Fisiologia da formação da urina

Objectivos de aprendizagem

No final desta secção, será capaz de

  • Descrever as forças osmóticas hidrostáticas e coloidais que favorecem e se opõem à filtração
  • Descrever a taxa de filtração glomerular (TFG), indicar o valor médio da TFG e explicar como a taxa de depuração pode ser utilizada para medir a TFG
  • Prever factores específicos que irão aumentar ou diminuir a TFG
  • Indique a percentagem do filtrado que é normalmente reabsorvida e explique porque é que o processo de reabsorção é tão importante
  • Calcular a produção diária de urina
  • Lista de sintomas comuns de insuficiência renal

Depois de ter revisto a anatomia e a microanatomia do sistema urinário, chegou o momento de se concentrar na fisiologia. Descobrirá que diferentes partes do nefrónio utilizam processos específicos para produzir urina: filtração, reabsorção e secreção. Aprenderá como cada um destes processos funciona e onde ocorrem ao longo do nefrónio e dos canais colectores. O objetivo fisiológico é modificar acomposição do plasma e, ao fazê-lo, produzem o produto residual urina.

Uma falha da anatomia e/ou da fisiologia renal pode conduzir, de forma súbita ou progressiva, a uma insuficiência renal. Neste caso, uma série de sintomas, sinais ou resultados laboratoriais apontam para o diagnóstico.

Tabela 1: Sintomas de insuficiência renal
Fraqueza Letargia Falta de ar Edema generalizado
Anemia Acidose metabólica Alcalose metabólica Arritmias cardíacas
Uremia (nível elevado de ureia no sangue) Perda de apetite Fadiga Micção excessiva
Oligúria (pouca produção de urina)

Taxa de filtração glomerular (TFG)

O volume de filtrado formado por ambos os rins por minuto é designado por taxa de filtração glomerular (TFG) O coração bombeia cerca de 5 L de sangue por minuto em condições de repouso. Aproximadamente 20 por cento ou um litro entra nos rins para ser filtrado. Em média, este litro resulta na produção de cerca de 125 mL/min de filtrado produzido nos homens (variação de 90 a 140 mL/min) e 105 mL/min de filtrado produzido nas mulheres (variação de 80 a 125 mL/min). Esta quantidade equivale a um volume de cerca de 180 L/dia nos homens e 150Noventa e nove por cento deste filtrado é devolvido à circulação por reabsorção, pelo que apenas são produzidos cerca de 1-2 litros de urina por dia.

Tabela 2: Cálculo da formação de urina por dia
Fluxo por minuto (mL) Cálculo
Fluxo sanguíneo renal 1050 O débito cardíaco é de cerca de 5000 ml/minuto, dos quais 21% passam 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, então o fluxo plasmático renal é de 55%.

1050*0,55 = 578 ml de plasma/min

Taxa de filtração glomerular 110 A taxa de filtração glomerular 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%).

578*0,19 = 110 ml de filtração/min

Urina 1296 ml/dia O filtrado não recuperado pelo rim é a urina que será eliminada. É a TFG vezes a fração do filtrado que não é reabsorvida (0,8%).

110*.08 = 0,9 ml de urina /min

Multiplicar 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. Recorde-se 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 das partículas. A pressão hidrostática é a pressão produzida por um fluido contra uma superfície. Se houver um fluido em ambos os ladosde uma barreira, ambos os fluidos exercem uma pressão em direcções 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. Isto cria uma pressão, a pressão osmótica, que existirá até que a concentração de soluto seja a mesma em ambos os lados de uma membrana semipermeável. EnquantoA filtração glomerular ocorre quando a pressão hidrostática glomerular excede a pressão hidrostática luminal da cápsula de Bowman. Existe também uma força oposta, a pressão osmótica, que é normalmente mais elevada no capilar glomerular.

Figura 1: O NFP é a soma das pressões osmótica e hidrostática.

Para compreender a razão desta situação, observe mais atentamente o microambiente em ambos os lados da membrana de filtração. Encontrará pressão osmótica exercida pelos solutos no interior do lúmen do capilar, bem como no interior da cápsula de Bowman. Uma vez que a membrana de filtração limita o tamanho das partículas que a atravessam, a pressão osmótica no interior do capilar glomerular é superior à pressão osmótica no interior da cápsula de Bowman.Lembre-se que as células e as proteínas médias a grandes não podem passar entre os processos podócitos ou através das fenestrações das células endoteliais capilares, o que significa que os glóbulos vermelhos e brancos, as plaquetas, as albuminas e outras proteínas demasiado grandes para passarem através do filtro permanecem no capilar, criando uma pressão osmótica coloidal média de 30 mm HgA ausência de proteínas no espaço de Bowman (o lúmen dentro da cápsula de Bowman) resulta numa pressão osmótica próxima de zero. Assim, a única pressão que move o fluido através da parede do capilar para o lúmen do espaço de Bowman é a pressão hidrostática. A pressão hidrostática (do fluido) é suficiente para empurrar a água através da membrana, apesar da pressão osmótica que actua contra ela. A soma detodas as influências, tanto osmóticas como hidrostáticas, resultam numa pressão líquida de filtração (NFP) de cerca de 10 mm Hg.

Uma concentração adequada de solutos no sangue é importante para a manutenção da pressão osmótica, tanto no glomérulo como a nível sistémico. Existem doenças em que uma quantidade excessiva de proteínas passa através das fendas de filtração para o filtrado renal. Este excesso de proteínas no filtrado leva a uma deficiência das proteínas plasmáticas circulantes. Por sua vez, a presença de proteínas na urina aumenta a suaDevido à menor quantidade de proteínas circulantes, principalmente albumina, a pressão osmótica do sangue diminui. A menor pressão osmótica, que puxa a água para os capilares, faz pender a balança para a pressão hidrostática, que tende a empurrá-la para fora dos capilares. O efeito líquido é a perda de água doEste processo "incha" os tecidos e as células, uma condição designada por edema sistémico .

Pressão líquida de filtração (NFP)

O NFP determina as taxas de filtração através do rim e é determinado da seguinte forma

NFP = Pressão hidrostática do sangue glomerular (GBHP) - [pressão hidrostática capsular (CHP) + pressão osmótica coloidal do sangue (BCOP)] = 10 mm Hg

Isto é:

NFP = GBHP - [CHP + BCOP] = 10 mm Hg

Ou:

NFP = 55 - [15 + 30] = 10 mm Hg

Como pode ver, existe uma pressão líquida baixa através da membrana de filtração. Intuitivamente, deve perceber que pequenas alterações na osmolaridade do sangue ou alterações na pressão sanguínea capilar resultam em grandes alterações na quantidade de filtrado formado num determinado momento. O rim é capaz de lidar com uma vasta gama de pressões sanguíneas. Em grande parte, isto deve-se à natureza auto-reguladoraAssim, quando a pressão arterial sobe, o músculo liso dos capilares aferentes contrai-se para limitar qualquer aumento do fluxo sanguíneo e da taxa de filtração. Quando a pressão arterial desce, os mesmos capilares relaxam para manter o fluxo sanguíneo e a taxa de filtração.A pressão arterial média é calculada adicionando 1/3 da diferença entre as pressões sistólica e diastólica à pressão diastólica. Assim, se a pressão arterial for 110/80, a diferença entre a pressão sistólica e a diastólica é 30. Um terço deste valor é 10, e quando se adiciona este valor à pressão diastólicaPortanto, se utilizarmos a pressão arterial média para o GBHP na fórmula de cálculo do NFP, podemos determinar que, desde que a pressão arterial média seja superior a aproximadamente 60 mm Hg, a pressão será adequada para manter a filtração glomerular.Esta situação é designada por choque.

A determinação da taxa de filtração glomerular é uma das ferramentas utilizadas para avaliar a função excretora dos rins. Não se trata apenas de um exercício académico. Uma vez que muitos medicamentos são excretados na urina, um declínio da função renal pode levar a acumulações tóxicas. Além disso, a administração de dosagens adequadas de medicamentos para os fármacos excretados principalmente pelos rins requer uma avaliação exacta da taxa de filtração glomerular. A taxa de filtração glomerular pode serestimada de perto pela administração intravenosa de inulina A inulina é um polissacárido vegetal que não é reabsorvido nem segregado pelos rins. O seu aparecimento na urina é diretamente proporcional à taxa de filtração pelo corpúsculo renal. No entanto, como a medição da depuração da inulina é complicada no contexto clínico, a taxa de filtração glomerular é frequentemente estimada através da medição da creatinina natural, uma molécula derivada de proteínas produzida pormetabolismo muscular que não é reabsorvido e é apenas ligeiramente segregado pelo nefrónio.

Revisão do capítulo

O volume total de sangue é filtrado pelos rins cerca de 300 vezes por dia e 99% da água filtrada é recuperada. A taxa de filtração glomerular é influenciada pela pressão hidrostática e pela pressão osmótica coloidal. Em circunstâncias normais, a pressão hidrostática é significativamente maior e ocorre filtração. A pressão hidrostática do glomérulo depende da pressão arterial sistémica,O rim pode funcionar normalmente numa vasta gama de pressões sanguíneas devido à natureza autoreguladora do músculo liso.

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