Filtração Glomerular — a Primeira Etapa da Formação da Urina

CAPÍTULO 27

 

Filtração Glomerular, Fluxo

 

Sanguíneo Renal e seus Controles

 

FILTRAÇÃO GLOMERULAR — A PRIMEIRA ETAPA DA

FORMAÇÃO DA URINA

 

O primeiro passo na formação de urina é a filtração de grandes quantidades

de líquidos através dos capilares glomerula res para dentro da cápsula de

Bowman — quase 180 L ao dia. A maior parte desse filtrado é reabsorvida,

deixando apenas cerca de 1 L de líquido para excreção diária, embora a taxa

de excreção renal de líquidos possa ser muito variável, dependen do da

ingestão. A elevada taxa de filtração glomerular depende da alta taxa de

fluxo sanguíneo renal, bem como de propriedades especiais das membranas

nos capilares glome ru lares. Neste Capítulo são abordadas as forças físicas

que determinam o filtrado glomerular (FG), bem como os mecanis mos

fisiológicos que regulam o FG e o fluxo sanguíneo real.

COMPOSIÇÃO DO FILTRADO GLOMERULAR

Como a maioria dos capilares, os capilares glomerulares são relativamente

impermeáveis às proteínas, assim, o líquido filtrado (chamado filtrado

glomerular) é essencialmente livre de proteínas e desprovido de elementos

celulares como as hemácias.

As concentrações de outros constituintes do filtrado glomerular, incluindo

a maior parte dos sais e moléculas orgânicas, são similares às concentrações

no plasma. Exceções a essa generalização incluem umas poucas substâncias

de baixo peso molecular, tais como cálcio e ácidos graxos, que não são

livremente filtradas por estarem parcialmente ligadas às proteínas

plasmáticas. Por exemplo, quase metade do cálcio e a maior parte dos

ácidos graxos plasmáticos estão ligadas às proteínas plasmáticas e essa

parte ligada não é filtrada pelos capilares glomerulares.

 

A FG CORRESPONDE A CERCA DE 20% DO FLUXO

PLASMÁTICO RENAL

A FG é determinada pelo (1) balanço das forças hidrostáticas e

coloidosmóticas, atuando através da membrana capilar; e (2) o coeficiente

de filtração capilar (K ), o produto da permeabilidade e da área de f

superfície de filtração dos capilares. Os capilares glomerulares têm elevada

intensidade de filtração, muito maior que a maioria dos outros capilares,

devido à alta pressão hidrostática glomerular e ao alto K . No ser humano f

adulto médio, a FG é de cerca de 125 mL/min, ou 180 L/dia. A fração do

fluxo plasmático renal filtrado (a fração de filtração) é, em média, de 0,2,

significando que cerca de 20% do plasma, que fluem pelos rins, são

filtrados pelos capilares glomerulares (Figura 27-1). A fração de filtração é

calculada como se segue:

Figura 27-1. Valores médios do fluxo plasmático renal (FPR) total, do filtrado glomerular (FG), da reabsorção tubular (REAB) e da velocidade de fluxo da urina. O FPR é igual ao fluxo renal × (1 − hematócrito). Observe que o FG é, em média, cerca de 20% do FPR, enquanto a velocidade de fluxo da urina é inferior a 1% do FG. Portanto, mais de 99% do líquido filtrado normalmente é reabsorvido. A fração de filtrado é FG/FPR.

 

Fração de filtração = FG/Fluxo plasmático renal

 

MEMBRANA CAPILAR GLOMERULAR

 

A membrana capilar glomerular é semelhante à encontrada em outros

capilares, exceto por ter três (em vez de duas) camadas principais: (1) o

endotélio capilar; (2) a membrana basal; e (3) a camada de células

epiteliais (podócitos), sobre a superfície externa da membrana basal capilar

(Figura 27-2). Juntas, essas camadas compõem uma barreira à filtração que,

apesar das três camadas, filtra diversas centenas de vezes mais água e

solutos do que a membrana capilar normal. Mesmo com essa alta

intensidade da filtração, a membrana capilar glomerular normalmente não

filtra proteínas plasmáticas.

A alta intensidade da filtração pela membrana capilar glomerular é

decorrente, em parte, à sua característica especial. O endotélio capilar é

perfurado por milhares de pequenos orifícios chamados fenestrações,

semelhantes aos capilares fenestrados encontrados no fígado, embora

menores que as fenestrações do fígado. Embora as fenestrações sejam

relativamente grandes, as proteínas das células endoteliais são ricamente

dotadas de cargas fixas negativas que impedem a passagem das proteínas

plasmáticas.

Revestindo o endotélio, está a membrana basal que consiste em uma

trama de colágeno e fibrilas proteoglicanas com grandes espaços, pelos

quais grande quantidade de água e de pequenos solutos pode ser filtrada. A

membrana basal evita de modo eficiente a filtração das proteínas

plasmáticas, em parte devido às fortes cargas elétricas negativas associadas

aos proteoglicanos.

A última parte da membrana glomerular é a camada de células epiteliais

que recobre a superfície externa do glomérulo. Essas células não são

contínuas, mas têm longos processos semelhantes a pés (podócitos) que

revestem a superfície externa dos capilares (Figura 27-2). Os podócitos são

separados por lacunas, chamadas fendas de filtração, pelas quais o filtrado

glomerular se desloca. As células epiteliais, que também contêm cargas

negativas, criam restrições adicionais para a filtração das proteínas

plasmáticas. Assim, todas as camadas da parede capilar glomerular

representam barreiras à filtração das proteínas do plasma.

Figura 27-2. A, Ultraestrutura básica dos capilares glomerulares. B, Corte transversal da membrana capilar glomerular e seus principais componentes: endotélio capilar, membrana basal e epitélio (podócitos).

 

 

A Filtrabilidade dos Solutos é Inversamente Relacionada ao seu

Tamanho. A membrana capilar glomerular é mais espessa que a da

maioria dos outros capilares, mas também é muito mais porosa e, portanto,

filtra líquidos com mais alta intensidade. Apesar da alta intensidade da

filtração, a barreira de filtração glomerular é seletiva na determinação de

quais moléculas serão filtradas, com base no seu tamanho e em sua carga

elétrica.

A Tabela 27-1 lista o efeito do tamanho molecular sobre a filtrabilidade de

diferentes moléculas. A filtrabilidade de 1,0 significa que a substância é

filtrada tão livremente quanto a água; filtrabilidade de 0,75 significa que a

substância é filtrada apenas 75% tão rapidamente quanto a água. Note que

eletrólitos, tais como sódio e pequenos compostos orgânicos como a

glicose, são livremente filtrados. Conforme o peso molecular da molécula

se aproxima ao da albumina, a filtrabilidade rapidamente diminui em

direção ao de zero.

 

Tabela 27-1 Filtrabilidade de Substâncias pelos Capilares Glomerulares Baseada no

Peso Molecular

Substância Peso Molecular Filtrabilidade

Água 18 1,0

Sódio 23 1,0

Glicose 180 1,0

Inulina 5.500 1,0

Mioglobina 17.000 0,75

Albumina 69.000 0,005

 

Grandes Moléculas, com Carga Negativa, São Filtradas Menos

Facilmente que Moléculas com Carga Positiva com Igual

Dimensão Molecular. O diâmetro molecular da proteína plasmática

albumina é de apenas cerca de 6 nanômetros, enquanto se supõe que os

poros da membrana glomerular tenham cerca de 8 nanômetros (80

ângstrons). No entanto, a albumina tem filtração restrita por causa da sua

carga negativa e da repulsão eletrostática exercida pelas cargas negativas

dos proteoglicanos presentes na parede dos capilares glomerulares.

A Figura 27-3 mostra como a carga elétrica afeta a filtração glomerular de

dextrana com diferentes pesos moleculares. Dextranas são polissacarídeos que podem ser produzidas como moléculas neutras, com carga positiva ou

com carga negativa. Note que para qualquer raio molecular moléculas com

carga positiva são filtradas muito mais rapidamente do que as moléculas

com carga negativa. Polímeros neutros também são filtrados mais

prontamente que polímeros com carga negativa, com peso molecular igual.

A razão para essas diferenças da filtrabilidade é que as cargas negativas da

membrana basal e dos podócitos são meio importante para restringir a

passagem de grandes moléculas com carga negativa, incluindo as proteínas

plasmáticas.

Em certas doenças renais, as cargas negativas, na membra na basal, são

perdidas até mesmo antes que ocorram altera ções histológicas dignas de

nota, condição referida como nefropatia com alteração mínima. A causa

dessa perda de cargas negativas permanece obscura, embora se acredite que

esteja relacionada a uma resposta imunológica com secreção anômala de

citocinas por linfócitos T, que reduzem os ânions nas proteínas dos

podócitos ou dos capilares glome rulares. Como resultado dessa perda das

cargas negativas nas membranas basais, algumas das proteínas, com baixo

peso molecular, especialmente a albumina, são filtradas e aparecem na

urina, condição conhecida como proteinúria ou albuminúria. A nefropatia

por lesões mínimas é mais comum em crianças pequenas, mas pode

também ocorrer em adultos, sobretudo nos afetados por transtornos

autoimunes.