Fisiologia Renal

Fisiologia Renal

Anatomia Renal

Os rins são órgãos pares, em forma de grão de feijão, localizados logo acima da cintura, entre o peritônio e a parede posterior do abdome. Sua coloração é vermelho-parda. 

As figuras abaixo mostram a localização em maiores detalhes do aparelho renal.

 

Funções Renais:

Excreção: de produtos de degradação do metabolismo: uréia, creatinina, ácido úrico (estes do metabolismo proteico), produtos finais da degradação da Hb, como bilirrubina. Excreção de substâncias químicas estranhas: pesticidas, corantes, que não são degradados e de fármacos.

Regulação do equilíbrio hidroeletrolítico (regulação do volume e da osmolaridade do líquido extracelular): a excreção de água e eletrólitos deve equivaler ao seu aporte e, por isso, o rim adapta-se para manter esse equilíbrio. 

Regulação da pressão arterial: regulação a longo prazo, ao excretarem quantidades variáveis de sódio e água (muda volume do líquido extracelular), e a curto prazo, pela secreção de substâncias vasoativas, como a renina (muda a resistência periférica).

Regulação do equilíbrio ácido-básico: excreção de ácidos (H⁺) metabólicos (sulfúrico, fosfórico, lático) e regulação da liberação de HCO₃^- aos líquidos corporais.

Regulação da produção de eritrócitos: interstício secreta eritropoietina, que estimula produção de eritrócitos. A hipóxia é um importante estímulo.

Regulação da produção de 1,25-di-idroxi-colecalciferol no interstício (calciferol ou calcitriol).

Gliconeogênese: síntese de glicose no jejum prolongado.

Produção de autacóides no interstício medular.

Regulação de: (um breve resumo abaixo) 

• Volume do líquido extracelular;
• Pressão sanguínea.
• Regulação da osmolaridade;
• Manutenção do equilíbrio iônico:
• Na+;
• K+;
• Ca2+.
• Homeostase do pH.

A figura abaixo mostra as arteríolas aferentes e os glomérulos que situam-se no córtex. E mais abaixo as artérias renais que levam o sangue para o córtex.

NÉFRON

Néfron é a unidade funcional do ruim, cada rim tem 1 milhão de néfrons independentes e não é capaz de regenerá-los. Há perda gradual de néfrons com o envelhecimento, mas mudanças adaptativas nos remanescentes permitem que excretem as quantidades necessárias de água e eletrólitos.

Porções:

• Glomérulo (córtex).
• Túbulo longo: conversão do filtrado em urina.
• Túbulo contorcido proximal (córtex).
• Alça de Henle (medula),
• Túbulo contorcido distal (córtex). 
• Túbulo coletor (córtex e medula). 

O néfron é responsável pela filtração e formação da urina. Os néfrons funcionam alternadamente, de maneira a seguir a necessidades do organismo no momento. Esta estrutura é formada por um corpúsculo renal, que compreende o glomérulo e a cápsula de Bowman e, por túbulos renais, que compreende o túbulo contorcido proximal, alça de Henle, túbulo contorcido distal e túbulo coletor.

Na camada mais externa do rim, conhecida como cortical, encontram-se principalmente os néfrons corticais, que é constituído por túbulos coletores de menor tamanho do que os localizados próximos à região medular. Esta camada do rim, por sua vez, localiza-se no centro do órgão e é constituída, principalmente, pelos longos túbulos coletores de urina, juntando-se em túbulos maiores terminando na pelve renal.

O glomérulo é uma rede de novelo de capilares sanguíneos, por onde há a circulação de sangue arterial que é filtrado por esta estrutura. Já os túbulos coletores possuem a função de absorver parte do líquido que é filtrado pelos glomérulos e, de acordo com as necessidades do organismo.

Após o sangue ser filtrado pelos glomérulos, o líquido resultante passa para a cápsula de Bowman, que envolve esse “emaranhado” de capilares, e em seguida, o líquido passa para o túbulo contorcido proximal. Deste, passa pela alça de Henle, que logo após penetra no túbulo contorcido distal, que termina em um canal coletor. Este canal acumula a urina proveniente de diversos néfrons, lançando-a na pelve renal.

Basicamente, a função do néfron consiste em limpar o plasma sanguíneo das substâncias que não podem permanecer no organismo, sendo que ao passo que o líquido resultante da filtração glomerular passa pelos túbulos contorcidos, substâncias úteis ao organismo (água e grande parte dos eletrólitos), são reabsorvidas voltando para a circulação sanguínea, e as que não são úteis (uréia, por exemplo), passa direto indo compor a urina, juntamente com outras substâncias que são secretadas pelas paredes dos túbulos contorcidos.

Figura de um néfron.

A imagem abaixo é uma secção transversal, o rim é dividido em cortes (externo) e medula (interna). A urina que deixa os néfrons flui para a pelve renal antes de passar pelo ureter em direção a bexiga.

Glomérulo:

Faz a filtração do plasma, tem pressão hidrostática elevada se comparado com demais capilares, e é envolvido pela cápsula de Bowman. Essa rede capilar tem mais permeabilidade do que todas outras; é 100x mais permeável que a muscular, havendo maior filtração que outros capilares. Produz ultrafiltrado de 180 litros/dia, mas vol. urinário diário é 1 a 2 litros, pois há reabsorção.

Figura que mostra o glomérulo

Forças que produzem filtração glomerular (forças de Starling):

• PC = pressão hidrostática dentro do capilar glomerular (saída de líquido para a cápsula de Bowman). Relação com a P arterial. Gravidade não interfere na saída de líquido.
• POC = pressão oncótica ou coloidosmótica das proteínas plasmáticas (oposta à Pc, pois as proteínas, com q-, atraem água).
• PB = pressão hidrostática dentro da cápsula de Bowman (oposta à Pc, pelo líquido já filtrado).
• A PEF (pressão efetiva de filtração), exercida sobre a superfície glomerular, é: PEF = PC – (POC + PB). 

Taxa de filtração glomerular (TFG)

      TFG = P_ef x k_f.

A TFG é o volume de plasma filtrado por todos os glomérulos por unidade de tempo, sendo, geralmente, 120ml/min, ou 180litros/dia. A intensidade de filtração é muito maior nos capilares glomerulares do que nos outros pela alta pressão hidrostática ao alto valor do coeficiente de filtração.

Os fatores que regulam a taxa de filtração glomerular nos leitos capilares são: 

• Área de superfície total para a filtração
• Permeabilidade da membrana de filtração
• Pressão de filtrado resultante (PFR)

Em adultos a TFG normal nos dois rins é de 120 a 125ml /min. Como os capilares glomerulares são excepcionalmente permeáveis e possuem uma enorme área de superfície da pele, grandes quantidades de filtrado podem ser produzidas mesmo com a baixa PFR de 10 mmHg.

Como a TFG é diretamente proporcional a PFR, uma modificação em qualquer uma das pressões que agem na membrana de filtração altera o tanto a PFR como a TFG. Na ausência de regulação, um aumento na pressão sanguínea arterial (e glomerular) nos rins aumentaria a TFG.

Regulação da filtração glomerular

A TFG é regulada tanto por controles intrínsecos como por extrínsecos. Esses dois tipos de controle servem a duas necessidades diferentes (e, às vezes, opostas). Os rins necessitam de uma TFG relativamente constante para poderem executar sua função e manter a homeostase extracelular. Por outro lado, o corpo como um todo necessita de uma pressão sanguínea constante.  Controles intrínsecos (auto regulação renal) agem localmente dentro dos rins para manter a TFG, enquanto controles extrínsecos mantem a pressão sanguínea, pelos sistemas nervoso e endócrino. Em casos de modificações extremas na pressão sanguínea (pressão arterial média menos do que 80 mmHg ou maior do que 180mmHg), os controles extrínsecos tem prioridade em relação aos controles intrínsecos.

• A auto regulação renal possui dois tipos de controles intrínsecos, o mecanismo miogênico e um mecanismo de retroalimentação tubuloglomerular. Esse mecanismo miogênico decorre da tendência do musculo liso vascular a se contrair quando for estirado. Um aumento na pressão sanguínea arterial sistêmica faz com que as arteríolas aferentes se contraiam, o que restringe o fluxo de sangue para o glomérulo e evita que a pressão sanguínea glomerular aumente até níveis perigos. O mecanismo de retroalimentação tubuloglomerular é realizado pelas células da macula densa do aparelho justaglomerular. Essas células, localizadas nas paredes do ramo ascendente da alça de Henle, respondem a concentração de NaCl no filtrado. Quando a TFG aumenta, não há tempo suficiente para a reabsorção, e a concentração de NaCl no filtrado permanece alta. Isso faz com que as células da macula densa liberem uma substancia química vasoconstritora que causa intensa constrição na arteríola aferente. Isso limita o fluxo de sangue para o glomérulo, que diminui a PFR e a TFG, fornecendo mais tempo para o processamento do filtrado (reabsorção de NaCl).
• Os controles extrínsecos são mecanismos neurais e hormonais. O proposito deles é regular a TFG para manter a pressão sanguínea sistêmica. Esse controle pode ser pelo sistema nervoso simpático durante um estresse extremo ou uma emergência, quando é necessário desviar o sangue para órgãos vitais, os controles neurais podem superar os mecanismos auto regulatórios dos rins. A noradrenalina liberada pelas fibras nervosas simpáticas age nos receptores alfa adrenérgicos no musculo liso vascular, gerando uma forte constrição nas arteríolas aferentes, dessa forma inibindo o processo de filtração. Isso, por sua vez, estimula indiretamente o mecanismo da renina-angiotensina pela estimulação das células da macula densa. Esse mecanismo da renina-angiotensina é o segundo controle extrínseco renal. O mecanismo renina-angiotensina é desencadeado quando alguns estímulos fazem com que as células granulares liberem o hormônio renina. A renina age no angiotensinogênio, uma globulina plasmática produzida pelo fígado, convertendo-o em angiotensina 1 . Essa por sua vez, é convertida em angiotensina 2 pela enzima conversora de angiotensina (ECA), enzima associada com o endotélio capilar em diversos tecidos. 

 A angiotensina 2 age de cinco maneiras para estabilizar a pressão sanguínea sistêmica e o volume do fluido extracelular:

• Como um potente vasoconstritor, ela estimula o musculo liso das arteríolas aumentando a pressão arterial média. 
• Estimula a reabsorção de sódio, tanto diretamente agindo pelos túbulos renais quanto indiretamente pela estimulação da liberação de andosterona pelo córtex da supra-renal. 
• Estimula o hipotálamo a liberar ADH (hormônio antidiurético) 
• Aumenta a reabsorção de fluido pela diminuição da pressão hidrostática dos capilares peritubulares. Essa diminuição na pressão hidrostática ocorre porque as arteríolas eferentes se contraem, reduzindo a pressão hidrostática dali para frente, permitindo assim que mais fluido se mova para o leito capilar peritubular. 
• Ela age também nas células mesangiais do glomérulo, fazendo que com a superfície total disponível para a filtração nos capilares glomerulares diminua fazendo cair a TFG. 

Mecanismos de formação da urina

A formação da urina e o ajuste da composição do sangue envolvem três processos principais: a filtração glomerular pelo glomérulo, a reabsorção e a secreção tubular nos túbulos renais. 

Passo 1: Filtração glomerular

A filtração glomerular é um processo passivo no qual a pressão hidrostática força os fluidos e os solutos através de uma membrana. Como a formação do filtrado não consome energia metabólica, os glomérulos podem ser vistos como simples filtros mecanicos. O glomérulo é um filtro muito mais eficiente do que outros leitos capilares porque, sua membrana de filtração possui uma grande área de superfície, sendo muito permeável a agua e aos solutos, e a pressão sanguínea glomerular é muito maior do que em outros leitos capilares, ocasionando a uma filtração resultante maior. 

Passo 2: Reabsorção tubular

Todo o volume de plasma corporal é filtrado para dentro dos túbulos renais, então todo o plasma seria drenado para fora do corpo como urina se não fosse pelo fato de que a maior parte do conteúdo dos túbulos é rapidamente recuperada e retorna ao sangue. Esse processo de recuperação é a reabsorção tubular. Em rins saudáveis, praticamente todos os nutrientes orgânicos como a glicose e os aminoácidos são completamente reabsorvidos para manter ou restaurar as concentrações normais do plasma. Por outro lado, a reabsorção de agua e da maioria dos íons é constantemente regulada e ajustada em resposta a sinais hormonais como o do ADH por exemplo. 

Passo 3: Secreção tubular

A não reabsorção de alguns solutos pelas células tubulares é um importante meio de retirar do plasma algumas substancias desnecessárias. Substancias como o H+, K+, NH4+, creatina e certos acidos orgânicos podem tanto se mover para dentro do filtrado vindo dos capilares peritubulares através das células tubulares como serem sintetizadas nas células tubulares e secretadas. 

Figura que mostra a filtração, reabsorção, secreção e excreção.

Reabsorção Tubular: Reabsorção de água e certos solutos;

Secreção Tubular: Secreção de substâncias do sangue para os túbulos.

Sistema renal e o exercício

A atividade física regular é um componente importante na vida. São conhecidos os benefícios reais de uma atividade física regular. O rim, ao receber 20% do débito cardíaco em repouso, é muito sensível ao esforço físico, que é uma causa conhecida de modificação da fisiologia renal. O exercício intenso e prolongado referente a uma atividade física mal estruturada tem complicações imediatas tais como: arritmias cardíacas; desidratação; insuficiência renal aguda; diminuição da resposta do sistema imunitário. As consequências e os benefícios devem ser assim entendidos como o resultado de um conjunto de variáveis como o tipo, intensidade e duração do exercício e a aptidão física.

Alterações urinárias induzidas pelo esforço físico

Os rins ao receberem cerca de 20% do débito cardíaco, torna-se muito sensíveis ao esforço físico, que é uma causa de modificação da fisiologia renal. Em alguns casos, como o futebol, boxe ou desportos que impliquem contato físico, o traumatismo direto pode ser o responsável, ou o coadjuvante, como no caso das microhematúrias vesicais nos corredores de maratona. No entanto o traumatismo não é a única justificação das alterações urinárias induzidas pelo esforço, já que estas se associam à prática de exercícios como a natação.

Pseudonefrite atlética

A pseudonefrite atlética é uma combinação de hematúria, proteinúria e cilindros secundários à isquemia e à hipóxia dos néfrons. Essa condição tem sido observada em corredores e nadadores de alto desempenho. Essas hematúrias relacionadas com os esportes tendem a desaparecer em 48 h. Nos casos de sangramento persistente, devem ser consideradas doenças clínicas como carcinoma, doença de von Willebrand e anemia falciforme.