aumento de pressão num vaso, esse vaso tende a provocar vasoconstrição, seja em que território for. Isto é semelhante em todos os territórios, e é também muito importante a nível renal na sua regulação. Isto justifica, ainda, um estímulo ligeiro a moderado do sistema nervoso simpático não provocar alterações significativas na taxa de filtração glomerular. 
Há outros factores que aumentam o débito e a taxa de filtração glomerular: uma dieta rica em proteínas – as proteínas não são filtradas para as cápsulas de Bowman, mas alguns aminoácidos passam; uma alimentação muito rica em proteinas aumenta a probabilidade destes passarem. Ao nível do túbulo proximal, os aminoácidos são praticamente todos reabsorvidos. A reabsorção de aminoácidos está intimamente ligada à reabsorção de sódio. Se há uma reabsorção aumentada de sódio, haverá também tendência para que haja aumento da volémia, aumentando, deste modo, a taxa de filtração glomerular. Tal verifica-se em indivíduos com patologias como o plasmocitoma (anteriormente referido), que é acompanhado por um aumento pronunciado da [quantidade de] proteínas. 
(Um aumento significativo da glicémia – presente nos doentes diabéticos – apresenta-se acompanhado de polidipsia e poliúria, que são extremamente frequentes, quando a diabetes não está controlada. Hoje é possível detectar-se situações mais precocemente, através de dados laboratoriais. No entanto, a diabetes está associada a uma maior quantidade de urina por dia.) Quando há aumento de glicose, o seu sistema de transporte esgota, e há, então, passagem da glicose para a urina. Em situações fisiológicas, não há glicose na urina, excepto em mulheres grávidas, em determinadas fases da gestação, que podem ter pequenas quantidades de glicose na urina, o que não deixa de ser uma situação fisiológica. A partir de determinados valores, a reabsorção de glicose esgota-se, e, como a glicose é acompanhada por água para conseguir ser excretada, há, então, um aumento da diurese nestes doentes.