Fisiologia renal

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FILTRAÇÃO GLOMERULAR
· Sistema urinário
É formado pelos rins, ureteres, bexiga e uretra. 
Função: elaboram e removem o principal fluído excretor (urina); regulam a concentração hídrica e salina do corpo, através de diurese e natriurese é capaz de controlar a concentração de sal e água. e removem substâncias estranhas do sangue. Função principal é a manutenção da composição sanguínea.
· Morfologia renal 
Abaixo da cápsula renal há o córtex renal onde estão a maioria dos glomérulos; e néfrons corticais, principais estruturas da filtração. Há também os néfrons justamedulares em menor quantidade. Na medula renal são encontradas as pirâmides que drenam toda a produção dos néfrons para o cálice menor e em seguida para o maior, irá desaguar no ureter. 
Temos também o sistema circulatório renal, com a. renal entrando pelo hilo renal, formando artérias interlobares, e delas há formação de ea. arqueada, que origina as a. interlobulares (região cortical do rim), e a partir destas há formação de arteríola aferente, que leva o sangue ao capilar glomerular (filtração).
· Corte de um rim e microcirculação de um néfron (imagem 1): 
Imagem mostra a ampliação da região cortical → arteríola aferente, que sai da artéria interlobular, a qual fica na região cortical. A partir da arteríola aferente é formado o capilar glomerular. Esse capilar é formado por enovelado de capilares com várias fenestrações, eles se unem para formar a arteríola eferente. A partir desta há a formação de uma série de vasos (em vermelho), chamados de vasos peritubulares, possuem esse nome por estarem na periferia de todo o sistema tubular. Percorrem até chegar ao ducto coletor. A partir dos vasos ocorre as trocas, seja de secreção, reabsorção. 
· Corte de um de um rim e microcirculação de um néfron (imagem 2):
Néfrons corticais e néfrons medulares ou justamedulares, são chamados assim por atingirem as regiões mais próximas as pirâmides, chamada de medula renal, que é dividida em parte externa (mais próxima ao córtex) e interna (mais próxima ao hilo). Todas as seções de túbulo do néfron cortical ficam na região cortical do rim. Já os néfrons justamedulares/medulares possuem seções de túbulos que atingem até a medula interna, depois retornam novamente no córtex renal para desaguar no ducto coletor. O capilar do néfron justamedular atinge as partes mais internas da medula interna.
· Microcirculação do néfron:
Existem alguns capilares que descem até a parte final próxima aos cálices renais, formando a seção de vasos retor (vasa retum), que são importantes para o mecanismo de contracorrente, que atua por exemplo no controle da PA durante o exercício físico (diurese de pressão, aumentando o débito urinário), além de manter tonicidade do meio e da medula renal. “A filtração vem para um lado e a circulação para o outro lado”.
· Néfron
Cápsula de Bowman envolvendo todo o capilar glomerular. Túbulo proximal que possui região reta e é dividido em regiões S1, S2, S3, depois do segmento descendente reto do túbulo proximal há a Alça de Henle, que possui segmento fino descendente e outro ascendente. O ultrafiltrado, que foi filtrado nos capilares glomerulares através da MB e podócitos segue o caminho. 
A partir da artéria interlobular há a formação da arteríola aferente (leva o sangue até os capilares glomerulares), ao chegar na cápsula de Bowman (envolve todo o capilar glomerular, forma uma bola fechada ao redor dele, tudo o que extravasa no capilar cai na cápsula) a arteríola se enovela. A partir de uma nova anastomose ocorre a formação da arteríola eferente, que dá origem ao sistema de vasos peritubulares. O capilar possui várias fenestrações. Boa parte do líquido dentro do capilar, cai na Cápsula de Bowman, sendo filtrado para ela (ultrafiltrado), e a partir daí, caem no túbulo proximal convoluto (cheio de convoluções para aumentar área de contato/troca com capilares peritubulares). De 120ml filtrados, apenas 1ml forma urina, e o restante é todo re-absorvido.
Depois do túbulo proximal, a partir de um segmento fino (ramo fino) há início da formação da Alça de Henle (é descendente pois tudo o que é produzido no filtrado está descendo), podendo atingir regiões medulares, ou ficando na região cortical, e depois há formação do ramo fino ascendente; depois a região fica mais grossa, chamando-se ramo espesso da Alça de Henle, que continua ascendendo e passa muito perto. do capilar glomerular. 
Na parte final da alça de Henle (ramo espesso) há células especializadas formando a mácula densa, e depois há túbulo distal (ovoluto com convoluções, ou pode ser reto), e depois túbulo distal conector (conecta-se com o ducto coletor).
Todos os néfrons possuem túbulos distais coletores, desaguando no ducto coletor (se divide em parte medular externa e interna, até desaguar na pelve renal).
Há ao lado da alça de Henle (passando por trás dela), túbulo distal e ducto coletor, percorrendo todas as seções de túbulos, os vasos retos se enovelando, para que os processos possam ocorrer.
Alça de Henle tem função diurética importante, principalmente em insuficiências cardíacas agudas.
· Processos renais:
1- Filtração: falamos do que está sendo filtrado a partir do capilar glomerular; tudo que passou por ele foi filtrado formando o ultrafiltrado, que depois percorre todas as seções de túbulos. A composição plasmática (pensando-se em íons) é a mesma do sangue e na cápsula de Bowman, exceto por proteínas células do sangue.
2- Reabsorção: dos 120 ml que formam o ultrafiltrado na C. de Bowman, 119 ml são absorvidos, ou seja, boa parte do ultrafiltrado é reabsorvido, tudo o que sai da seção de túbulo e cai nos capilares peritubulares for reabsorvido. A glicose cai no interior da C. de Bowman e toda ela é reabsorvida no túbulo proximal → saída dos túbulos para as regiões de capilares peritubulares. 
3-Secreção: parte de moléculas que não foram filtradas continuam o percurso: saem do capilar glomerular, passam para arteríola eferente e caem na seção de vasos peritubulares. Entretanto, algumas dessas substâncias não podem permanecer no sangue e são então secretadas, saindo dos capilares peritubulares para seção de túbulos para a formação da urina. Bicarbonato, Hidrogênio são exemplos de substâncias secretadas, e um ou outro é eliminado dependendo do equilíbrio ácido-básico do indivíduo.
4-Excreção é o ultrafiltrado que passou por todas as seções de túbulos, foi submetido a reabsorção, secreção, ganho ou perda de água, e chega ao ducto coletor, pirâmides renais, regiões mais internas do cálice menor e formam a urina (quando chega à parte mais interna do ducto coletor já chama-se urina). “Urina = ultrafiltrado - o que foi reabsorvido + o que foi secretado”.
· Diferentes tipos de células encontrados em cada um dos segmentos:
→ Túbulo contorcido proximal: borda em escova e muitas mitocôndrias. Grande aumento de área de membrana, demonstram a importância deste túbulo para o processo de reabsorção. Aproximadamente 60% do filtrado que é reabsorvido, têm sua reabsorção no túbulo contorcido proximal. 
→ Ramo fino descendente e ascendente da alça de Henle: poucos são os transportes nesta região. Ocorre a passagem de água nesse segmento, em um primeiro momento segue perdendo água e outro diluindo. 
→ Ramo espesso ascendente da Alça de Henle: têm mais mitocôndrias pois têm transportadores importantes, como o transportador Na+K+2Cl- ou NKCC ou sódio-potássio-dois-cloreto (é o que ele reabsorve). Juntamente com o Na a água também é reabsorvida (60% do sódio é reabsorvido no túbulo proximal e como a água acompanha-o, 60% da água é reabsorvida nessa região, e depois mais sódio é reabsorvido no ramo espesso, assim a água segue junto). 
→ Células da mácula densa: além de estarem na alça de Henle ascendente possuem o transportador NKCC.
→ Porções finais de túbulos: quase não possuem área de contato com o ultrafiltrado, por isso possuem menos vilosidades pois pouco transporte acontece. Região distal está submetida a ação da hormônio antidiurético (na presença dele têm-se a reabsorção de água,na ausência dele a água permanece nas porções finais, reduzindo o volume de urina e a diurese; o hormônio insere canais de aquaporinas do tipo II, para água que será excretada, com aumento do volume urinário). Essa região distal modula o quanto de água será reabsorvido ou excretado na urina. As seções de túbulo finais são impermeáveis a água, as células presentes possuem a membrana luminal (que está voltada para a luz do túbulo) e membrana basolateral (voltada para o interstício); são impermeáveis por possuírem as tight-junctions (junções de oclusão), que possuem uma série de filamentos que tornam as células muito unidas umas às outras, tornando-as impermeáveis. Se tornam permeáveis na presença de ADH, age no interior da célula promovendo a inserção de aquaporinas, tipo II. A água e demais substâncias dificilmente passam entre as células, a tendência da água é acompanhar o fluxo iônico. 
· Glomérulo e Cápsula de Bowman: 
Região próxima a mácula densa e capilar glomerular → almofada polar, formada por células mesangiais. Tudo o que é visto no interior da cápsula de Bowman, visto em rosa na foto é o mesângio (células mesangiais); essas células possuem capacidade de contração e relaxamento. Na arteríola aferente existem alguns tipo celulares que são chamadas de células justaglomerulares. 
O aparelho justaglomerular é composto por células da mácula densa + células mesangiais da almofada polar + células justaglomerulares (células diferenciadas na parede da arteríola) da arteríola aferente. 
Arteríola aferente dá início ao capilar glomerular, e possui células diferenciadas, chamadas de células justaglomerulares que possuem grânulos secretores de renina, fazendo parte do sistema renina-angiotensina- aldosterona. 
Endotélio capilar do capilar glomerular possui uma série de fenestrações de até 70 nm (grande), o que permite facilmente que as proteínas do plasma (ex: albumina têm 30 nm, passa com facilidade) sejam filtradas, assim como solutos como Na+, K+ e Cl-, mas não permite a filtração de células do sangue pois estas são maiores. Além dessas fenestrações há a presença da membrana basal que é dividida em lâmina densa, lâmina rara interna e rara externa. A lâmina densa impede a passagem de várias substâncias. Outra estrutura importante são os prolongamentos do tecido da cápsula de Bowman, são os podócitos, os quais são formações celulares diferenciadas. Eles possuem prolongamentos, os quais são chamados de pericélios ou pedicélios/pedicelos, que se conectam à membrana basal parte externa (membrana basal é dividida em lâmina rara interna e externa). A lâmina densa impede a passagem de várias substâncias, e fica entre a lamina rara interna e externa. Entre os pedicélios dos podócitos existem outras regiões fenestradas, e essas fenestras possuem de 30 a 40 nm, o que permite a passagem da albumina, que é a principal proteína do sangue, mas ela não está presente no ultrafiltrado. 
· Sialoproteínas X albumina: 
Membrana basal composta por lâmina interna, lâmina externa e lâmina densa. A região central, de lâmina densa é muito fechada e impede a passagem de várias substâncias. A lâmina interna se une ao epitélio do capilar glomerular. Os pedicélios dos podócitos se unem a lâmina externa. As fenestras possuem até 70 nm no endotélio, nas fendas de filtração possuem até 30 nm. A membrana basal possui glicoproteínas com ácido siálico, formando as sialoproteínas, as quais são importantes para manutenção das proteínas no interior do capilar glomerular, e isso ocorre pois as sialoproteínas e glicoproteínas da membrana basal possuem muitas cargas negativas. A albumina, no nosso ph 7,4 é negativa,as fenestras do endotélio e dos podócitos permitem a passagem de proteínas plasmáticas, mas a passagem nem sempre acontece devido a repulsão de cargas negativas da membrana basal e dos podócitos, fazendo com que elas permaneçam no capilar glomerular. Qualquer alteração na membrana basal faz com o indivíduo possua proteinúria, ocorre também a perda de pressão oncótica nos capilares sistêmicos e formação de edema → extravasamento de líquido dos vasos para o interstício. Epitélio da cápsula de Bowman, endotélio da membrana basal compõe a barreira filtrante, e o comprometimento nessa região podem ocasionar proteínas na urina, hematúria (células do sangue na urina, com coloração de “chá mate” ou coca-cola na mesma). 
· Gráfico - dextrana: polianiônica (-), policatiônica (+) e neutra (+ e -). A filtrabilidade cai de acordo com o tamanho da molécula. Quanto maior a molécula menor a filtrabilidade pois não irá passar pelas fenestrações do endotélio e dos pedicélios. Raio molecular em torno de 3: a dextrana polianiônica têm uma filtração próxima a 0, a catiônica é mais filtrada que a neutra e que a aniônica, isso ocorre pois as cargas negativas são repelidas pela membrana basal. As cargas positivas (mais na policatiônica) são atraídas para membrana basal, por isso a filtrabilidade da dextrana policatiônica é maior e são filtradas com maior facilidade. Na+ e Cl- passam facilmente pois são moléculas muito pequenas e não sofrem esse tipo de influência; isso vale para moléculas maiores, como por exemplo, a albumina. 
· Aparelho justaglomerular: 
· Perfil das pressões hidrostáticas na circulação renal:
Pressão arterial em torno de 100 mmHg para artéria renal e arteríola aferente. A PAM (pressão arterial média) chega nas arteríolas aferentes em torno de 90 a 100 mmHG. Ocorre uma grande queda de pressão da artéria para o capilar glomerular de aproximadamente de 40-50 mmHg, isso ocorre pois a arteríola aferente promove resistência à passagem do sangue. A arteríola aferente diminui a passagem do fluxo sanguíneo, diminuindo a pressão do capilar glomerular. Enquanto o sangue permanece no capilar glomerular não existe alteração de pressão em seu interior, e ela se mantém. Já nos capilares sistêmicos, a pressão hidrostática na periferia do músculo (por exemplo) se reduz. No capilar peritubular cai ainda mais, para em torno de 10-15 mmHg. Se no capilar houvesse uma pressão muito grande a filtração aumentaria muito. A resistência da arteríola aferente faz com que a pressão no capilar glomerular se mantenha, a todo momento ela é mantida entre 40-50 mmHg sem alteração. A manutenção da pressão hidrostática no interior do capilar glomerular é MUITO importante. 
Forças de Starling, pressão oncótica e hidrostática acontecem no capilar glomerular (da mesma forma que ocorria na fisiologia do sistema circulatório/cardiovascular). 
Arteríola aferente e eferente sofrem vasoconstrição com ação da angiotensina, mais vasoconstrição ocorre na eferente do que na aferente. 
· Regulação do fluxo sanguíneo renal - mecanismo miogênico e mecanismo glomerulotubular: 
Aumento da pressão arterial leva ao aumento do fluxo urinário → diurese de pressão. Aumentos da pressão arterial não influenciam no fluxo sanguíneo renal quando está entre 80 a 150 mmHg, e isso acontece pois existe o controle das arteríolas. O aumento do volume de sangue e aumento da pressão hidrostática nas artérias é transmitida para todas as artérias/árvore arterial, inclusive a interlobular, at tendência seria aumentar o fluxo plasmático renal e a filtração glomerular, entretanto a arteríola aferente impede que o aumento de volume seja transmitido para o capilar glomerular. 
Aumento da pressão = maior quantidade de líquido em contato com a parede do túbulo. 
· Mecanismo miogênico (toda vez que aumenta pressão a artéria se dilata, e com isso há ativação de canais catiônicos tensão-dependentes, permitindo entrada de sódio e cálcio, levando à contração, impedindo que pressão seja transmitida ao interior do capilar glomerular) e mecanismo glomerulotubular: A filtração glomerular depende da pressão hidrostática; os capilares são fenestrados e permitem a passagem, e o que é filtrado é o que sai do capilar glomerular; quando há aumento da pressão hidrostática no interior do capilar glomerular a pressão tende a aumentar. O capilar glomerular possui fenestrações, se a pressão aumenta no seuinterior, a filtração aumenta também; a isso dá-se o nome de aumento no ritmo de filtração glomerular. 
· Toda vez que aumenta-se a pressão arterial, se ela fosse transmitida para o capilar glomerular, aumentaria a filtração glomerular. Entretanto, com o aumento da pressão o ritmo e a pressão de filtração glomerular se mantém. Isso acontece devido ao mecanismo miogênico, devido a dilatação dos vasos, ocorre a ativação de canais catiônicos (Ca+, Na+, despolarizando as células e ocasionando a contração), tensão dependentes, que permitem a abertura e aumento da pressão, permitindo a entrada de cátions fazendo a contração da musculatura lisa. 
· Mecanismo glomerulotubular têm como participante as células do aparelho justaglomerular. O aumento da PA é inicialmente transmitido para a arteríola aferente e capilar glomerular, se isso ocorre, o ritmo de filtração glomerular aumenta, isso leva a mais ultrafiltrado. Se mais ultrafiltrado percorre o túbulo há maior contato de ultrafiltrado com células da mácula densa. No ultrafiltrado há Na+, K+, Cl-, P, e uma série de outras substâncias. As células da mácula densa (de um lado possui a luz do túbulo e do outro interstício/almofada polar), na face voltada para a luz do túbulo há o transportador NKCC que permite a entrada de Na+, K+ e 2 Cl-, e quando esses íons entram pela membrana luminal para o interior da célula, atravessam a mesma e na membrana (basolateral) voltada para o interstício têm o canal de cloreto, no qual o cloreto sai da célula. Por se tratar da saída de um íon com carga negativa, esse mecanismo despolariza a célula. No interior da mácula densa têm-se grânulos de ATP e Adenosina, a célula se despolariza (por ficar mais positiva) e abre canais de Ca++, voltagem dependentes, e quando este entra no interior da célula, faz com que os grânulos de secreção se unam a membrana da célula, fazendo com o que transmissor seja liberado. o ATP e adenosina promove a constrição das células mesangiais, isso faz com que diminua os espaços entre as fenestrações do endotélio, além de promover a vasoconstrição da arteríola aferente, isso faz com que diminua o ritmo de filtração glomerular.
· Assim: Pressão arterial aumenta mas ritmo de filtração renal se mantém pelos mecanismos miogênico e glomerulotubular.
· Ritmo de filtração glomerular: RFC = Kf x (ΔP -Δ𝝿).
· Pressão oncótica do capilar sistêmico é sempre a mesma praticamente, pois ocorre perda de proteínas plasmáticas (filtradas para o meio intersticial, junto com o líquido), mas pressão hidrostática diminui pois perde-se muito líquido na parte arterial, assim pressão hidrostática no capilar venoso está pequena (menor que intersticial), assim há um retorno. 
· Há pressão oncótica (tende a promover reabsorção; aumento reabsorve o líquido) na parte arterial, e na parte venosa, assim como pressão hidrostática (tende a promover filtração; saída do líquido no capilar arterial; aumento da pressão expulsa o líquido).
· Kf (Coeficiente de filtração): quanto maior a permeabilidade do tubo, maior o coeficiente de filtração. Quando diminui-se a àrea, diminui-se o coeficiente de filtração. OBS: Kf = Ks. Kf = superfície x permeabilidade do tubo.
· ΔP = variação da pressão hidrostática
· Δ𝝿 = variação de pressão oncótica
· Processo de filtração no capilar depende da pressão hidrostática e oncótica do capilar e do interstício. Quando chega, ocorre filtração pela pressão hidrostática, que tende a fazer o líquido sair do capilar glomerular ao interior da cápsula de Bowman, e assim passa a se concentrar Albumina (proteína) aumentando a pressão oncótica/coloidosmótica do capilar glomerular, fazendo o contrário (“puxa” a água da cápsula para o capilar). Há outra força contrária à filtração, a pressão hidrostática da Cápsula de Bowman (líquido filtrado). 
· O ultrafiltrado sai do interior do capilar glomerular e vai para o espaço de Bowman, onde se acumula exercendo pressão hidrostática, impede que a filtração ocorra, assim age de trás pra frente pois tende a voltar para o interior do capilar glomerular (por isso a p. hidrostática do capilar é contrária filtração), antes de ir para o túbulo proximal. 
· A pressão oncótica na Cápsula de Bowman é praticamente 0 pois não há passagem/filtração da Albumina pela barreira filtrante. OBS - se houver proteína na urina, indica mal funcionamento renal.
· Assim: RFC (ou PeUf, pressão efetiva de filtração) = Kf x Pcapilar glomerular - (Pintersticial da cápsula Bowman + 𝝿capilar)
· PeUf, pressão efetiva de filtração: equivale a 10 mmHg, e é a pressão que leva à filtração
· OBS - cálculo renal que impeça passagem da urina, faz a pressão ir se acumulando retrogradamente até chegar aos túbulos renais, com P ficando elevada na Cápsula de Bowman (elevação de 10 mmHg, por exemplo), assim a pressão de ultrafiltração é 0, não existindo mais filtração.
· Modulações das arteríolas aferentes e eferentes: 
· Arteríola aferente:
· Adenosina e ATP ocasionam vasoconstrição da arteríola aferente.
· O fluxo é inversamente proporcional à resistência (Q=ΔP/R); se aumentou resistência da arteríola aferente, o fluxo sanguíneo diminui, e consequentemente o ritmo de filtração glomerular também diminui. 
· Se diminuir resistência da arteríola aferente, aumenta-se o fluxo chegando, assim aumenta-se também o ritmo de filtração glomerular.
· Arteríola eferente: 
· Vasodilatação da arteríola eferente (diminui a resistência) leva ao aumento do fluxo plasmático renal. O néfron filtra menos, diminuindo ritmo de filtração glomerular, pois diminuiu a P no interior do capilar glomerular.
· Vasoconstrição da arteríola eferente (aumenta a resistência; por angiotensina II por exemplo) leva à diminuição do fluxo plasmático renal. Não consegue sair, assim acumula-se no capilar glomerular, e ritmo de filtração glomerular aumenta (parcialmente/inicialmente) pelo aumento da P, porém quando fala-se em arteríola eferente se constrição for muito intensa o ritmo de filtração cai (pois filtra tanto líquido que há acúmulo de proteínas aumentando 𝝿capilar, que diminui ritmo de filtração glomerular).
· Forças de Starling no capilar glomerular: pressão efetiva de ultrafiltração no final do capilar glomerular diminui; no início do capilar glomerular é grande e diminui pela perda de líquido ao longo do capilar. No capilar glomerular a P mantém estável e 𝝿 tende a aumentar; já nos capilares sistêmicos 𝝿 mantém-se estável pois parte das proteínas estão sendo filtradas (depois parte da albumina retorna pelo sistema linfático para retornar à circulação sistêmica, mantendo o nível de proteínas ideal no sangue).