25.6: Fisiologia da formação de urina
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Ao final desta seção, você poderá:
- Descreva as forças osmóticas hidrostáticas e coloidais que favorecem e se opõem à filtração
- Descreva a taxa de filtração glomerular (TFG), indique o valor médio da TFG e explique como a taxa de depuração pode ser usada para medir a TFG
- Preveja fatores específicos que aumentarão ou diminuirão a TFG
- Indique a porcentagem do filtrado que é normalmente reabsorvido e explique por que o processo de reabsorção é tão importante
- Calcular a produção diária de urina
- Listar sintomas comuns de insuficiência renal
Depois de revisar a anatomia e a microanatomia do sistema urinário, agora é a hora de focar na fisiologia. Você descobrirá que diferentes partes do néfron utilizam processos específicos para produzir urina: filtração, reabsorção e secreção. Você aprenderá como cada um desses processos funciona e onde eles ocorrem ao longo do néfron e dos dutos coletores. O objetivo fisiológico é modificar a composição do plasma e, ao fazer isso, produzir a urina do produto residual.
A falha da anatomia e/ou fisiologia renal pode levar repentina ou gradualmente à insuficiência renal. Nesse caso, vários sintomas, sinais ou achados laboratoriais apontam para o diagnóstico (Tabela 25.3).
| Fraqueza |
| Letargia |
| Falta de ar |
| edema generalizado |
| Anemia |
| Acidose metabólica |
| Alcalose metabólica |
| Arritmias cardíacas |
| Uremia (alto nível de ureia no sangue) |
| Perda de apetite |
| Fadiga |
| Micção excessiva |
| Oligúria (produção de urina muito pequena) |
Taxa de filtração glomerular (GFR)
O volume de filtrado formado por ambos os rins por minuto é denominado taxa de filtração glomerular (TFG). O coração bombeia cerca de 5 L de sangue por minuto em condições de repouso. Aproximadamente 20% ou um litro entra nos rins para ser filtrado. Em média, esse litro resulta na produção de cerca de 125 mL/min de filtrado produzido em machos (faixa de 90 a 140 mL/min) e 105 mL/min de filtrado produzido em mulheres (faixa de 80 a 125 mL/min). Essa quantidade equivale a um volume de cerca de 180 L/dia em homens e 150 L/dia em mulheres. Noventa e nove por cento desse filtrado é devolvido à circulação por reabsorção, de modo que apenas cerca de 1—2 litros de urina são produzidos por dia (Tabela 25.4).
| Fluxo por minuto (mL) | Cálculo | |
|---|---|---|
| Fluxo sanguíneo renal | 1050 | O débito cardíaco é de cerca de 5000 mL/minuto, dos quais 21% fluem pelo rim.
5000*0,21 = 1050 mL de sangue/min |
| Fluxo plasmático renal | 578 | O fluxo plasmático renal é igual ao fluxo sanguíneo por minuto vezes o hematócrito. Se uma pessoa tem um hematócrito de 45, o fluxo plasmático renal é de 55 por cento.
1050*0,55 = 578 mL de plasma/min |
| Taxa de filtração glomerular | 110 | A TFG é a quantidade de plasma que entra na cápsula de Bowman por minuto. É o fluxo plasmático renal vezes a fração que entra na cápsula renal (19 por cento).
578*0,19 = 110 mL de filtrado/min |
| Urina | 1296 ml/dia | O filtrado não recuperado pelo rim é a urina que será eliminada. É a GFR vezes a fração do filtrado que não é reabsorvida (0,8 por cento).
110*.008 = 0,9 mL de urina/min Multiplique a urina/min vezes 60 minutos vezes 24 horas para obter a produção diária de urina. 0,9*60*24 = 1296 mL/dia de urina |
A TFG é influenciada pela pressão hidrostática e pela pressão osmótica coloidal em ambos os lados da membrana capilar do glomérulo. Lembre-se de que a filtração ocorre quando a pressão força o fluido e os solutos através de uma barreira semipermeável com o movimento do soluto limitado pelo tamanho da partícula. A pressão hidrostática é a pressão produzida por um fluido contra uma superfície. Se você tiver um fluido nos dois lados de uma barreira, ambos os fluidos exercem pressão em direções opostas. O movimento líquido do fluido será na direção da pressão mais baixa. A osmose é o movimento do solvente (água) através de uma membrana que é impermeável a um soluto na solução. Isso cria uma pressão, pressão osmótica, que existirá até que a concentração de soluto seja a mesma nos dois lados de uma membrana semipermeável. Enquanto a concentração for diferente, a água se moverá. A filtração glomerular ocorre quando a pressão hidrostática glomerular excede a pressão hidrostática luminal da cápsula de Bowman. Há também uma força oposta, a pressão osmótica, que normalmente é maior no capilar glomerular.
Para entender por que isso acontece, observe mais de perto o microambiente em ambos os lados da membrana de filtração. Você encontrará a pressão osmótica exercida pelos solutos dentro do lúmen do capilar, bem como dentro da cápsula de Bowman. Como a membrana de filtração limita o tamanho das partículas que atravessam a membrana, a pressão osmótica dentro do capilar glomerular é maior do que a pressão osmótica na cápsula de Bowman. Lembre-se de que as células e as proteínas de médio a grande porte não podem passar entre os processos podócitos ou pelas fenestrações das células endoteliais capilares. Isso significa que glóbulos vermelhos e brancos, plaquetas, albuminas e outras proteínas grandes demais para passar pelo filtro permanecem no capilar, criando uma pressão osmótica coloidal média de 30 mm Hg dentro do capilar. A ausência de proteínas no espaço de Bowman (o lúmen dentro da cápsula de Bowman) resulta em uma pressão osmótica próxima de zero. Assim, a única pressão que move o fluido através da parede capilar até o lúmen do espaço de Bowman é a pressão hidrostática. A pressão hidrostática (fluido) é suficiente para empurrar a água através da membrana, apesar da pressão osmótica atuar contra ela. A soma de todas as influências, tanto osmóticas quanto hidrostáticas, resulta em uma pressão líquida de filtração (NFP) de cerca de 10 mm Hg (Figura 25.16).
Uma concentração adequada de solutos no sangue é importante para manter a pressão osmótica no glomérulo e sistemicamente. Existem distúrbios nos quais muita proteína passa pelas fendas de filtração para o filtrado renal. Esse excesso de proteína no filtrado leva a uma deficiência de proteínas plasmáticas circulantes. Por sua vez, a presença de proteína na urina aumenta sua osmolaridade; isso retém mais água no filtrado e resulta em um aumento no volume de urina. Como há menos proteína circulante, principalmente albumina, a pressão osmótica do sangue diminui. A menor pressão osmótica que puxa a água para os capilares inclina a balança em direção à pressão hidrostática, que tende a empurrá-la para fora dos capilares. O efeito final é que a água é perdida da circulação para os tecidos e células intersticiais. Isso “dá volume” aos tecidos e células, uma condição chamada edema sistêmico.
Pressão líquida de filtração (NFP)
O NFP determina as taxas de filtração através do rim. É determinado da seguinte forma:
NFP = Pressão hidrostática do sangue glomerular (GBHP) — [pressão hidrostática capsular (CHP) + pressão osmótica coloidal sanguínea (BCOP)] = 10 mm Hg
Isso é:
NFP = GBHP — [CHP + BCOP] = 10 mm Hg
Ou:
NFP = 55 — [15 + 30] = 10 mm Hg
Como você pode ver, há uma baixa pressão líquida na membrana de filtração. Intuitivamente, você deve perceber que pequenas alterações na osmolaridade do sangue ou mudanças na pressão arterial capilar resultam em grandes mudanças na quantidade de filtrado formado em um determinado momento. O rim é capaz de lidar com uma ampla gama de pressões sangüíneas. Em grande parte, isso se deve à natureza autorreguladora do músculo liso. Quando você o estica, ele se contrai. Assim, quando a pressão arterial sobe, o músculo liso dos capilares aferentes se contrai para limitar qualquer aumento no fluxo sanguíneo e na taxa de filtração. Quando a pressão arterial cai, os mesmos capilares relaxam para manter o fluxo sanguíneo e a taxa de filtração. O resultado final é um fluxo relativamente estável de sangue para o glomérulo e uma taxa de filtração relativamente estável, apesar das significativas alterações sistêmicas da pressão arterial. A pressão arterial média é calculada adicionando 1/3 da diferença entre as pressões sistólica e diastólica à pressão diastólica. Portanto, se a pressão arterial for 110/80, a diferença entre a pressão sistólica e diastólica é 30. Um terço disso é 10, e quando você adiciona isso à pressão diastólica de 80, você chega a uma pressão arterial média calculada de 90 mm Hg. Portanto, se você usar a pressão arterial média para o GBHP na fórmula para calcular o NFP, poderá determinar que, desde que a pressão arterial média esteja acima de aproximadamente 60 mm Hg, a pressão será adequada para manter a filtração glomerular. Pressões sanguíneas abaixo desse nível prejudicarão a função renal e causarão distúrbios sistêmicos graves o suficiente para ameaçar a sobrevivência. Essa condição é chamada de choque.
A determinação da TFG é uma das ferramentas usadas para avaliar a função excretora do rim. Isso é mais do que apenas um exercício acadêmico. Como muitos medicamentos são excretados na urina, um declínio na função renal pode levar a acumulações tóxicas. Além disso, a administração de dosagens apropriadas para os medicamentos excretados principalmente pelo rim requer uma avaliação precisa da TFG. A TFG pode ser estimada de perto pela administração intravenosa de inulina. A inulina é um polissacarídeo vegetal que não é reabsorvido nem secretado pelo rim. Sua aparência na urina é diretamente proporcional à taxa na qual é filtrada pelo corpúsculo renal. No entanto, como a medição da depuração de inulina é complicada no contexto clínico, na maioria das vezes, a TFG é estimada medindo a creatinina natural, uma molécula derivada de proteína produzida pelo metabolismo muscular que não é reabsorvida e apenas ligeiramente secretada pelo néfron.