Filtração glomerular e autorregulação do fluxo sanguíneo renal
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A filtração glomerular resulta de uma pressão líquida pequena, de cerca de 10 mm Hg, entre a pressão hidrostática do capilar e as pressões da cápsula de Bowman e coloidosmótica do sangue, e por isso pequenas mudanças de pressão alteram muito o volume filtrado.
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A filtração glomerular resulta de uma pressão líquida pequena, de cerca de 10 mm Hg, entre a pressão hidrostática do capilar e as pressões da cápsula de Bowman e coloidosmótica do sangue, e por isso pequenas mudanças de pressão alteram muito o volume filtrado. A ativação simpática intensa contrai as aferentes e reduz a filtração, enquanto a resposta miogênica da aferente e a retroalimentação tubuloglomerular (mácula densa) mantêm fluxo e filtração estáveis numa ampla faixa de pressão arterial. A unidade fica na fisiologia normal da filtração; reabsorção, hormônios do equilíbrio hidroeletrolítico e lesão renal ficam fora do escopo desta unidade.
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Essential
- O filtro glomerular retém células e proteínas grandes, como a albumina, dentro do capilar; o espaço de Bowman fica sem proteínas
- As proteínas retidas criam, no capilar, pressão coloidosmótica média de cerca de 30 mm Hg, que se opõe à filtração; no espaço de Bowman ela é próxima de zero
- A arteríola aferente dilatada e a eferente constringida sustentam a pressão relativamente alta dentro do capilar glomerular
- A pressão hidrostática do sangue glomerular (cerca de 55 mm Hg) excede a pressão hidrostática da cápsula de Bowman (cerca de 15 mm Hg) e empurra o líquido para o espaço de Bowman, apesar da pressão coloidosmótica
- Pressão líquida de filtração = pressão hidrostática glomerular − (pressão da cápsula + pressão coloidosmótica do sangue) = 55 − (15 + 30), cerca de 10 mm Hg
- Como a pressão líquida é baixa, pequenas mudanças da osmolaridade do sangue ou da pressão capilar mudam muito o volume de filtrado formado
- A taxa de filtração glomerular (TFG, em inglês GFR) de um néfron aumenta
- Sobra menos tempo para o NaCl ser reabsorvido no túbulo proximal, e chegam ao túbulo distal mais NaCl e maior fluxo de líquido
- As células da mácula densa, no segmento do túbulo em contato íntimo com as arteríolas do glomérulo, respondem ao fluxo e à concentração de Na+ liberando ATP e adenosina
- ATP e adenosina agem localmente (efeito parácrino) nas células musculares lisas da arteríola aferente e as fazem contrair (segundo o livro-texto; a revisão indexada lembra que o mecanismo do sinal é debatido e provavelmente envolve adenosina e/ou ATP)
- A constrição da aferente reduz o fluxo de sangue e a taxa de filtração
Células musculares lisas da arteríola aferente (segundo a revisão, com dados em grande parte de roedores: despolarização e entrada de Ca2+ por canais do tipo L, mecanismo ainda não totalmente resolvido)
Arteríola aferente, a montante do glomérulo
Os rins são inervados por neurônios simpáticos, via plexo celíaco e nervos esplâncnicos, e o músculo liso das arteríolas renais responde à frequência dos potenciais de ação.
Quando a frequência dos potenciais de ação simpáticos aumenta, o músculo liso arteriolar se contrai e o fluxo glomerular diminui, de modo que há menos filtração. Sob estresse, a noradrenalina contrai diretamente as arteríolas aferentes e a ativação da medula adrenal libera epinefrina, com vasoconstrição generalizada que inclui as aferentes. Como basta um diferencial de pressão de cerca de 10 mm Hg através do glomérulo para uma TFG normal (GFR), pequenas mudanças da pressão aferente aumentam ou reduzem muito a TFG.
A pressão arterial média (PAM) é a pressão diastólica somada a um terço da diferença entre a sistólica e a diastólica, e é a pressão que o livro-texto usa no lugar da pressão hidrostática glomerular ao raciocinar sobre o limite da filtração.
Para uma pressão de 110/80 mm Hg, a diferença é 30, um terço é 10 e a PAM calculada é 90 mm Hg. Usando a PAM na fórmula da pressão líquida de filtração, o livro-texto conclui que, enquanto ela estiver acima de cerca de 60 mm Hg, a pressão basta para manter a filtração glomerular.
A resposta miogênica ocorre no próprio músculo liso da arteríola aferente, enquanto a retroalimentação tubuloglomerular depende de um sinal de fluxo percebido pela mácula densa, no túbulo, e age na arteríola aferente vizinha.
Para acionar a retroalimentação, o aumento de pressão precisa ser transmitido, aumentar o fluxo no túbulo (a revisão cita a alça ascendente espessa; o livro-texto situa a mácula densa no segmento distal, e a unidade usa o termo de cada fonte), alterar a composição do líquido que chega à mácula densa e estimular a secreção de um vasoconstritor perto da aferente. A resposta miogênica, ao contrário, é uma resposta intrínseca do músculo liso ao aumento da pressão transmural. Os dois sistemas têm, por isso, tempos de resposta muito diferentes.
Segundo a revisão, a resposta miogênica e a retroalimentação tubuloglomerular fazem a resistência pré-glomerular (da arteríola aferente) variar com a pressão de perfusão, e por isso o fluxo de sangue renal e a taxa de filtração permanecem relativamente constantes.
Os autores de uma revisão narrativa defendem que o papel primário da resposta miogênica seria proteger o rim dos efeitos da hipertensão: o aumento do tônus da aferente imporia maior impedância e limitaria a transmissão das oscilações de pressão ao glomérulo. Essa é a hipótese deles, apresentada como visão diferente da usual; o livro-texto descreve a função como manter a filtração estável.
In the clinic
Na ativação simpática intensa, o fluxo de sangue pelos rins e a filtração diminuem, o que, segundo o livro-texto, redireciona o sangue para órgãos com necessidades mais imediatas; em repouso, a redução do estímulo simpático causa vasodilatação e maior fluxo renal.
Segundo o livro-texto, pressões abaixo desse nível prejudicam a função renal e causam distúrbios sistêmicos graves o bastante para ameaçar a sobrevivência. É um raciocínio didático do livro, não um limiar de diretriz, e o livro não o apresenta como o limite inferior da autorregulação.
Em estudos dinâmicos em ratos, a resposta miogênica evita mudanças do fluxo causadas por oscilações de pressão com intervalos maiores que 3–4 segundos, e a retroalimentação responde às oscilações mais lentas, com intervalos de 20 segundos ou mais. É um achado experimental animal, não uma medida em humanos.
Segundo a revisão (dados em grande parte de modelos animais), com autorregulação preservada há pouca lesão apesar de hipertensão importante; quando a pressão passa do limite superior da autorregulação a lesão se instala rapidamente, e quando a autorregulação está reduzida a lesão aparece até com hipertensão moderada. Em humanos, a revisão cita que a maioria dos pacientes com hipertensão essencial não complicada e autorregulação preservada não tem lesão renal significativa, enquanto pacientes com diabetes ou doença renal crônica têm autorregulação prejudicada e suscetibilidade muito maior a lesão com hipertensão até modesta. É interpretação de revisão narrativa, não conduta, e não significa que a hipertensão não deva ser tratada.
Test yourself before moving on
O líquido atravessa a parede do capilar glomerular para o espaço de Bowman. Que pressão favorece essa passagem, quais se opõem a ela e, para a que só existe dentro do capilar, qual é o valor aproximado e por que ela existe?
The answer stays in Assessment, with no spoiler here.
Answer in AssessmentSources (4)
- Betts JG, Young KA, Wise JA, Johnson E, Poe B, Kruse DH, Korol O, Johnson JE, Womble M, DeSaix P. Anatomy and Physiology 2e. Houston: OpenStax; 2022. Section 25.5, Physiology of Urine Formation.
Glomerular filtration occurs when glomerular hydrostatic pressure exceeds the luminal hydrostatic pressure of Bowman’s capsule. There is also an opposing force, the osmotic pressure, which is typically higher in the glomerular capillary.
- Betts JG, Young KA, Wise JA, Johnson E, Poe B, Kruse DH, Korol O, Johnson JE, Womble M, DeSaix P. Anatomy and Physiology 2e. Houston: OpenStax; 2022. Section 25.6, Tubular Reabsorption.
The glomerulus has a relatively high pressure inside its capillaries and can sustain this by dilating the afferent arteriole while constricting the efferent arteriole.
- Betts JG, Young KA, Wise JA, Johnson E, Poe B, Kruse DH, Korol O, Johnson JE, Womble M, DeSaix P. Anatomy and Physiology 2e. Houston: OpenStax; 2022. Section 25.7, Regulation of Renal Blood Flow.
The tubuloglomerular feedback mechanism involves the JGA and a paracrine signaling mechanism utilizing ATP, adenosine, and nitric oxide (NO).
- Loutzenhiser R, Griffin K, Williamson G, Bidani A. Renal autoregulation: new perspectives regarding the protective and regulatory roles of the underlying mechanisms. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2006;290(5):R1153-R1167.
TGF involves a flow-dependent signal that is sensed at the macula densa, and alters tone in the adjacent segment of the afferent arteriole via a mechanism that remains controversial, but likely involves adenosine and/or ATP
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