Funções dos Rins

Os rins fazem parte do sistema urinário que tem por objetivo promover a excreção de metabólitos e substâncias não utilizáveis ou nocivas ao nosso organismo. Dentre as funções renais podemos citar (TORTORA, 2016):

1) Regulação iônica plasmática: Os rins participam ativamente da regulação da concentração dos íons sódio (Na+), potássio (K+), cálcio (Ca2+), cloreto (Cl–) e fosfato (HPO42–)

2) Controle do pH sanguíneo: Os rins participam do controle do pH sanguíneo por meio da excreção de íons de H+ pela urina, e ao mesmo tempo, mantêm a concentração de bicarbonato (HCO3–), íon muito importante no processo de tamponamento de H+ plasmático.

3) Controle da volemia sanguínea: Os rins participam no processo de controle do volume de sangue sistêmico, resultando em conservação ou eliminação de água pela micção.

4) Regulação da pressão arterial: Por meio da secreção da renina, atuante junto ao sistema renina-angiotensina-aldosterona, resultando em aumento da pressão arterial.

‍5) Controle da osmolaridade plasmática: O controle da osmolaridade é realizado pelos rins por meio da regulação individual da perda de água e de solutos na urina. Os rins tendem a manter a osmolaridade sanguínea constante, aproximadamente 300 miliosmóis por litro (mOsm/L)*.

6) Secreção Hormonal: Os rins secretam os hormônios calcitriol e eritropoetina. O calcitriol participa da forma ativa da vitamina D e na regulação do cálcio, enquanto a eritropoetina induz a produção de eritrócitos.

7) Controle plasmático de glicose: Similar ao tecido hepático, os rins podem utilizar a glutamina no processo de gliconeogênese, resultando em novas moléculas de glicose.

8) Excreção de metabólitos: Todas as substâncias que não são mais úteis ou estranhas ao metabolismo humano são excretadas pela produção da urina. Dentre os metabólitos resultantes do metabolismo energético, podemos citar: amônia e ureia resultantes da desaminação dos aminoácidos; bilirrubina resultante do catabolismo da hemoglobina; creatinina resultante da clivagem do fosfato de creatina nas fibras musculares e ácido úrico originado do catabolismo de ácidos nucleicos.

*Osmol (símbolo: Osm) é uma unidade de medida que corresponde à massa atômica dividida pelo número de partículas que exercem determinada pressão osmótica. Assim, 1 miliosmol (mOsm) é a milésima parte do osmol.

fotografia de um rim, com destaque para: Glândula suprarrenal; V. cava inferior; Aa. Suprarrenais; A. renal; V. renal; URETER; e MEDIAL.

Fonte: TORTORA, 2016.

Fisiologia Renal

A Fisiologia renal refere-se principalmente ao processo de produção de urina e a secreção hormonal que participa da regulação da pressão arterial. Para que seja possível a produção de urina, três processos são necessários: a filtração, a reabsorção e a secreção (TORTORA, 2016; SILVERTHORN, 2017).

Filtração Glomerular: é o primeiro processo da etapa de produção da urina a nível dos néfrons. Água e solutos atravessam a parede dos capilares glomerulares (imagem 2), passando pelo processo de filtragem e adentram o interior da cápsula glomerular e, posteriormente, para o túbulo renal.
Reabsorção tubular: Ao passo que o líquido filtrado passa pelos túbulos renais e ductos coletores, as células tubulares reabsorvem cerca de 99% da água filtrada e solutos que sejam utilizáveis. O retorno da água que foi filtrada, assim como os solutos, ocorre por meio dos capilares peritubulares e arteríolas retas (imagem 2).
Secreção tubular: De acordo com a passagem do líquido filtrado passa pelos túbulos renais e ductos coletores, ocorre a secreção de outras substâncias (metabólitos, fármacos e excesso de íons) (imagem 2).

É o primeiro processo da etapa de produção da urina a nível dos néfrons. Água e solutos atravessam a parede dos capilares glomerulares (imagem 2), passando pelo processo de filtragem e adentram o interior da cápsula glomerular e, posteriormente, para o túbulo renal.

Ao passo que o líquido filtrado passa pelos túbulos renais e ductos coletores, as células tubulares reabsorvem cerca de 99% da água filtrada e solutos que sejam utilizáveis. O retorno da água que foi filtrada, assim como os solutos, ocorre por meio dos capilares peritubulares e arteríolas retas (imagem 2).

De acordo com a passagem do líquido filtrado passa pelos túbulos renais e ductos coletores, ocorre a secreção de outras substâncias (metabólitos, fármacos e excesso de íons) (imagem 2).

Imagem 2 - Estrutura de um néfron

ilustração que exemplifica a estrutura de um néfron, contendo: Túbulo renal e ducto coletor; Arteríola glomerular aferente; Cápsula glomerular; Glomérulo; Arteríola glomerular eferente; Capilares peritubulares; Filtrado glomerular no túbulo renal; Urina (contém substâncias secretadas); Sangue (contém substâncias reabsorvidas); 1) FILTRAÇÃO GOMERULAR: No glomérulo, o plasma sanguíneo e as substâncias dissolvidas (menores do que a maior parte das proteínas) são filtrados para a cápsula glomerular. 2) REABSORÇÃO TUBULAR: Ao longo de todo o túbulo renal e ducto coletor, a água, os íons e outras substâncias são reabsorvidos do lúmen dos túbulos renais para os capilares peritubulares e, por fim, para o sangue. 3) SECREÇÃO TUBULAR: Ao longo do túbulo renal e do ducto coletor, substâncias como escórias metabólicas, fármacos e excesso de íons são secretados dos capilares peritubulares para o túbulo renal. Estas substâncias acabam na urina.

Fonte: TORTORA, 2016.

Filtração Glomerular

O filtrado glomerular se refere a quantidade de plasma que entra na região capsular, mais especificamente nas arteríolas aferentes renais. O que se torna filtrado nesta região é a fração da filtração, e uma fração de filtração de 0,16 a 0,20 (16 a 20%) é o comum, mas o valor varia consideravelmente na saúde e na doença. A média diária de filtração do sangue em indivíduos adultos é cerca de 150 L (mulheres) e 180 L (homens), em que cerca de 99% do filtrado glomerular retorna a corrente sanguínea graças a reabsorção tubular, sendo que cerca de 1 a 2 litros são excretados pela urina.

Fonte: Freepik.

Mas afinal como ocorre esse processo? Inicia-se em um primeiro momento pelo contato do volume com a membrana de filtração (imagem 3). A membrana de filtração é constituída pelos capilares glomerulares e podócitos, que se localizam ao redor dos capilares, resultando em uma barreira permeável. A configuração da membrana permite que a água seja filtrada em pequenos solutos, porém, impede a filtração de grande quantidade das proteínas plasmáticas, células sanguíneas e plaquetas (TORTORA, 2016; SILVERTHORN, 2017).

Imagem 3 - Estrutura da membrana de filtração (glomerular)

ilustração que exemplifica a estrutura da membrana de filtração (glomerular), contendo: 1) FENESTRAÇÃO (PORO) DA CÉLULA ENDOTELIAL GLOMERULAR: impede a filtração de células de sangue, mas permite a passagem de todos os componentes do plasma sanguíneo; 2) LÂMINA BASAL DO GOMÉRULO: impede a filtração de proteínas maiores; 3) MEMBRANA DA FENDA ENTRE PEDICELOS: impede a filtração de proteínas médias; Fenda de filtração; Pedicelo; Podócito da camada visceral da cápsula glomerular; Detalhes da membrana de filtração.

Fonte: TORTORA, 2016.

A força que move o processo de filtração é similar à lei proposta por Starling (capilares), ou seja, a pressão força os líquidos e solutos através de uma membrana. O processo de filtração glomerular se assemelha a processos de filtração encontrados em outros locais do organismo, porém, o maior de volume de filtração ocorre no glomérulo renal, da seguinte maneira (TORTORA, 2016; SILVERTHORN, 2017):

A área de superfície dos capilares dos glomérulos é muito extensa, e contém células mesangiais, que regulam a quantidade da área de superfície disponível. Quando relaxadas, as células mesangiais atingem a área máxima, pois a filtração glomerular é muito alta. Na situação oposta, reduz-se significativamente a taxa de filtração glomerular.
A membrana de filtração é extremamente fina (0,1 mm) e porosa, conferindo aos capilares glomerulares cerca de 50 vezes mais permeabilidade do que os capilares sanguíneos, principalmente devido à presença de fenestrações.
A arteríola glomerular eferente possui um diâmetro menor do que a arteríola glomerular aferente, e por isso se observa uma alta resistência na saída do glomérulo. Em resposta, a pressão sanguínea é mais alta do que a observada em leitos capilares sanguíneos em outras regiões do organismo.

A área de superfície dos capilares dos glomérulos é muito extensa, e contém células mesangiais, que regulam a quantidade da área de superfície disponível. Quando relaxadas, as células mesangiais atingem a área máxima, pois a filtração glomerular é muito alta. Na situação oposta, reduz-se significativamente a taxa de filtração glomerular.

A membrana de filtração é extremamente fina (0,1 mm) e porosa, conferindo aos capilares glomerulares cerca de 50 vezes mais permeabilidade do que os capilares sanguíneos, principalmente devido à presença de fenestrações.

A arteríola glomerular eferente possui um diâmetro menor do que a arteríola glomerular aferente, e por isso se observa uma alta resistência na saída do glomérulo. Em resposta, a pressão sanguínea é mais alta do que a observada em leitos capilares sanguíneos em outras regiões do organismo.

‍Reabsorção e Secreção

As substâncias que passam pelos néfrons são reabsorvidas no lúmen de seus túbulos por meio de células tubulares adjacentes ou em uma célula tubular individual. Durante a extensão do túbulo renal, há a presença de zonas de oclusão que a circundam, e a membrana apical tem contato direto com o líquido tubular, enquanto a membrana basolateral está em contato com o líquido intersticial na base e dos lados da célula (Imagem 4). No entanto, há uma exceção a ser elucidada:

O líquido pode vazar entre as células em um processo passivo conhecido como reabsorção paracelular. Mesmo que as células epiteliais estejam ligadas por junções oclusivas, estas junções entre as células dos túbulos renais proximais são “permeáveis” e possibilitam que algumas substâncias reabsorvidas passem entre as células para os capilares peritubulares. Em algumas partes do túbulo renal, acredita-se que a via paracelular represente até 50% da reabsorção de determinados íons e da água que os acompanha por osmose (TORTORA, 2016; pg. 1004).

Imagem 4 - Região de reabsorção nos néfrons

ilustração que exemplifica a região de absorção nos néfrons, contendo: Líquido no lúmen tubular; Célula tubular; Capilar peritubular; N+; REABSORÇÃO PARACELULAR; REABSORÇÃO TRANSCELULAR; ATP; ADP; Membrana apical; Membrana basolateral; Junção oclusiva; Líquido intersticial; Legenda: Difusão; Transporte ativo; Bomba de sódio e potássio (Na+-K+ATPase).

Fonte: TORTORA, 2016.

Mas como ocorre o transporte desses solutos? As células renais transportam os solutos tanto para o meio interno quanto para o meio externo do líquido tubular, movendo as substâncias em sentido único. Dessa maneira, proteínas de diversos tipos são encontradas nas membranas apical e basolateral, onde as junções oclusivas formam uma barreira impedindo a mistura entre proteínas nos compartimentos das membranas apical e basolateral.

Um exemplo ocorre sobre a reabsorção de Na+ pelos túbulos renais, processo muito importante em resposta ao alto volume de íons de sódio que atravessa os filtros glomerulares (TORTORA, 2016).

Por volta de 100 d.C., Areteu da Capadócia escreveu, “O diabetes é uma doença muito curiosa, não muito frequente entre os homens, sendo um derretimento da carne e dos membros para dentro da urina... Os pacientes nunca param de produzir água (urinar), e o fluxo é incessante, como se fosse da abertura de aquedutos”. Os médicos sabem há séculos que a urina, um resíduo líquido produzido pelos rins, reflete o funcionamento do corpo. Para ajudar no diagnóstico das doenças, eles carregavam frascos especiais para coletar e inspecionar a urina dos pacientes (SILVERTHORN, 2017).

A nefroptose, ou rim flutuante, consiste em deslocamento inferior (“queda”) do rim. Ela ocorre quando o rim desliza de sua posição normal porque não está bem fixado no lugar pelos órgãos adjacentes ou por seu revestimento de tecido adiposo. A nefroptose se desenvolve mais frequentemente em pessoas muito magras, cuja cápsula adiposa ou fáscia renal é deficiente. É perigosa porque o ureter pode torcer e bloquear o fluxo de urina. O resultante retorno de urina impõe pressão sobre o rim, danificando o tecido renal. O ureter torcido também provoca dor. A nefroptose é muito comum; aproximadamente 25% das pessoas têm algum grau de enfraquecimento das faixas fibrosas que mantêm o rim no lugar, e é 10 vezes mais comum em mulheres do que em homens (TORTORA, 2016).

Em algumas doenças renais, os glomerulares capilares são danificados e por isso se tornam tão permeáveis que as proteínas plasmáticas entram no filtrado glomerular. Como resultado, o filtrado exerce uma pressão coloidosmótica que puxa a água para fora do sangue. Nesta situação, a PFE aumenta, o que significa que mais líquido é filtrado. Ao mesmo tempo, a pressão coloidosmótica do sangue diminui, porque as proteínas plasmáticas estão sendo perdidas na urina. Como a quantidade de líquido que é filtrada dos capilares sanguíneos para os tecidos em todo o corpo é maior do que a quantidade que retorna por meio da reabsorção, o volume sanguíneo diminui e o volume de líquido intersticial aumenta. Assim, a perda de proteínas plasmáticas na urina causa um edema, que é um volume anormalmente elevado de líquido intersticial (TORTORA, 2016).