FILTRAÇÃO GLOMERULAR

FILTRAÇÃO GLOMERULAR

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO 5

ETAPAS DE FORMAÇÃO DA URINA 5

FORMAÇÃO DO ULTRAFILTRADO DO PLASMA 6

Barreira de filtração glomerular 7

Pressão de ultrafiltração 8

TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR 9

REGULAÇÃO DA FILTRAÇÃO GLOMERULAR 10

Resistência dos leitos vasculares 10

Autorregulação renal 11

Referências 12

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INTRODUÇÃO

Dentre as diversas funções que os rins desempenham no organismo humano, a remoção de produtos metabólicos e de toxinas do sangue é a responsável por atribuir a esses órgãos a qualidade de filtros. Esse processo de limpeza sanguínea desempenhado pelos rins é realizado de forma extremamente cuidadosa para que substâncias essenciais ao corpo, como células e proteínas, não sejam removidas do corpo pela urina, produto final dos processos de filtração, reabsorção e secreção renais. A diminuição da filtração glomerular é acompanhada, portanto, do acúmulo de substâncias residuais no organismo que dependem da excreção renal para sua eliminação, as quais podem causar lesões a diversos órgãos e sistemas. Dessa forma, a manutenção de uma membrana filtrante adequada e um controle eficaz de pressão e fluxo renais são essenciais para um processo de filtração glomerular fisiológico.

ETAPAS DE FORMAÇÃO DA URINA

O processo de formação da urina envolve uma série de modificações na composição do filtrado glomerular ao longo dos túbulos do néfron. O sangue chega ao néfron a partir da arteríola aferente, a

qual se ramifica em capilares glomerulares, formando o glomérulo renal. Esses capilares se unem novamente para formar a arteríola eferente, a qual possui em seu interior um sangue com composição distinta do contido na arteríola aferente, devido ao processo de filtração que ocorre ao nível dos glomérulos. O produto da filtração glomerular encaminha-se, então, do espaço de Bowman para os túbulos do néfron, local em que ocorrem reabsorção e secreção de diversas substâncias, culminando na formação da urina.

Movimentos dos solutos através do néfron. Imagem adaptada de Fisiologia Humana,

Silverthorn, 7ª Ed.

Os segmentos tubulares finais de diversos néfrons desembocam, então, em ductos coletores, de onde a urina produzida segue para a papila renal e daí para outros componentes do sistema

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urinário para ser armazenada pela bexiga e, posteriormente, excretada. Importante lembrar que cada porção específica dos túbulos renais possui características morfofuncionais distintas intimamente relacionadas às funções que desempenham, como reabsorção de solutos, concentração da urina e controle fino da excreção de sódio e água.

FORMAÇÃO DO ULTRAFILTRADO DO PLASMA

A filtração glomerular ocorre no corpúsculo renal, o qual é constituído pelo glomérulo, pelo espaço de Bowman e pela cápsula de Bowman. A cápsula de Bowman consiste em uma estrutura epitelial que circunda o glomérulo, sendo composto por uma camada visceral e uma camada parietal. A camada visceral da cápsula de Bowman, em contato com os capilares glomerulares, é representada pelos podócitos, células epiteliais modificadas. Esses podócitos emitem prolongamentos denominados pedicelos e são um dos componentes da barreira de filtração glomerular. Já a camada parietal da cápsula continua-se para formar as células epiteliais dos túbulos renais. O espaço entre essas camadas é denominado espaço de Bowman. Além disso, células mesangiais contráteis encontram-se em uma região próxima ao centro glomerular, amparando os

capilares glomerulares. Essas células são importantes na regulação do controle da taxa de filtração glomerular, pois, ao se contraírem, provocam fechamento de capilares, diminuindo a área total disponível para filtração.

Corpúsculo Renal. Imagem adaptada de Fisiologia, Berne & Levy, 6ª Ed.

A filtração do plasma sanguíneo pelos glomérulos renais resulta na formação de um fluido com composição semelhante a ele em relação a sais e moléculas orgânicas, porém sem células, sem proteínas e sem substâncias de alto peso molecular. Dessa forma, sob o ponto de vista qualitativo, a filtração glomerular não é muito diferente da filtração que ocorre em outros leitos vasculares. Sob o ponto de vista quantitativo, entretanto, a filtração dos glomérulos ocorre em taxas mais elevadas que nos outros capilares.

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Isso é consequência das maiores forças de Starling e da maior permeabilidade dos capilares glomerulares em relação aos outros capilares sistêmicos. Em indivíduos saudáveis, chegam aos rins aproximadamente 600 ml de plasma por minuto, dos quais são filtrados pelos glomérulos apenas 20%. Os 80% restantes seguem para a arteríola eferente, de onde serão encaminhados para a circulação sistêmica. Isso resulta em aproximadamente 180 litros de plasma filtrados por dia, compreendendo uma taxa de filtração glomerular de 125 ml/min. Essa alta taxa de filtração é necessária para que volumes consideráveis de sangue sejam depurados por minuto e, portanto, substâncias nocivas e/ou residuais sejam eliminadas rapidamente.

Barreira de filtração glomerular Para que o processo de filtração ocorra de forma adequada, é necessária uma membrana filtrante que impeça a passagem de elementos sanguíneos que não devem ser excretados de modo algum, a exemplo de leucócitos, hemácias e proteínas. Para garantir a retenção dessas substâncias no sangue, existe uma barreira de filtração nos glomérulos constituída por 3 elementos funcionais:

● Endotélio dos capilares glomerulares

● Membrana basal glomerular ● Podócitos

O primeiro constituinte da barreira, os capilares glomerulares, possui fenestrações de 70 nm que permitem a passagem livre de água e pequenos solutos, mas restringem a passagem de elementos celulares de grande tamanho, como hemácias e leucócitos. Além disso, o endotélio desses capilares possuem glicocálice, composto por glicosaminoglicanos carregados negativamente. Isso ajuda a evitar a filtração de moléculas carregadas negativamente por eletrorrepulsão com os componentes do glicocálice.

Componentes da barreira de fltração glomerular. Imagem adaptada de Fisiologia Humana,

Silverthorn, 7ª Ed.

O segundo constituinte, a membrana basal glomerular, localiza-se entre o

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endotélio e os pedicelos, sendo composto por três camadas: camada delgada interna, camada espessa e camada delgada externa. Além dessas camadas, a membrana basal glomerular possui moléculas de heparan sulfato em sua constituição, proteoglicanas carregadas negativamente. Dessa forma, além de restringir a passagem de solutos de tamanho grande a intermediário, ela limita a passagem de solutos com carga elétrica negativa, devido à repulsão elétrica com os seus componentes.

Por fim, entre as interdigitações dos pedicelos dos podócitos, existem fendas de filtração conectadas por fendas diafragmáticas, cujos componentes mais relevantes são as proteínas neph1, nefrina e podocina. Existem poros nessas fendas diafragmáticas de tamanho entre

4 e 14 nm, restringindo ainda mais o tamanho das moléculas a serem filtradas. Além disso, glicoproteínas de carga negativa cobrem os podócitos, as fendas de filtração e as fendas diafragmáticas, limitando a passagem de solutos eletronegativamente carregados. Compreende-se, então, que a barreira de filtração glomerular exerce uma seletividade de filtração por tamanho e por carga elétrica dos componentes sanguíneos, sendo mais fácil a filtração de substâncias com baixo peso molecular e carga elétrica neutra, positiva ou levemente negativa. Pressão de ultrafiltração A filtração glomerular é resultado das ações das forças de Starling. Assim como nos capilares sistêmicos, o movimento dos fluidos através do endotélio capilar é determinado pelo balanço entre as pressões hidrostática e oncótica transcapilares. A pressão hidrostática do capilar glomerular favorece a saída de plasma dos capilares para a cápsula de Bowman, enquanto a pressão oncótica dos capilares glomerulares e a pressão hidrostática da cápsula de Bowman são contrárias a isso. A pressão oncótica da cápsula de Bowman não é considerada, já

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que não há proteínas em quantidade significativa na cápsula para gerar pressão oncótica. A pressão de ultrafiltração, portanto, é determinada pela força hidrostática resultante menos a força oncótica resultante.

Forças de Starling envolvidas na filtração glomerular. Imagem adaptada de Fisiologia, Berne

& Levy, 6ª Ed.

À medida que ocorre a filtração, a pressão oncótica do capilar glomerular aumenta, de modo que as forças que se opõem à filtração se igualam às que a favorecem. Além desse ponto de equilíbrio, portanto, a pressão de ultrafiltração é zero. Além da pressão de ultrafiltração, a filtração glomerular depende do coeficiente de filtração glomerular. Esse coeficiente é o produto da condutividade hidráulica do capilar pela superfície

efetiva disponível, podendo esta ser alterada pela contração das células mesangiais. Essas células respondem a hormônios sistêmicos, como a angiotensina II e arginina vasopressina, envolvidos na regulação da pressão e do volume circulante.

TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR

Uma substância que fosse livremente filtrada pelos glomérulos, mas não fosse secretada, reabsorvida, sintetizada, degradada ou acumulada pelos túbulos, seria ideal para medir a taxa de filtração glomerular (TFG), já que tudo que fosse filtrado seria excretado de forma fidedigna na urina. Essa substância ideal é representada pela inulina, um polímero da frutose extraído da alcachofra de Jerusalém. Ela, além dessas características, é inerte aos rins, não exercendo nenhuma alteração na função renal. A inulina, porém, não é produzida endogenamente, além de ser uma substância cara, não sendo, portanto, um marcador de utilidade clínica para mensuração da TFG. Por causa disso, na prática médica utiliza-se a creatinina como marcador, uma substância produzida pelo corpo que possui características semelhantes às da inulina.

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A creatinina, apesar de ser secretada pelos rins (o que superestimaria a TFG), tem sua mensuração sérica também superestimada, de modo que a depuração de creatinina calculada se assemelha à de inulina e, por conseguinte, representa uma boa estimativa da TFG. A depuração - ou clearence - de creatinina é calculada a partir dos valores de creatinina em urina de 24h e de creatinina em amostra plasmática. Como a mensuração da TFG é essencial para avaliação da função renal, existem equações utilizadas na prática médica que estimam a TFG a partir de dados como idade, creatinina sérica, etnia e sexo, sem precisar da medida de creatinina obtida na urina de 24h. São elas:

● Equação de Cockcroft-Gault ● MDRD ● CKD-EPI

Ademais, é importante ressaltar que a taxa de filtração glomerular varia com a idade, com o sexo, etnia e superfície corporal. Indivíduos do sexo feminino possuem taxa de filtração inferior a de indivíduos do sexo masculino da mesma idade e com a mesma superfície corporal. É fisiológico, ainda, a redução da taxa de filtração com o avançar da idade, não

sendo, necessariamente, manifestação de alguma doença renal.

REGULAÇÃO DA FILTRAÇÃO GLOMERULAR

Resistência dos leitos vasculares

O fluxo plasmático glomerular, a pressão hidrostática transcapilar, a pressão oncótica capilar e o coeficiente de filtração são parâmetros determinantes da filtração glomerular. Dessa forma, a alteração da resistência das arteríolas aferente e eferente, por modificar a pressão capilar glomerular, provoca alterações na taxa de filtração glomerular e no fluxo plasmático renal.

Na vigência de uma pressão arteriolar total constante, o aumento seletivo da resistência da arteríola aferente provoca redução da pressão hidrostática capilar e, consequentemente, redução do fluxo plasmático renal (FSR) e da taxa de filtração glomerular (TFG). O aumento seletivo da resistência da arteríola eferente, contudo, provoca aumento da pressão hidrostática capilar, embora diminua o fluxo plasmático renal. Sendo assim, nessa situação, a taxa de filtração está reduzida, divergindo do fluxo plasmático renal. A partir de determinado nível pressórico, contudo, a queda do FSR predomina sobre o aumento da pressão

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hidrostática capilar, provocando queda na taxa de filtração glomerular.

Alterações na resistência da microvasculatura renal. Imagem adaptada de Fisiologia, Berne &

Levy, 6ª Ed.

Autorregulação renal

Os rins possuem mecanismos próprios e independentes de regular o fluxo sanguíneo e a taxa de filtração renais com vista a proteger os capilares glomerulares de possíveis danos estruturais. O aumento na pressão arterial renal provoca aumento na resistência das arteríolas aferentes a partir de dois mecanismos :

● Resposta miogênica ● Feedback tubuloglomerular

A resposta miogênica baseia-se na abertura de canais não seletivos para cátions ativados por estiramento nas células musculares lisas das arteríolas aferentes. A despolarização resultante causa influxo de cálcio, levando à contração das arteríolas aferentes e, como consequência, à redução do FSR e da TFG. O feedback tubuloglomerular também causa contração da arteríola aferente, mas por um mecanismo distinto. O aumento da pressão arterial promove aumento da TFG e do FPR, fazendo com que aumente a quantidade dos íons sódio e cloreto que chega à mácula densa. O aumento intracelular desses íons leva à despolarização e à entrada de cálcio na célula, resultando na liberação de agentes parácrinos (ATP, adenosina) que causarão contração da arteríola aferente. A contração desta, assim como na resposta miogênica, causa diminuição do FSR e da TFG, protegendo o rim de efeitos deletérios do estado de intenso fluxo e filtração renais.

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REFERÊNCIAS

Fisiologia Renal - Processo de Formação de Urina - Filtração Glomerular. Daiane da Rocha Janner. Disponível em: < https://www.jaleko.com.br/sala-de-aula/fisiologia-renal/processo-de-formacao-da-urina/filtracao-glomerular/a-formacao-do-ultrafiltrado >.

AIRES, Margarida de Mello. Fisiologia. 4ed.Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012.

BORON, Walter F.; BOULPAEP, Emile L. Fisiologia Médica. 2ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015.

SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia Humana. 7ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.

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