VI - Fisiologia Renal - 2

2 – Formação da Urina pelos Rins

A – Filtração Glomerular, Fluxo Sanguíneo Renal  e Seu Controle

As principais funções dos rins são: livrar o corpo de elementos indesejáveis, quer tenham sido ingeridos, quer sejam resultado da atividade metabólica, - e controlar o volume e a composição dos líquidos corporais. Esses objetivos  são atingidos através da regulação do equilíbrio hidroeletrolítico, da regulação da osmolaridade dos líquidos corporais pelas concentrações dos eletrólitos, da regulação do equilíbrio ácido-básico e da excreção de substâncias químicas estranhas ao organismo e dos produtos da degradação metabólica. 

Em condições normais, o fluxo sanguíneo para os dois rins corresponde a 22% do débito cardíaco. A artéria renal penetra no rim através do hilo, juntamente com o ureter e a veia renal, e, a seguir, ramifica-se progressivamente para formar as artérias interlobares, artérias arqueadas, artérias interlobulares (também denominadas artérias radiais) e arteríolas aferentes, que ramificam-se nos capilares glomerulares dentro dos glomérulos,  onde a filtração do sangue ocorre, dando início à formação da urina.
 No caso dos néfrons justamedulares, um ramo arteriolar se ramifica em capilares que acompanham a alça de Henle no seu mergulho pela região medular, exercendo importante papel na reabsorção de líquidos e na consequente formação de urina concentrada.

As extremidades distais dos capilares dentro cada glomérulo se juntam para formar a arteríola eferente, que leva à uma segunda rede capilar - os capilares peritubulares - que circundam os túbulos renais. Os capilares peritubulares desaguam nos vasos do sistema venoso, que correm paralelamente aos vasos arteriolares, formando progressivamente a veia interlobular, a veia arqueada, a veia interlobar e a veia renal, que deixa o rim ao lado da artéria renal e do ureter.

O néfron, estrutura funcional do rim, é formado por:

l- um glomérulo (um novelo de capilares) inserido numa cápsula, que é denominada cápsula de Bowman e está conectada a um túbulo (dividido em três regiões: túbulo proximal, alça de Henle (um "U" com segmento descendente e ascendente) e túbulo distal que se conecta com ao túbulo conector); 

2- as arteríolas aferente (que chega) e eferente (que sai) do glomérulo, e a rede de capilares (ditos peritubulares) que acompanham o túbulo na alça de Henle e

3- o segmento da artéria renal (que chega) e da veia renal(que sai) da estrutura filtrante (Corpúsculo de Malpighi). E no caso dos néfrons justamedulares, de um ramo arterial que se capilariza e acompanha a alça de Henle.
   

No ser humano, cada rim é constituído de cerca de 1 milhão de néfrons, cada um dos quais é capaz de formar urina. Cada néfron possui dois componentes principais: um glomérulo (capilares glomerulares) através do qual grandes quantidades de líquidos são filtradas do sangue, e um longo túbulo no qual o líquido filtrado é convertido em urina no seu trajeto até a pelve renal. O glomérulo é constituído de uma rede de capilares glomerulares que se ramificam e se anastomosam; essa rede, quando comparada a outras redes capilares, apresenta elevada pressão hidrostática.

Os capilares glomerulares são recobertos por células epiteliais, e o glomérulo como um todo encontra-se envolvido pela cápsula de Bowman. O líquido filtrado dos capilares glomerulares flui para o interior da cápsula de Bowman e, a seguir, para o túbulo proximal.  A partir do túbulo proximal, o líquido flui para a alça de Henle. Cada alça consiste de um ramo descendente e de um ramo ascendente.

As paredes do ramo descendente e da extremidade inferior do ramo ascendente são muito finas, de modo que estes segmentos são conhecidos como segmento delgado da alça de Henle.  O ramo ascendente da alça é mais espesso e finalmente se iguala à espessura do túbulo distal. Esta região é denominada segmento espesso do ramo ascendente. Na extremidade do ramo ascendente espesso existe um segmento curto que, na verdade, é uma placa na parede, conhecida como mácula densa. Depois da mácula densa, o líquido penetra no túbulo distal. Os túbulos distais conectam-se ao túbulo conector e, sucessivamente, ao túbulo conector cortical, ao ducto coletor cortical, que em grupos de 8 ou 10, unem-se nos chamados ductor coletores medulares, que, por sua vez desaguam na pelve renal através das extremidades das papilas renais. Cada papila deságua num cálice menor, parte de um  conjunto que entronca-se nos chamados cálices maiores, que são  alargamentos do ureter.

  A formação da urina resulta da filtração glomerular, reabsorção tubular e secreção tubular. A intensidade da excreção urinária é igual à intensidade da filtração (do sangue para a cápsula de Bowman), menos a intensidade da reabsorção (dos túbulos para os capilares) mais a intensidade da secreção (dos capilares para os túbulos).

A formação da urina começa com a filtração, a partir dos capilares glomerulares na cápsula de Bowman. Quando o líquido filtrado deixa a cápsula  e passa pelos túbulos, ocorre a reabsorção parcial de água e solutos específicos, que retornam para o sangue.  Para cada substância existente no plasma, ocorre uma combinação particular de filtração, reabsorção e secreção.

A membrana dos capilares glomerulares é semelhante à de outros capilares, exceto pelo fato que possui três camadas principais (em lugar das duas habituais): o endotélio do capilar, uma membrana basal e uma camada de células epiteliais (podócitos) que circunda a superfície externa da membrana basal capilar. Em seu conjunto, estas camadas formam a barreira de filtração que, apesar de suas três camadas, filtra centenas de vezes mais água e solutos do que a membrana habitual dos capilares.

Mesmo com essa elevada intensidade de filtração, a membrana capilar dos glomérulos normalmente impede a filtração das proteínas plasmáticas. O endotélio capilar apresenta milhares de pequenos orifícios denominados fenestras. Como estas fenestrações são relativamente grandes, o endotélio não atua como importante barreira para as proteínas plasmáticas. A membrana basal impede eficazmente a filtração de proteínas plasmáticas, em parte devido a fortes cargas elétricas associadas a proteoglicanos.

A filtrabilidade dos solutos é determinada pelo seu tamanho e carga elétrica. As moléculas de carga negativa são filtradas menos facilmente que as moléculas de carga positiva. O aumento da pressão hidrostática na cápsula de Bowman diminui  a filtração glomerular. O aumento da pressão coloidosmótica nos capilares glomerulares diminui a filtração glomerular. O aumento da pressão hidrostática nos capilares glomerulares aumenta a filtração glomerular.

O fluxo sanguíneo nos vasos retos da medula renal é muito baixo em comparação com o fluxo no córtex renal. A sinalização do sistema nervoso simpático diminui a filtração glomerular. Diversos hormônios e autacóides também podem influenciar a filtração glomerular e o fluxo sanguíneo renal. A norepinefrina, a epinefrina e a endotelina provocam constrição dos vasos sanguíneos renais e diminuição da filtração glomerular.

A angiotensina II provoca constrição das arteríolas eferentes. O óxido nítrico proveniente do endotélio diminui a resistência vascular renal e aumenta a filtração glomerular. Outros vasodilatadores como as prostaglandinas e a bradicinina também aumentam a filtração glomerular.

B – Processamento Tubular do Filtrado Glomerular

Quando o filtrado glomerular penetra nos túbulos renais, flui seqüencialmente através das sucessivas partes do túbulo: o túbulo proximal, a alça de Henle, o túbulo distal, o túbulo coletor e o ducto coletor,  antes de ser excretado na forma de urina. Ao longo deste trajeto, algumas substâncias são seletivamente reabsorvidas dos túbulos de volta ao sangue. 

Algumas substâncias, como a glicose e os aminoácidos, são quase totalmente reabsorvidas a partir dos túbulos. Certos produtos de degradação, como a uréia e a creatinina, por outro lado, são excretados em grandes quantidades. A reabsorção tubular inclui mecanismos passivos e ativos. A reabsorção passiva de água por osmose decorre da reabsorção ativa do sódio. Em condições normais, a maior parte da reabsorção da água e do sódio ocorre no túbulo proximal.

A alta capacidade de reabsorção do túbulo proximal se deve ao grande número de mitocôndrias e à superfície das membranas celulares ampliada devido à característica de borda em escova. A alça de Henle é constituída por um segmento descendente delgado, um segmento ascendente delgado e um segmento ascendente espesso. Os segmentos ascendente e descendente delgados têm membranas epiteliais finas sem borda em escova, poucas mitocôndrias e níveis mínimos de atividade metabólica.

O segmento espesso da alça de Henle tem células epiteliais espessas de alta atividade metabólica e com capacidade de reabsorção ativa de sódio, cloro e potássio. O túbulo distal e o túbulo coletor apresentam grande atividade metabólica, com atividade de reabsorção e secreção.
Variações nas pressões hidrostáticas e coloidosmóticas, além da presença de hormônios alteram a relação de filtração e reabsorção renais.
 A permeabilidade do túbulo distal, do túbulo coletor e do ducto coletor é bastante sensível à concentração de ADH (hormônio anti-diurético) ou vasopressina. Na presença de níveis elevados de ADH, a água é avidamente reabsorvida reduzindo o volume de urina.

Por sua vez, o peptídeo natriurético atrial diminui a reabsorção de sódio e água. O paratormônio aumenta a reabsorção de cálcio. Sinais advindos do sistema nervoso simpático provocam vasoconstrição, gerando os efeitos que são causados pela variação da pressão hidrostática.