Filtração glomerular e fluxo plásmatico renal

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Maria Tereza Trindade Teixeira - Medicina Fisiologia
-------------------Fil���ção g����ru��� � flux� ���s�áti�� re���-------------------
> Introdução
O primeiro passo na formação da urina é a
filtração de grandes quantidades de
líquido através dos capilares glomerulares
para a cápsula de Bowman – quase 180
ℓ/dia.
A alta taxa de filtração glomerular
depende de um alto fluxo sanguíneo
renal, assim como de propriedades
especiais das membranas dos capilares
glomerulares.
> Composição do filtrado
Os capilares do glomérulo são
relativamente impermeáveis às proteínas,
de forma que o líquido filtrado é, em
essência, livre de proteínas e elementos
celulares, incluindo hemácias.
As concentrações dos demais
constituintes do filtrado glomerular,
incluindo a maioria dos sais e moléculas
orgânicas, assemelham-se às suas
concentrações plasmáticas.
> Taxa de filtração glomerular
Os capilares glomerulares filtram líquido
em uma taxa determinada pelos seguintes
fatores:
● equilíbrio entre as forças
hidrostáticas e coloidosmóticas
que atuam através da membrana
capilar.
● coeficiente de filtração capilar (Kf),
produto da permeabilidade e área
de superfície de filtração dos
capilares.
! Os capilares glomerulares têm taxa de
filtração muito mais alta do que a maioria dos
capilares em virtude da alta pressão
hidrostática glomerular e do alto Kf.
> Membrana glomerular
A membrana capilar glomerular apresenta
três (em vez de duas) camadas principais:
● o endotélio dos capilares;
● uma membrana basal;
● uma camada de células epiteliais
(podócitos) que circundam a
superfície externa da membrana
basal do capilar
Essas camadas perfazem a barreira de
filtração.
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O endotélio capilar é perfurado por
milhares de pequenos orifícios
denominados fenestras. Porém, as
proteínas celulares endoteliais são
ricamente carregadas com carga negativa,
o que dificulta a passagem de proteínas
plasmáticas.
Ao redor do endotélio há a membrana
basal, que consiste em uma rede de
colágeno e fibrilas de proteoglicanos com
amplos espaços. A membrana basal
dificulta muito a filtração de proteínas
plasmáticas, em parte pelas fortes cargas
negativas associadas aos proteoglicanos.
A porção final da membrana glomerular
consiste em uma camada de células
epiteliais (podócitos) que revestem a
superfície externa do glomérulo. Esses
podócitos não são contínuos, eles têm
longos processos que lembram pés
(pódos) que circulam a superfície externa
dos capilares.
Os processos podais dessa membrana são
separados por espaços denominados
poros em fenda, através dos quais flui o
filtrado glomerular. As células epiteliais,
que possuem em sua estrutura proteínas
cuja carga também é negativa, fornecem
restrição adicional à filtração de proteínas
plasmáticas.
Filtrabilidade dos solutos
inversamente proporcional ao seu
tamanho: A membrana do capilar
glomerular é mais espessa do que a da
maioria dos capilares, porém também
mais porosa, filtrando líquidos em taxa
mais alta. Apesar da alta taxa de filtração,
a barreira de filtração glomerular é
seletiva na determinação de quais
moléculas serão filtradas, com base em
seu tamanho e carga elétrica.
Moléculas grandes com carga
negativa são filtradas com menos
facilidade que moléculas de carga
positiva com igual tamanho: O
diâmetro molecular da proteína
plasmática albumina é de apenas cerca de
6 nanômetros, ao passo que os poros da
membrana glomerular têm cerca de 8
nanômetros. Contudo, a albumina tem
filtração restrita em razão da sua carga
negativa e da repulsão eletrostática
exercida pelas cargas negativas dos
proteoglicanos da parede capilar
glomerular.
> Determinantes da taxa de
filtração glomerular:
TFG = Kf × Pressão resultante de filtração
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A pressão resultante de filtração
representa a soma das forças
hidrostáticas e coloidosmóticas que
favorecem ou se opõem à filtração através
dos capilares glomerulares
● pressão hidrostática dentro dos
capilares glomerulares (pressão
hidrostática glomerular, PG), que
favorece a filtração.
● pressão hidrostática da cápsula
de Bowman (PB), fora dos
capilares, que se opõe à filtração.
● pressão coloidosmótica das
proteínas plasmáticas do capilar
glomerular (πG), que se opõe à
filtração.
● pressão coloidosmótica das
proteínas da cápsula de Bowman
(πB), que favorecem a filtração.
TFG = Kf × (PG – PB – πG + πB)
Coeficiente de filtração capilar
glomerular: O Kf é uma medida do
produto entre a condutividade hidráulica e
área de superfície dos capilares
glomerulares. Não é possível mensurá-lo
diretamente, porém é possível estimá-lo
experimentalmente dividindo-se a TFG
pela pressão resultante de filtração:
Kf = TFG/Pressão resultante de filtração
Embora o aumento do Kf eleve a TFG e
sua diminuição também reduza a TFG,
alterações do Kf provavelmente não
proporcionam um mecanismo primário
para a regulação diária normal da TFG.
Pressão hidrostática da cápsula de
Bowman: Em alguns estados patológicos
associados à obstrução do trato urinário, a
pressão da cápsula de Bowman pode
aumentar significativamente, causando
grave redução da TFG.
Pressão Coloidosmótica: O aumento
da PB diminui a TFG, ao passo que sua
diminuição aumenta a TFG. Contudo,
alterações da pressão da cápsula de
Bowman normalmente não constituem
meio primário de regulação da TFG.
Dois fatores influenciam a pressão
coloidosmótica do capilar glomerular:
● a pressão coloidosmótica
plasmática arterial;
● a fração de plasma filtrada pelos
capilares glomerulares (fração de
filtração).
O aumento da pressão coloidosmótica
plasmática arterial aumenta a pressão
coloidosmótica do capilar glomerular, o
que tende a reduzir a TFG.
O aumento da fração de filtração também
concentra as proteínas plasmáticas e
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aumenta a pressão coloidosmótica
glomerular.
A fração de filtração define-se como TFG
dividida pelo fluxo plasmático renal.
! O maior fluxo sanguíneo no glomérulo
tende a aumentar a TFG e menor fluxo
sanguíneo no glomérulo tende a diminuí-la.
Pressão hidrostática do capilar
glomerular: Alterações nesse valor
constituem o principal meio de regulação
fisiológica da TFG. Aumentos na pressão
hidrostática glomerular elevam a TFG, ao
passo que diminuições resultam em
redução da TFG.
A pressão hidrostática glomerular é
determinada por três variáveis:
● pressão arterial;
● resistência arteriolar aferente;
● resistência arteriolar eferente.
O aumento da pressão arterial tende a
aumentar a pressão hidrostática
glomerular e, por conseguinte, a TFG.
O aumento da resistência das arteríolas
aferentes diminui a pressão hidrostática
glomerular e a TFG.
A constrição das arteríolas eferentes
aumenta a resistência ao fluxo de saída
dos capilares glomerulares. Esse
mecanismo eleva a pressão hidrostática
glomerular e, contanto que o fluxo
sanguíneo renal não seja muito reduzido
pelo aumento da resistência eferente, a
TFG sofre um ligeiro aumento.
! Todavia, como a vasoconstrição da arteríola
eferente também diminui o fluxo sanguíneo
renal, a fração de filtração e a pressão
coloidosmótica glomerular aumenta conforme
aumenta a resistência arteriolar eferente.
Sendo assim, no caso de constrição grave da
arteríola eferente a força resultante de
filtração diminui, causando redução da TFG.
Níveis moderados de constrição causam
aumento discreto na TFG, já níveis graves
provocam redução da TFG.
> Fluxo sanguíneo renal
O fluxo sanguíneo traz nutrientes e
remove produtos de excreção dos rins.
Todavia, o alto fluxo renal excede
sobremaneira essa necessidade. O
propósitodesse fluxo adicional é suprir
plasma suficiente para as altas taxas de
filtração glomerular necessárias à
regulação precisa dos volumes e da
concentração de solutos dos líquidos
corporais.
Fluxo sanguíneo e consumo de O2
renal: os rins normalmente consomem
oxigênio a uma taxa equivalente ao dobro
da taxa do encéfalo, porém seu fluxo
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sanguíneo é quase sete vezes maior que o
fluxo do encéfalo.
! Os rins normalmente consomem oxigênio a
uma taxa equivalente ao dobro da taxa do
encéfalo, porém seu fluxo sanguíneo é quase
sete vezes maior que o fluxo do encéfalo.
Determinantes do fluxo sanguíneo
renal: é determinado pelo gradiente de
pressão através da vasculatura renal
(diferença entre as pressões hidrostáticas
da artéria renal e da veia renal) dividido
pela resistência vascular renal total.
A pressão da artéria renal é quase igual
à pressão arterial sistêmica, ao passo que
a pressão da veia renal se situa por volta
de 3 a 4 mmHg na maioria das condições.
A resistência vascular total através dos
rins é determinada pela soma das
resistências em segmentos vasculares
individuais, incluindo as artérias,
arteríolas, capilares e veias.
A maior parte da resistência vascular
renal reside em três segmentos principais
– artérias interlobulares, arteríolas
aferentes e arteríolas eferentes.
A resistência desses vasos é controlada
pelo sistema nervoso simpático, vários
hormônios e mecanismos de controle
renal interno locais. Um aumento na
resistência de qualquer um dos
segmentos vasculares dos rins tende a
reduzir o fluxo sanguíneo renal, ao passo
que uma diminuição na resistência
vascular aumenta o fluxo sanguíneo renal,
se as pressões da artéria e veia renal
permanecerem constantes.
! Embora alterações na pressão arterial
exerçam certa influência sobre o fluxo
sanguíneo renal, os rins possuem mecanismos
eficazes de manutenção do fluxo sanguíneo e
TFG relativamente constantes dentro de uma
faixa de pressão arterial de 80 a 170 mmHg.
> Controle fisiológico da filtração
glomerular e fluxo sanguíneo
renal
O determinante da TFG mais variável e
suscetível ao controle fisiológico é a
pressão hidrostática glomerular.
Sistema nervoso simpático: todos os
vasos sanguíneos renais são ricamente
inervados por fibras nervosas simpáticas.
A ativação intensa desses nervos pode
causar vasoconstrição das arteríolas
renais e diminuir o fluxo sanguíneo renal e
a TFG.
Controle hormonal parácrino:
Diversos hormônios podem influenciar a
TFG e o fluxo sanguíneo renal.
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A noradrenalina, a adrenalina e a
endotelina causam constrição dos vasos
sanguíneos renais e diminuem a taxa de
filtração glomerular.
A angiotensina II causa constrição
preferencialmente das arteríolas eferentes
na maioria das condições fisiológicas.
O óxido nítrico derivado do endotélio
reduz a resistência vascular renal e
aumenta a taxa de filtração glomerular.
As prostaglandinas e a bradicinina
reduzem a resistência vascular renal e
tendem a aumentar a taxa de filtração
glomerular.
> Autorregulação da taxa de
filtração glomerular e fluxo
sanguíneo renal
Os mecanismos de feedback intrínsecos
dos rins normalmente mantêm o fluxo
sanguíneo renal e a TFG relativamente
constantes, mesmo diante de alterações
significativas da pressão arterial.
A maior função da autorregulação nos rins
é manter uma TFG relativamente
constante e controlar, de maneira precisa,
a excreção renal de água e solutos.
A TFG normalmente se mantém
relativamente constante, mesmo diante
de flutuações consideráveis da pressão
arterial que ocorrem durante as atividades
diárias de uma pessoa.
Na realidade, mudanças na pressão
arterial geralmente exercem efeito muito
menor sobre o volume de urina por duas
razões:
● A autorregulação renal previne
grandes alterações da TFG que
poderiam ocorrer; e
● Há mecanismos adaptativos
adicionais nos túbulos renais que
os fariam aumentar sua taxa de
reabsorção após um aumento da
TFG, fenômeno denominado
balanço glomerulotubular.
Feedback tubuloglomerular: Os rins
possuem um mecanismo especial de
feedback que conecta mudanças na
concentração de cloreto de sódio da
mácula densa com o controle da
resistência arteriolar renal e
autorregulação da TFG.
A diminuição do cloreto de sódio na
mácula densa causa dilatação das
arteríolas aferentes e aumento da
liberação de renina.
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Autorregulação miogênica: Outro
mecanismo que contribui com a
manutenção de fluxo sanguíneo renal e
TFG relativamente constantes é a
capacidade individual dos vasos de resistir
ao estiramento durante o aumento da
pressão arterial, conhecida como
mecanismo miogênico.
O estiramento da parede vascular permite
maior movimento de íons cálcio do líquido
extracelular para dentro das células,
causando sua contração. Essa contração
previne estiramento excessivo do vaso, ao
mesmo tempo que aumenta a resistência
vascular, o que auxilia na prevenção de
aumentos excessivos do fluxo sanguíneo
renal e TFG durante momentos de
pressão arterial elevada.
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