Aula 2 Fisiologia Renal Filtração pptx

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Fisiologia Renal: FILTRAÇÃO 
Profa Daiane da Rocha Janner 
Lab Neurogênese- sala G2-004/019 
 
 
Departamento de Fisiologia 
Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho 
Universidade Federal do Rio de Janeiro 
drjanner@biof.ufrj.br 
OBJETIVO 
 
Descrever a filtração glomerular e seus 
 mecanismos de regulação. 
ROTEIRO: 
 
-Diferenciar Filtração, Secreção e Excreção 
-Onde ocorre a Filtração 
-Como se dá a Filtração 
-Fatores que determinam a regulação da filtração 
-Fluxo sanguíneo renal e suas funções 
-Fluxo sanguíneo renal e regulação 
-Modificações das taxas de filtração 
-Avaliação da função renal 
-Efeitos do Exercício sobre a filtração renal 
 
 
PROCESSOS ENVOLVIDOS NA FORMAÇÃO DA URINA 
FILTRAÇÃO: movimento passivo do ultrafiltrado plasmático dos capilares para o espaço de Bowman. 
 
Reabsorção: transporte de substâncias do filtrado do lúmen do túbulo de volta para o sangue 
Via capilares peritubulares 
 
Secreção: remoção seletiva de moléculas do sangue adicionando ao filtrado no lúmen do túbulo, processo 
mais seletivo, pois utiliza proteínas de membrana . 
PROCESSOS ENVOLVIDOS NA FORMAÇÃO DA URINA 
-Fração de filtração: porcentagem do volume total do plasma que é filtrada; 
-A quantidade e a composição das substâncias reabsorvidas e secretadas variam nos 
Diferentes segmentos do néfron; 
-O filtrado remanescente após modificações é o que participará da formação da urina 
O Corpúsculo Renal: Glomérulo e cápsula glomerular 
 ou cápsula de Bowman 
 
Silverthorn, 2010. 
Onde ocorre o processo de filtração renal? 
A Filtração Glomerular 
 
• Filtração depende do tamanho , peso e da carga da molécula 
 
• Para qualquer tamanho , moléculas carregadas negativamente são menos filtradas 
 
• Substâncias filtradas podem: 
-não ser reabsorvidas (resíduos do metabolismo) 
- parcialmente reabsorvidas (eletrólitos) 
-completamente reabsorvidas (glicose,aminoácidos). 
 
Ultrafiltrado glomerular – 125 ml/min ou 180 L/dia 
•Determinantes: 
Permeabilidade dos capilares glomerulares 
Área de superfície para filtração 
Pressão Arterial: trabalho cardíaco 
Tônus das arteríolas renais 
 
 
 
Composição do Ultrafiltrado: 
Líquido filtrado do sangue, semelhante ao líquido 
intersticial. 
 
 
Contém água e todos os pequenos 
 solutos do sangue. 
– Praticamente não contém proteínas, nem 
células sanguíneas. 
 
• Ultrafiltrado: 0,03% de proteínas 
• Sangue: 7% de proteínas (+ 200x) 
Permeabilidade dos capilares glomerulares : 
O que determina a composição do ultrafiltrado? 
BARREIRA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR 
Que estruturas formam a barreira de filtração glomerular 
Capilar fenestrado 
Membrana basal 
Epitélio da Cápsula de Bowman: Pedicelos dos Podócitos 
Que estruturas formam a barreira de filtração glomerular 
Células mesangiais: ao redor dos papilares; 
 propriedades contráteis ( podem alterar o fluxo de sangue no local ) 
suporte estrutural 
secreção da matriz extracelular 
Prostaglandinas e citocinas 
 
Que estruturas formam a barreira de filtração glomerular 
Micrografia eletrônica, vista da superfície interna do capilar glomerular (lado do sangue) 
Que estruturas formam a barreira de filtração glomerular 
Micrografia eletrônica de varredura de podócitos (laranja) 
cobrindo o capilar subjacente. Do corpo celulas (CB), 
surgem processos principais (MP), dos quais surgem 
processos secundários (SP), que culminam nos processo de 
pé (FP). (Vista do espaço de Bowman). 
Que estruturas formam a barreira de filtração glomerular 
Actin-associated Proteins in the Pathogenesis of Podocyte Injury Article · Nov 2013 · Current Genomics 
Estrutura Molecular da Barreira de Filtração 
Figura extraída, enquanto disponível, de: http://trc.ucdavis.edu/mjguinan/apc100/modules/Urinary/mammal/vasc1/vasc3.html 
Membrana basal endotelial 
Fenestras endoteliais 
Fendas de filtração 
Pedicélios dos podócitos (Cápsula de Bowman) 
Características da membrana de filtração 
 Peneira molecular: 
• tamanho 
• peso molecular 
• carga elétrica 
Permeabilidade seletiva para proteínas 
Pedicélios 
MB 
Fenestras 
Fendas 
entre: 1,8 nm (7.000 d) e 4,4 nm (70.000 d) 
 
 
 
depende da carga: ânions são pobremente 
filtrados 
Permeabilidade seletiva para proteínas 
Do total de proteínas plasmáticas, < que 0,1% é 
filtrado. 
Barreira de Filtração Glomerular 
• Endotélio: Camada de células endotelias com poros de 70-100nm de 
diâmetro chamados de fenestras. 
 
– Livremente permeável à água e pequenos solutos (sódio, uréia e glicose) e até 
pequenas proteínas; 
– Não é permeável a hemácias, leucócitos e plaquetas; 
– Glicoproteínas (carregadas negativamente) 
 
• Membrana Basal: formada por 3 lâminas (lâmina rara interna, lâmina 
densa e lâmina rara externa ). 
 - Glicoproteínas, proteoglicanps carregadas negativamente; 
– Importante barreira para a filtração de proteínas plasmáticas 
 
• Processos podais (pedicelos dos podócitos): Células especializadas 
chamadas podócitos que se prendem a membrana basal formando poros de 
25-60nm de diâmetro. 
– Importante barreira para a filtração graças as dimensões pequenas. 
– Glicoproteínas carregadas negativamente; 
O que governa a filtração glomerular? 
• Características da barreira de filtração glomerular 
• Forças de Starling 
Forças de Starling 
PCG - PEB - πCG PUF = 
PUF = Pressão de ultrafiltração 
PCG = Pressão hidrostática no capilar glomerular 
PEB = Pressão hidrostática no espaço de Bowman 
πCG = Pressão oncótica no capilar glomerular 
πCG = Pressão oncótica no espaço de Bowman 
Forças de Frank-Starling 
• TFG = Kf [(Pcg – Peb) – (cg - eb)] 
• Onde: 
TFG: taxa de filtração glomerular 
Kf = coeficiente de ultra-filtração 
Pcg = pressão hidrostática no capilar glomerular 
Pcb = pressão hidrostática no espaço de Bowman 
cg = pressão oncótica no capilar glomerular 
eb = pressão oncótica no espaço de Bowman 
 
Forças de Starling 
 
 Permeabilidade seletiva (kf) : constante de 
permeabilidade 
(características da membrana de filtração) 
 
Pressão efetiva de filtração (PEF) 
(diferença entre as pressões no glomérulo e no espaço na cápsula de Bowman) 
 
 
 TFG= kf x PEF 
Quais os fatores interferem na taxa de filtração 
glomerular? 
- Coeficiente de filtração: área de superfície disponível e a permeabilidade da barreira filtração 
Valores dos fatores determinantes da 
Filtração Glomerular: 
 TF. G. = kf x PEF 
constante de permeabilidade 
12,5 ml / min x mmHg 
Pressão efetiva de filtração 
10 mmHg 
x 
 Taxa de Filtração Glomerular (TFG): 125 ml/min 
Forças de Starling 
Antes de tudo é preciso saber... 
• Como o sangue chega nos capilares glomerulares 
(anatomicamente); 
 
• Como ocorre a regulação do fluxo sanguíneo renal; 
 
• Como ocorre a auto-regulação do fluxo sanguíneo renal. 
Entender os tópicos acima é importante por que o fluxo 
sanguíneo renal tem direta relação com a filtração 
glomerular!!! 
Fluxo sanguíneo renal 
Rins recebem cerca de 20-25% do débito cardíaco 
 Débito cardíaco de 5 L/min (100%) -> FSR de 1,25 L/min ou 1800 L/dia. 
É muito ou pouco Sangue? 
 
 
Vasos sanguíneos renais 
Funções do Fluxo Sanguíneo Renal 
-Determinar a TFG 
 
-Modificar a intensidade da reabsorção de solutos e de água pelo túbulo proximal 
-participar da concentração e diluição da urina 
-fornecer suprimento O2, nutrientes e hormônios 
-Devolver à circulação os solutos e líquido reabsorvidos 
-Transportar substratos que serão excretados na 
 urina 
SISTEMA PORTA RENAL: primeiro filtrar o líquido 
para fora do sangue e para dentro do lúmen do 
néfron nos capilares glomerulares e depois 
reabsover liquido e solutos de volta para o sangue 
nos capilares peritubulares. 
• FSR é diretamente proporcional ao gradiente de pressão entre as artéria e as 
veias renais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Regulação do fluxo sanguíneorenal 
• FSR é inversamente proporcional a resistência dos vasos renais (arteríolas) 
 
 
O FLUXO SANGUINEO RENAL (FSR) 
- 
FSR= Pressão aórtica- Pressão venosa renal 
- 25% do Débito Cardíaco: cerca de 1,25 L/min 
Resistência vascular renal 
-Vasos de maior resistência do sistema renal: arteríolas aferentes e eferentes 
 
-Ajustes na resistência vascular em respostas a mudanças de pressão arterial 
 
 
Manter FSR e TFG constante com mudanças 
da pressão arterial 
- FSR X meio interno 
Regulação do fluxo sanguíneo renal 
Regulação do fluxo sanguíneo renal e TFG 
TFG é regulado por alterações na resistência arteriolar e na pressão arteriolar renal, 
bem como alterações no coeficiente de filtração 
 (área de filtração e permeabilidade da barreira). 
 Pressão de fluido no 
espaço de Bowmann 
 Pressão arterial renal 
 Resistência na arteríola aferente 
 Resistência na arteríola eferente 
 Pressão hidrostática 
 TFG 
 TFG 
 Pressão oncótica  TFG 
Berne et al, 2004. 
Regulação do fluxo sanguíneo renal 
• Sistema nervoso simpático 
 
- Inerva tanto a arteríola aferente quanto a eferente (vasoconstrição); 
- Sendo mais sensível na arteríola aferente. 
- Glomérulos e túbulos renais 
 
• Angiotensina II 
 
- Potente vasoconstritor das arteríolas aferentes e eferentes (vasoconstrição); 
- Sendo mais sensível na arteríola eferente. 
 
• Prostaglandinas (E2 e I2) 
 
- Produzidas localmente no rim, 
- Vasodilatadoras das arteríolas aferentes e eferentes . 
 
CONTROLE HORMONAL E AUTACÓIDE DA CIRCULAÇÃO RENAL 
Autacóides – substâncias vasoativas produzidas pelos rins e que agem localmente 
Guyton & Hall, 2011 
Regulação do fluxo sanguíneo renal 
Vasoconstritores 
MODIFICAÇÕES DA TFG 
Causas das modificações: 
 
PHG: 
• Pressão arterial, pressões nas arteríolas (controle 
fisiológico); 
PHC: 
• Obstrução no túbulo ou no sistema urinário; 
PC: 
• Concentração de proteínas no plasma. 
Variações no Kf: Variações na permeabilidade dos capilares e na área superfície de filtração 
Guyton & Hall, 2011 
MODIFICAÇÕES DA TFG 
 
Regulação do Fluxo sanguíneo renal e da taxa de filtração glomerular 
Silverthorn, 2010 
Ex. aumento na PA de 100 a 125mmHg e aumento de 25% na TFG (de 180l/dia para 
225 l/dia) o fluxo de urina seria mais de 40 litros (normal 1,5 l). 
 
DEPLEÇÃO VOLUME PLASMÁTICO TOTAL!!! 
Porém : Taxa de filtração glomerular e o fluxo sanguíneo renal são 
 mantidos constantes 
Autoregulação renal da 
TFG 
na variação da PA 
Fluxo urinário 
ø UR 
(ml/min) 
Influência de mecanismos extrínsecos: 
SP e ANGII 
Auto-regulação da TFG e FSR 
Mecanismo Miogênico – sensível à 
PA ( PA →  resistência arteríola aferente) 
 
 
Feedback Tubuloglomerular – 
sensível à concentração de NaCl no fluido 
tubular- aparelho justaglomerular 
Regulam tônus da 
arteríola aferente 
Como a taxa de filtração glomerular e o fluxo sanguíneo renal são mantidos 
dentro de valores constantes? 
→ capacidade intrínseca (local) do rim de manter o FSR constante, apesar de 
variações na pressão de perfusão renal, através de variações na resistência das 
arteríolas 
* Proteger as barreiras de filtração frente à flutuações de pressão arterial 
Aumentando a PA (ex: no exercício) na artéria renal deveria aumentar a 
excreção de volume (TFG) pelo aumento da P hidrostática dos capilares mas 
isso não acontece porque ocorre uma vasoconstrição da arteríola aferente 
como resposta ao aumento da PA, diminuindo o fluxo para o glomérulo e 
mantendo a TFG normal 
Arteríola aferente 
(constrição) 
EXERCÍCIO 
Auto-regulação renal Mecanismo miogênico 
-Estiramento do músculo liso produz: 
Abertura de canais iônicos mecanossensíveis 
Despolarização 
Influxo de cálcio : contração 
APARELHO 
JUSTAGLOMERULAR 
Auto-regulação renalMecanismo Feedback 
Tubuloglomerular 
 
Aparelho Justaglomerular :influência na pressão e Fluxo sangue 
(modificações do ritmo de filtração e liberação de renina) 
Mácula Densa: final segmento espesso ascendente e TCD (sensores): são 
quimiorreceptores que respondem a modificações na quantidade de NaCl no filtrado. 
 
Células Justaglomerulares: fibras musculares lisas secretoras de RENINA 
 
Células mesangiais extraglomerulares: localizadas fora dos glomérulos entre as 
arteríolas 
Auto-regulação renal :Mecanismo Feedback 
Tubuloglomerular 
 
Resposta da mácula densa ao conteúdo de Na 
Aumento no aporte de Na para a mácula 
densa - células incham - iniciam a 
resposta parácrina. 
Feedback Tubuloglomerular 
↑ PA = aumento no aporte de Na para a 
mácula densa 
 resposta parácrina que causa 
vasoconstrição da Arteríola Aferente - 
manutenção da TFG. 
Auto-regulação renal :Mecanismo Feedback 
Tubuloglomerular 
 
Silverthorn, 2010 
Auto-regulação renal :Mecanismo Feedback 
Tubuloglomerular 
 
↑ P.A. 
Auto-regulação renal :Mecanismo Feedback 
Tubuloglomerular 
 
Silverthorn, 2010 
Mecanismo Feedback Tubuloglomerular: Participação 
Na modulação da Pressão Arterial 
 
Mecanismo Feedback Tubuloglomerular: Participação 
Na modulação da Pressão Arterial 
 
Por que a pressão osmótica do plasma nas arteríolas eferentes é maior que nas 
Arteríolas aferentes? 
 
Se a pressão sanguínea sistêmica permanece constante, mas a arteríolas 
aferente de um néfron sofre vasconstrição, o que acontece ao FSR e à TFG? 
 
Uma pessoa com cirrose do fígado tem níveis abaixo do normal de proteínas 
plasmáticas e, consequentemente, uma TFG acima do normal. Por quê? 
 
Se ocorre reabsorção resultante para dentro do capilar peritubular, então a 
pressão hidrostática capilar deve ser maior, menor ou igual a pressão 
coloidosmótica capilar? 
 
Por que a presença de proteínas na urina pode estar relacionado com doenças 
glomerulares? 
 
 
 
 
VAMOS PENSAR....... 
Por que a presença de proteínas (proteinúria) e de hemácias 
(hematúria) na urina pode estar relacionado com doenças 
glomerulares ou nefrites? 
Glomerulonefrite e Síndrome 
nefrótica: 
 Alteração da permeabilidade da 
membrana de filtração 
 Permite a filtração de células 
sanguíneas e proteínas plasmáticas 
Normal: superior a 3 anos, é de 6 a 8 g/dL 
no sangue; albumina (3 a 5 g/dL) 
 frio intenso, calor, febre alta, atividade física intensa ou 
estresse; 
CASOS DE PROTEINÚRIA TRANSITÓRIA: 
Mensuração da TFG como função renal 
 Taxa de filtração glomerular (TFG) 
Soma da TF (todos os néfrons funcionais) 
É um índice da função dos rins 
Como mensurá-la? 
* Inulina 
* Creatinina 
 
• Precisa ser livremente filtrada 
 
• Uma vez filtrada, sua quantidade no 
túbulo não deve ser alterada por 
reabsorção ou por secreção 
 
• Não deve ser metabolizada nos rins 
 
• Não deve interferir na função renal 
Depuração 
Renal 
Volume de plasma 
que é depurado de 
certa substância por 
minuto. 
 se uma substância é 
totalmente filtrada e não é 
reabsorvida ou secretada, 
sua depuração corresponde 
ao RFG. 
Mensuração da TFG como função renal 
 
• Depuração da creatinina endógena (DCE): produção constante e não 
é reabsorvida, somente secretada em pequena quantidade; depuração 
próxima da TFG. 
 
• O erro da secreção de Cre na urina é compensado pelo erro na 
quantificação da Cre no soro 
 
•Secretada no túbulo proximal 
 
•Erro de 10% introduzindo esse 
O componente secretor. 
Mensuração da TFG como função renal 
• TFG: 
• depuração da inulina: livremente filtrada, não é secretada nem reabsorvida. 
Depuração (quantidade de plasma necessário para remover toda inulina por 
unidade de tempo) é igual a TFG. 
FILTRAÇÃO RENAL NO EXERCÍCIO FÍSICO 
O exercício físico aumenta ou 
diminui o fluxo sanguíneo renal ? 
• Uma das consequências do aumento da atividade simpática é a síntese e 
liberação de catecolaminas (epinefrina e norepinefrina). 
 
• A norepinefrina quando liberada pelos nervos simpáticos leva a vasocontrição 
das arteríolas aferentes e eferentesdiminuindo o FSR. 
Efeitos do Exercício no FSR (RBF) e no Ritmo de Filtração Glomerular (RFG) 
 
 
Suzuki H. 1995. Exercise intensity and renal 
hemodynamics. Jpn J Nephrol 37: 534-542 
This study investigated the effects of exercise 
intensity on renal hemodynamics. Three 
healthy male subjects underwent exercise tests 
on a bicycle ergometer at 7 different work 
loads for 15 min 
Efeitos do Exercício no FSR (RBF) e no Ritmo de Filtração Glomerular (RFG) 
 
Período de recuperação após o exercício: Aumento da 
Produção de urina (DIURESE INDUZIDA POR EXERCÍCIO 
A queda da filtração 
é menor que a queda do FSR 
Feedback tubuloglomerular 
Tenta manter a FG (ADH e ALDOSTERONA) 
Efeitos do Exercício no FSR (RBF) e no Ritmo de Filtração Glomerular (RFG) 
 
AUMENTO DOS NÍVEIS DE RENINA COM A INTENSIDADE DO EXERCÍCIO 
Efeitos do Exercício no FSR (RBF) e no Ritmo de Filtração Glomerular (RFG) 
 
Efeitos do Exercício no FSR (RBF) e no Ritmo de Filtração Glomerular (RFG) 
 
Como fica o fluxo sanguíneo renal durante o exercício? 
Qual o motivo? 
 
A taxa de filtração glomerular modifica-se nas mesmas proporções 
que o FSR durante o exercício? Qual o motivo? 
 
 
Por que a redução do volume urinário não ocorre nas mesma 
 intensidade que o do FSR? 
 
Por que não há necessidade de urinar durante o exercício ? 
 
Por que há um aumento da RENINA à medida que aumenta a 
Intensidade do exercício? 
Efeitos do Exercício no FPR e RFG 
Normal : 0,05g/L (quantidade normal de proteína na urina) 
HEMATÚRIDA INDUZIDA PELO EXERCÍCIO 
Por que não se deve realizar exame de urina 
Após exercício físico ? 
Mecanismos renais de manipulação do plasma 
180 litros de plasma 
são filtrados por dia 
Excreção diária (média): 
1,5 litros de urina 
O quê acontece 
com os 
178,5 litros 
filtrados por dia? 
RFG = 120 ml/min 
-DC : 5L/min ; 
Rins recebem 1440L/dia e filtram o volume inteiro do plasma 60x /dia: 180L filtrado!!! 
Se não ocorresse a reabsorção, ficaríamos sem plasma em menos de 1h!!! 
A Filtração Glomerular