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Mariana Sucolotti ATM 23 Formação da Urina pelos Rins: Filtração glomerular, fluxo sanguíneo renal e seus controles Guyton, cap 26. 1. Múltiplas Funções dos Rins 2. Anatomia Fisiológica dos Rins 3. Micção 4. Anatomia Fisiológica da Bexiga 5. Transporte do Rim à Bexiga Urina expelida pela bexiga = mesma composição da urina que deixa os ductos coletores: Sem alterações significativas dos cálices renais até a bexiga. Cálices renais: atividade marca-passo inerente, aumentada pela sua distensão; Desencadeia peristaltismo que se difunde para a pelve renal e ao longo do ureter: propulsão da urina. Ureteres: 25 a 35 cm; Contêm músculo liso com inervação simpática e parassimpática, plexos intramurais; Estimulação simpática inibe o peristaltismo Estimulação parassimpática estimula o peristaltismo. Percorrem obliquamente a parede vesical; O tônus do músculo detrusor impede o refluxo de urina pelos ureteres; Refluxo vesiculoureteral: quando a distância percorrida pelos ureteres na parede vesical é menor que o normal, a contração da bexiga nem sempre leva à oclusão completa do ureter, propelindo urina de volta. Consequências: pode aumentar o calibre dos ureteres e até aumentar a pressão nos cálices renais, causando danos. Sensação de Dor nos ureteres: São bem supridos com fibras nervosas para dor. Obstrução causa constrições reflexas associadas à dor intensa: reflexo ureterorrenal Impulsos de dor causam vasoconstrição das arteríolas renais, diminuindo o volume de urina produzido. Evita o fluxo excessivo para os ureteres obstruídos. 6. Reflexo da Micção 7. Formação da Urina Resulta de 3 processos: Filtração glomerular; Reabsorção tubular: quantitativamente mais importante na formação da urina. Intensidade de excreção urinária = intensidade de filtração – intensidade de reabsorção + taxa de secreção Mariana Sucolotti ATM 23 Secreção tubular: importante na determinação das substâncias que serão excretadas. A formação da urina começa quando o líquido praticamente sem proteínas é filtrado do glomérulo para a cápsula de Bowman. A concentração de solutos é praticamente igual à do plasma. O filtrado sai da cápsula de Bowman e flui pelos túbulos, onde soluto pode ser reabsorvido para os capilares peritubulares ou secretado por eles. A depuração renal ocorre de maneira diferente para diferentes substâncias: Excreção de praticamente todo o material filtrado: Não ocorre/ocorre muito pouca reabsorção: creatinina, ureia e de outras substancias indesejáveis. Intensidade de excreção menor que a intensidade de filtração: Quando ocorre reabsorção parcial: eletrólitos como Na+ e Cl-; Conservação da substância nos líquidos corporais: Ocorre reabsorção de toda a substância filtrada: glicose, aminoácidos Intensidade de excreção maior que a intensidade de filtração: Ocorre secreção adicional da substancia, sem que haja reabsorção: ácidos e bases orgânicos que precisam ser retirados rapidamente. Alguns fármacos são pouco reabsorvidos e sofrem secreção adicional: alta intensidade de excreção. A maioria das substâncias tem alta intensidade de filtração e reabsorção: pouco excretadas. Ajustes sutis na filtração/reabsorção podem levar a grandes alterações na excreção, por isso devem ocorrer de maneira coordenada; A elevação de apenas 10% na intensidade de filtração sem alterar a reabsorção causaria um aumento de 13x no volume de urina. Por que grandes quantidades de soluto são filtradas e depois reabsorvidas? Alta taxa de FG apresenta 3 grandes vantagens: 1) Rápida remoção de substancias indesejáveis; 2) Controle preciso da composição de volume dos líquidos corporais. (pois todos os líquidos corporais são filtrados e processados 60x por dia) 8. Filtração Glomerular 1ª etapa da formação da urina. Capilares impermeáveis à passagem de proteínas; Cálcio, ácidos graxos e outras substancias de baixo peso molecular que circulam associadas à proteínas plasmáticas não são filtradas. Mariana Sucolotti ATM 23 FG = 180 L/dia FG depende do balanço das forças hidrostáticas e coleidosmóticas e do coeficiente de filtração (Kf). Altos Kf e pressão hidrostática glomerular fazem com que a FG seja alta. Fração de filtração: 20% do plasma que flui para os rins é filtrado. Fração de filtração = FG / fluxo plasmático renal 8.1 Membrana Capilar Glomerular É mais espessa que nos outros capilares, mas muito mais porosa: filtra líquidos com mais intensidade. Apresenta 3 camadas (outros capilares tem apenas 2): 1) Endotélio: com fenestrações que, apesar de grandes, apresentam cargas negativas, impedindo a passagem de proteínas plasmáticas. 2) Membrana basal: rica em colágeno e fibrilas proteoglicanas, com grandes espaços e cargas negativas. 3) Células epiteliais com podócitos que revestem a superfície externa do capilar: também carregadas negativamente, são descontínuas, os espaços entre elas formam as fendas de filtração. Todas as camadas da parede capilar glomerular representam barreiras à filtração de proteínas plasmáticas. As substâncias são filtradas de acordo com seu tamanho e carga elétrica. A filtrabilidade do soluto é inversamente proporcional ao tamanho das moléculas. Grandes moléculas com carga negativa são mais dificilmente filtradas do que moléculas do mesmo tamanho com carga positiva. Passam livremente: água, sódio, inulina, glicose. Nefropatia com alteração mínima: perda de cargas negativas da membrana basal permite a passagem de proteínas com baixo peso molecular, como a albumina; Proteinúria ou albuminúria. 9. Determinantes da FG FG = Kf x Pressão Efetiva de filtração Forças favoráveis à filtração: Pressão hidrostática glomerular (60 mmHg) Pressão coleidosmótica na cápsula de Bowman ( 0 mmHg) Forças contrárias à filtração: Pressão hidrostática na cápsula de Bowman (18 mmHg) Pressão coleidosmótica glomerular (32 mmHg) Pressão efetiva de filtração = 60 – 18 – 32 = +10 mmHg Mariana Sucolotti ATM 23 Kf é a medida da condutibilidade hidráulica vezes a superfície do capilar glomerular. ↓Kf = ↓ FG Alterações do Kf não são mecanismo primário de regulação da FG. Condições patológicas podem reduzir o Kf e, consequentemente a FG: Hipertensão crônica não controlada e diabetes mellitus podem diminuir o coeficiente de filtração pelo espessamento das paredes do capilar ou pela lesão dos capilares, causando perda da função capilar. Pressão hidrostática na cápsula de Bowman aumentada reduz a FG: ↑PhB = ↓ FG Alterações da pressão hidrostática na cápsula de Bowman não são mecanismo primário de regulação da FG. Condições patológicas: Obstrução das vias urinárias (ureteres) causam aumento da pressão hidrostática na cápsula, podendo causar hidronefrose: distensão e dilatação da pelve e cálices renais, podendo lesar ou destruir o rim. Pressão coloidosmótica capilar aumentada reduz a FG: Conforme o sangue passa da arteríola aferente para os capilares glomerulares e subsequentemente para as arteríolas eferentes, a filtração glomerular causa um aumento de 20% na concentração de proteínas plasmáticas no vaso. Fatores que influenciam a pressão coloidosmótica capilar: Pressão coloidosmótica no plasma artérial Fração de plasma filtrada Aumento da fração de filtração aumenta a concentração de proteínas plasmáticas, aumentando a pressão coloidosmótica glomerular; Diminuição do fluxo plasmático, sem alterar inicialmente a FG, aumenta a fração de filtração, elevando a pressão coloidosmótica, que, por fim, reduziria a FG. Aumento do fluxo plasmático, diminui a fração de filtração, diminuindo a pressão coloidosmótica e aumentando a FG. Por isso, alterações no fluxo plasmático alteram a FG mesmo sem haver alteração na pressão hidrostática glomerular. Pressão hidrostática glomerular constante: Maior fluxo plasmático = ↓P coloidosmótica = ↑ FG Menor fluxo plasmático = ↑P coloidosmótica = ↓FG Pressão hidrostática glomerular aumentada eleva a FG: Mariana Sucolotti ATM 23 Determinantes da pressão hidrostática glomerular: Pressão arterial Resistência arteriolar aferente Resistência arteriolar eferente Pressão arterial aumentada aumenta a filtração glomerular (apesar desse efeito ser atenuado por mecanismos de autorregulação); Resistência arteriolar aferente aumentada diminui a FG Dilatação arteriolar aferente diminuída aumenta FG Constrição de arteríolas eferentes: efeito bifásico. Inicialmente, causa aumento da pressão hidrostática glomerular, aumentando discretamente a FG. A constrição arteriolar eferente casa redução do fluxo plasmático, o que aumenta fração de filtração e pressão coloidosmótica glomerular; Constrição grave (mais que 3x o normal) causa redução da FG pela redução da força efetiva de filtração. Causa primária: agravamento da constrição causa aumento da concentração de proteínas plasmáticas e aumento rápido não linear da pressão coloidosmótica (efeito Donnan). 10. Fluxo Sanguíneo Renal 20% do débito cardíaco Alto fluxo plasma suficiente para manter a alta taxa de filtração glomerular. 7x maior que o do cérebro Consumo de O2: 2x maior que o do cérebro O alto consumo de O2 é devido ao transporte ativo de sódio nos túbulos renais. Variações na reabsorção de sódio causam variações no consumo de oxigênio. Determinantes do fluxo sanguíneo: gradiente de pressão pela vasculatura renal (P na artéria renal – P na veia renal)/resistência vascular renal total A resistência vascular renal depende principalmente de 3 segmentos: Artérias interlobulares Arteríolas aferentes Arteríolas eferentes Controle da resistência: simpático, hormonal e local. Quanto maior a resistência, menor o fluxo plasmático. Autorregulação: mecanismo efetivo, intrínseco aos rins, para manter o fluxo e a FG constantes mesmo com flutuações da pressão arterial. (de 80 até 170 mmHg) Fluxo na medula renal = 1 a 2% do fluxo renal total; Fluxo no córtex > fluxo nos vasa recta Mariana Sucolotti ATM 23 O fluxo sanguíneo na medula é suprido pelos capilares peritubulares especializados da medula: vasa recta. 11. Controle Fisiológico da Filtração Glomerular Determinantes mais variáveis: P hidrostática glomerular P coloidosmótica capilar glomerular São influenciadas por: hormônios, estímulos simpáticos, autacóides e outros mecanismos de feedback intrínsecos. Ativação do SN simpático: ↓ FG Pouca influência, exceto em reações de defesa como isquemia cerebral ou hemorragia grave. (distúrbios graves ou agudos) Ex: ativação de barorreceptores no seio carotídeo ativa o sistema nervoso simpático, exerce pouca influência nos vasos renais. 11.1 Controle Autacóide ou Hormonal Norepinefrina, epinefrina e endotelina: ↓ FG (vasoconstritores) Norepina e norepinefrina: hormônios vasoconstritores das arteríolas aferentes e eferentes, secretados pela medula adrenal por estímulo simpático. Pouca influência, exceto em casos extremos. Endotelina: autacóide produzido pelas células endoteliais, vasoconstrição. Contribui com a hemostasia: ↓ perda de sangue durante lesões. Aumenta em toxemia de gravides, insuficiência renal aguda e uremia crônica. Angiotensina II Autacóide e hormônio: produzida nos rins e na circulação. Arteríolas aferentes: não sofrem vasoconstrição com o aumento de angiotensina II (ex: casos de dieta hipossódica prolongada ou pressão de perfusão renal reduzida devido à estenose arterial); Por que? Ação de vasodilatadores (prostaglandinas e oxido nítrico); Arteríolas eferentes: sensíveis à angiotensina II ↑P hidrostática glomerular: previne a diminuição da P hidrostática glomerular e da FG. ↓ Fluxo sanguíneo renal: reduz o fluxo nos capilares peritubulares, aumentando a reabsorção de Na+ e água. Então: Aumento de angiotensina II devido à dieta hipossódica ou hipovolemia PRESERVA A FG com o aumento da pressão hidrostática glomerular: manutenção da excreção de substâncias indesejáveis + ↑REABSORÇÃO DE SÓDIO E ÁGUA para restaurar volume e pressão sanguíneos. Mariana Sucolotti ATM 23 Prostaglandinas (PGE2 e PGI2) e Bradicininas: ↑FG Hormônios e autacóides vasodilatadores Sem grande importância em condições normais Amenizam efeitos vasoconstritores, principalmente nas arteríolas aferentes; Evita reduções excessivas no FG e no fluxo sanguíneo; Depleção volumétrica e antiinflamatórios não esteroides podem inibir as prostaglandinas, reduzindo a FG. 12. Autorregulação da FG e Fluxo Sanguíneo Renal FG e fluxo sanguíneo permanecem praticamente constantes devido aos mecanismos de feedback que promovem a AUTORREGULAÇÃO. Principal função: manter FG constante e permitir o controle preciso da excreção renal de água e solutos. Fluxo sanguíneo regulado paralelamente à FG, mas a FG pode ser mais eficientemente regulada. Importância da autorregulação da FG para a excreção renal: FG = 180 L/doa Reabsorção = 178,5 L/dia Excreção = 1,5 L/dia Sem a autorregulação, pequeno aumento de PA poderia aumentar em 25% a FG, aumentando em 30x o volume de urina. (Volume total de plasma = 3 litros). Por que as flutuações da pressão arterial não exercem grande influência no volume de urina: 1) Autorregulação renal: evita grandes variações de FG 2) Mecanismos adaptativos dos túbulos: Balanço Tubuloglomerular ↑ reabsorção quando ↑FG Mesmo assim, variações da PA tem efeito na excreção renal de sódio e água: diurese e natriurese de pressão. Servem para regulação da volemia e PA. 12.1 Feedback Tubuloglomerular – Autorregulação da FG Relaciona aumento da concentração de sódio na mácula densa com o controle da resistência arteriolar. Assegura o aporte praticamente constante de NaCl aos túbulos distais. 2 componentes: 1) Mácula Densa: no início do túbulo distal, possuem aparelho de Golgi voltado para as arteríolas aferentes e eferentes. Mariana Sucolotti ATM 23 2) Células justaglomerulares: localizadas nas paredes das asteríolas, secretam renina. ↓ FG = ↓ P hidrostática = ↓Fluxo na alça de Henle = ↑Reabs de NaCl na alça ascendente = ↓ NaCl na mácula densa Efeitos: 1) ↓ Resistência arteriolar aferente: ↑fluxo, ↑P hidrostática, ↑FG; 2) ↑ Liberação de Renina pelas células justaglomerulares nas arteríolas aferentes e eferentes: Renina enzima para Angiotensina I Angiotensina II constrição arteríolas eferentes P hidrostática retorna FG ao normal Com os 2 componentes de feedback funcionando normalmente ocorre pouca alteração da FG. 12.2 Autorregulação Miogênica do Fluxo sanguíneo renal e FG Capacidade dos vasos sanguíneos individuais resistirem ao estiramento durante o aumento de PA: mecanismo miogênico. O estiramento da parede vascular permite o movimento aumentado de íons Ca do LEC para a célula, causando a contração do músculo liso. Evita distensão excessiva do vaso; Aumenta a resistência vascular, evitando aumento excessivo de fluxo sanguíneo e FG. Resposta miogênica nas arteríolas aferentes: ocorre em segundos após aumento súbito de PA, atenuando a transmissão da PA aumentada para o glomérulo.
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