FILTRAÇÃO GLOMERULAR E FORMAÇÃO DA URINA - Fisiologia e Biofísica

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Material produzido por Rebecca N. S. Barbosa 
 
FILTRAÇÃO GLOMERULAR 
O corpúsculo renal é formado pelo conjunto do glomérulo e 
cápsula de Bowman 
O glomérulo se encontra na primeira rede 
capilar do néfron, sendo um enovelado de 
capilares fenestrados, revestidos por 
lâmina basal, formando uma estrutura 
esférica que é englobadas pela cápsula de 
Bowman. 
 
Compondo a camada visceral da cápsula 
de Bowman, são encontradas algumas 
células, os podócitos, que abraçam esses 
capilares do glomérulo. Os podócitos são compostos de um corpo celular com dois 
ramos grandes chamados processos primários que, por sua vez, se ramificam em 
estruturas digitiformes chamadas pedículos ou pedicelos. É interessante ressaltar que a 
maior parte da energia que o podócito utiliza advém de glicólise, fazendo com que eles 
se tornem indiferentes a situações como jejum. 
 
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Ademais, entre as interdigitações 
formadas pelos pedicelos e a lâmina 
basal do capilar encontra-se uma 
membrana chamada de diafragma da 
fenda de filtração. Ele existe porque as 
fenestras dos capilares permitem 
passagem de moléculas de grande 
tamanho e até mesmo células, o que 
não é de interesse do corpo. Ou seja, o 
diafragma serve como um filtro que 
controla essa passagem pelas fenestras. 
 
A permeabilidade seletiva e pressões efetivas de filtração 
afetam a filtração glomerular 
A filtração glomerular - que acontece dentro da corpúsculo renal - ocorre do lúmen do 
capilar, no polo capilar, para ao espaço intracapsular, em direção ao polo tubular. 
Existem dois fatores determinantes da filtração glomerular: a permeabilidade seletiva 
e as pressões efetivas de filtração. 
 
A permeabilidade seletiva refere-se ao controle da passagem de substâncias durante a 
filtração. Ela é determinada pela estrutura podocitária, devido aos diafragmas das 
fendas de filtração, e pelas glicoproteínas que revestem o interior do endotélio e a 
membrana basal. Essas glicoproteínas funcionam como uma camada aniônica (carga 
negativa) repelente às proteínas, que também possuem carga negativa. Isso garante que 
as proteínas permaneçam dentro do vaso. 
 
Em relação às pressões efetivas 
de filtração, temos a pressão 
hidrostática do sangue (PhidroB) 
e pressão hidrostática da 
cápsula de Bowman (PhidroC) e 
a pressão oncótica do sangue 
(PoncoB). A PhidroB encontra-se 
em torno de 55 e 60 mmHg. Já a 
PhidroC encontra-se em torno de 
15 e 18mmHg, pelo fato do 
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líquido filtrado ser logo despejado no túbulo proximal, fazendo com que a pressão 
exercida sobre a cápsula seja mais baixa. A PoncoB é de em torno de 30 e 32 mmHg e a 
pressão oncótica da cápsula de Bowman não existe (0 mmHg), já que não passam 
proteínas para o espaço capsular. 
A pressão líquida de filtração glomerular (PLFG) é o cálculo de todas as pressões, 
considerando a direção da filtração glomerular: 
PLFG = PhidroB - (PhidroC + PoncoB) 
Isso significa que ela representa as pressões que “empurram” o filtrado na direção do 
polo tubular, subtraindo as pressões que estão opostas, na direção do polo capilar. 
Aplicando a equação aos valores supracitados, temos que PLFG = 10mmHg, um resultado 
positivo que nos indica que - em situações fisiológicas - a pressão de saída é sempre 
maior que a de entrada, por tanto, a filtração sempre está acontecendo. 
 
A taxa de filtração glomerular (TFG) é uma medida de filtração 
do sangue conforme ele passa pelos capilares do glomérulo 
Em torno de 20-25% do débito cardíaco - volume de sangue ejetado pelo ventrículo 
esquerdo por minuto - é enviado para os rins, e, deste volume, cerca de 20% da porção 
plasmática é filtrada. Considerando essas proporções podemos concluir que são 
formados cerca de 180L de filtrado por dia. 
 
Existem dois mecanismos de controle de estabilidade da TFG: o 
mecanismo miogênico e o balanço tubuloglomerular 
O mecanismo miogênico é uma resposta miogênica ao aumento da pressão arterial 
(PA). Funciona de tal modo que, conforme ocorre a distensão da parede da arteríola 
aferente devido a PA aumentada, a força de contração do músculo da parede da 
arteríola amplifica, mantendo seu diâmetro. Esse mecanismo é importante, pois, sem 
ele, o aumento da PA e consequente distensão da arteríola aferente representaria um 
aumento indesejado da TFG devido ao maior volume de sangue chegando no glomérulo. 
 
O balanço tubuloglomerular refere-se ao controle das proporções entre as arteríolas 
aferentes e eferentes para alterar a TFG para mais ou para menos, de acordo com a 
necessidade. 
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O Sistema Nervoso Autônomo Simpático age 
tanto nas arteríolas aferentes quanto nas 
eferentes, mas as arteríolas aferentes respondem 
melhor aos estímulos simpáticos. Numa situação 
de fuga, por exemplo, é interessante para o corpo 
diminuir a TFG. Isso é feito através da 
vasoconstrição da arteríola aferente, que diminui 
a taxa de fluxo da corrente sanguínea na direção 
do glomérulo e, por consequência, a TFG. 
 
Outro exemplo de sistema que tem influência no 
balanço tubuloglomerular é o Sistema Renina-
Angiotensina-Aldosterona (SRAA), em especial as 
angiotensinas II, que também tem ação nas 
arteríolas aferentes e eferentes. Contudo, neste 
caso, são as arteríolas eferentes que respondem 
melhor aos seus estímulos. Quando o SRAA é 
deflagrado por um quadro de pressão arterial 
baixa por período prolongado, ocorre uma 
vasoconstrição das arteríolas eferentes. Isso faz 
com que o sangue passe mais tempo no glomérulo, aumentando a TFG. 
 
O relaxamento das paredes (vasodilatação) de uma das arteríolas cria uma proporção 
entre as arteríolas aferentes e eferentes igual ao que seria se tivesse havido 
vasoconstrição da arteríola oposta. Ou seja, uma vasodilatação da arteríola eferente cria 
efeito igual ao da vasoconstrição da arteríola aferente e a vasodilatação da arteríola 
aferente, igual ao da vasoconstrição da arteríola eferente. Não há um sistema específico 
que promova a vasodilatação. Antes, ela decorre da ação de secreções locais, 
essencialmente, e de uma maneira bem mais rara. 
 
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A mácula densa funciona como um quimiorreceptor que gera um 
feedback tubuloglomerular 
 
A mácula densa é um conjunto de células diferenciadas que se encontra na parede da 
porção distal da alça de Henle ou proximal do túbulo contorcido distal. Elas ficam em 
contato com o glomérulo, funcionando como quimiorreceptores que captam as 
mudanças na concentração de NaCl do filtrado. A sensibilização da mácula densa às 
mudanças na concentração de NaCl geram feedbacks tubuloglomerular. 
Um aumento na TFG significa uma maior quantidade de líquido sendo filtrada num 
determinado período de tempo. Uma das consequências deste aumento é um 
crescimento na concentração de NaCl devido a diminuição da capacidade de reabsorção 
de íons do filtrado. A detecção feita pela mácula densa deste crescimento na 
concentração gera uma resposta de redução na secreção de adenosina e inibição na 
secreção de NO, dois potentes vasodilatadores. Essa resposta gera um feedback 
tubuloglomerular de vasoconstrição da arteríola aferente, reduzindo TFG. 
Já quando a mácula densa detecta o caso contrário - diminuição da concentração de 
NaCl devido a reabsorção mais eficiente quando há queda da TFG -, a resposta é 
aumento na secreção de adenosina e liberação da secreção de NO. Logo, essa resposta 
gera um feedback tubuloglomerular de relaxamento muscular da arteríola aferente, 
elevando a TFG. 
 
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FORMAÇÃO DE URINA 
As reabsorções e secreções mudam nas diferentes porções do 
néfron 
 
Logo depois que o filtrado é formado no corpúsculo renal, ele entra no túbulo 
contorcido proximal (TCP). Esse TCP é um região ondeacontece grande quantidade de 
reabsorções e secreções vitais. São reabsorvidos diversos compostos orgânicos - em 
especial a total reabsorção da glicose -, íons, aminoácidos e muita H2O. 
 
A próxima porção de néfron é alça de Henle, que é separada em ramo descendente 
(delgado) e ramo ascendente (delgado e espesso). O ramo descendente, tal qual o TCP, 
também permite reabsorção de muita H2O. Já o ramo ascendente espesso promove a 
reabsorção ativa de diversos íons, onde se destacam o Na+, Cl- e K+. Todavia, não ocorre 
reabsorção de H2O devido ao fato do ramo ascendente da alça de Henle ser 
impermeável à molécula. 
 
Conseguinte à alça de Henle existe o túbulo contorcido distal (TCD) e, logo depois, o 
ducto coletor. Nesses dois tubos a presença de secreção e absorção é variável e 
depende da necessidade do organismo. Necessidade, essa, que é sinalizada por vias 
hormonais. 
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Osmolaridade é a medida de concentração de um soluto numa 
determinada solução e é definida em Osm/l (osmol por litro). 
O líquido extracelular (LEC) tem uma osmolaridade universal pelo corpo de 300 
mOsm/l. No entanto, no rim essa história muda. No córtex renal encontramos uma 
osmolaridade parecida com a do LEC do resto do corpo, ao passo que conforme 
analisamos em direção a medula, vemos um aumento gradativo nesse nível de 
osmolaridade, podendo chegar até cerca de 1200 mOsm/l. 
 
 
Os fatores que determinam a hiperosmolaridade da medula renal são as 
relações do ramo ascendente da alça de Henle, do TCD e do ducto coletor 
medular com o interstício medular 
O transporte ativo de Na+ e cotransporte de K+, Cl-, entre outros íons na alça de Henle 
determina em grande parte essa hiperosmolaridade, bem como o transporte ativo de 
diversos íons nos TCD e a difusão passiva de grandes quantidades de ureia nos ductos 
coletores medulares. 
 
 
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O mecanismo de contracorrente é aquele que garante a 
hiperosmolaridade da medula e faz o controle da osmolaridade da urina. 
 
O mecanismo de contracorrente é complexo, por isso, é de interesse didático separá-lo 
em diferentes pontos: 
- Parte espessa da alça de Henle ascendente: Nessa porção da alça, ocorre reabsorção 
ativa de íons que se concentram no interstício. Por tanto, conforme o filtrado sobe a 
alça, menor a concentração de íons. Essa diferença na concentração entre o início e o 
final da alça forma um gradiente de osmolaridade no filtrado, que vai de 300 mOsm/l 
até 100 mOsm/l. Por conseguinte, ocorre também uma elevação gradual na 
osmolaridade do interstício ao redor da alça. Isso significa que, em comparação, o 
interstício se torna hiperosmótico. (É importante notar que a diferença entre as duas 
osmolaridades não ultrapassa 200 mOsm/l.) 
- Ramo descendente da alça de Henle: Ora, se o interstício se torna hiperosmótico e as 
estruturas do néfron estão próximas entre si, essa hiperosmolaridade vai, também, 
afetar o ramo descendente da alça de Henle. Devido ao fato de que, diferente do ramo 
ascendente espesso, o ramo descendente é permeável a H2O, a hiperosmolaridade do 
interstício vai prover reabsorção de H2O do filtrado. 
- Os capilares peritubulares: O que impede que a hiperosmolaridade do interstício se 
equilibre em consequência da reabsorção de H2O supracitada são os capilares 
peritubulares que rapidamente captam a H2O do interstício, fazendo manutenção da 
osmolaridade medular. Por mais que haja uma captação de íons do interstício pelos 
capilares, ela não é o bastante para tornar o processo de manutenção ineficiente. Isso 
se deve a própria osmolaridade do sangue, que de certa forma regula a captação dos 
íon do interstício para o capilar. 
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- O TCD e ducto coletor: Como já 
mencionado, a reabsorção nessas duas 
porções é dependente de hormônios e 
sinalizadores. No caso de uma baixa 
ingestão de líquido, por exemplo, o 
hormônio antidiurético (ADH) é liberado, 
favorecendo a expressão de aquaporinas 
(AQP) tipo 2, 3 e 4 nas células do TCD e 
ducto coletor. Essa ação aumenta a 
reabsorção de H2O. Ademais, quando essa 
H2O a mais chega nos capilares 
peritubulares, ela diminui a captura de íons 
do interstício pelos capilares. O resultado é 
uma urina hiperosmótica. 
Já no caso de uma alta ingestão de líquido, 
o ADH não é liberado e as AQP2-4 não são 
expressas, fazendo com que a reabsorção 
de H2O seja menor. Isso faz com a que a 
urina formada tenha uma osmolaridade 
bem mais baixa.