Fisiologia Renal: Filtração Glomerular e Mecanismo de Concentração Urinária

01Por que filtração e concentração são as duas faces da função renal

Cada rim humano contém aproximadamente 600 mil a 1 milhão de néfrons, formados até a 36ª semana de vida fetal e sem capacidade de regeneração quantitativa: o que se perde, perde-se para sempre. Os dois rins recebem cerca de 1,1 a 1,2 litro de sangue por minuto (22 a 25% do débito cardíaco) e filtram cerca de 125 mL/min por 1,73 m² de superfície corporal — aproximadamente 180 litros por dia. Deste volume, mais de 99% é reabsorvido e apenas 1 a 2 litros saem como urina, com osmolaridade que pode variar de 50 a 1.200 mOsm/kg de água. Esses dois processos, filtração glomerular e manejo de água (concentração e diluição), explicam desde a fisiopatologia da doença renal crônica até o diagnóstico diferencial das polúrias e das hiponatremias. A regra de ouro para a prova: o glomérulo decide o que sai do sangue; o túbulo decide o que volta; e a medula com o ADH decidem quão concentrada será a urina final.

02A barreira de filtração: três camadas com carga e tamanho

O filtrado glomerular atravessa três camadas em série. Primeira: o endotélio fenestrado do capilar glomerular, com poros de 70 a 100 nm que bloqueiam células mas deixam passar praticamente tudo que está dissolvido no plasma. Segunda: a membrana basal glomerular, rica em colágeno tipo IV, laminina e proteoglicanos de heparan sulfato — estes últimos conferem carga elétrica negativa à barreira, que repeli as proteínas aniónicas do plasma, sobretudo a albumina. Terceira: os podócitos, células epiteliais viscerasais cujos pés (pedicelos) se interdigitam e formam o diafragma de fenda, sustentado por proteínas como nefrina e podocina — o alvo imunológico e genético das síndromes nefróticas. O resultado é um ultrafiltrado isento de proteínas: a proteinúria fisiológica é menor que 150 mg por dia (albumina menor que 30 mg). A doença de mudanças mínimas, ao fundir os pedicelos, gera proteinúria seletiva de albumina; a membrana lesada (por diabetes, amiloidose ou inflamação) permite a passagem de proteínas de maior peso, tornando a proteinúria não seletiva. As moléculas com peso molecular abaixo de 7 kDa passam livremente; acima de 60 a 70 kDa (como a albumina, 69 kDa) praticamente não atravessam.

03Forças de Starling e os determinantes da TFG

A taxa de filtração glomerular é o produto do coeficiente de filtração (Kf) pela pressão líquida de filtração (PUF), que resulta de quatro forças: pressão hidrostática glomerular (PGC) de cerca de 60 mmHg, que empurra o líquido para fora; pressão hidrostática na cápsula de Bowman (PBS) de cerca de 18 mmHg, que resiste; e pressão oncótica capilar (piGC), que sobe de cerca de 32 mmHg no início do capilar ao longo do leito à medida que o plasma se concentra. A PUF média é de aproximadamente 10 mmHg. A manipulação das arteríolas é o coração do tema: constrição da arteríola aferente reduz a PGC, a TFG e o fluxo sanguíneo renal; constrição leve da eferente eleva a PGC e aumenta a TFG (com queda do fluxo, pois o sangue fica mais tempo sendo filtrado — a fração de filtração sobe); constrição intensa da eferente retém tanto sangue no glomérulo que a pressão oncótica capilar se eleva e a TFG cai. A angiotensina II é o vasoconstritor eferente fisiológico por excelência: em hipovolemia, ela preserva a TFG às custas do fluxo — por isso o inibidor da ECA pode derrubar abruptamente a TFG do paciente estenótico bilateral ou hipovolêmico.

• Kf (coeficiente de filtração): produto da permeabilidade hidráulica pela área de superfície; cai na glomerulonefrite e com a contração mesangial (angiotensina II, endotelina)
• PGC 60 mmHg: força favorável dominante, mantida pela resistência eferente
• PBS 18 mmHg: obstáculo fixo; aumenta na obstrução ureteral (hidronefrose) e reduz a TFG
• piGC 32 mmHg: cresce ao longo do capilar; hipoproteinemia grave (albumina menor que 2 g/dL) reduz a piGC e pode elevar a TFG
• Constrição aferente: prostaglandinas dilatam; adenosina, simpático e endotelina constriem
• Constrição eferente: angiotensina II leve aumenta TFG; intensa reduz

04Autorregulação e feedback tubuloglomerular: a TFG defendida entre 80 e 180 mmHg

Entre pressões arteriais médias de 80 a 180 mmHg, o rim mantém TFG e fluxo praticamente constantes por dois mecanismos intrínsecos. O mecanismo miogênico: a parede da arteríola aferente responde ao estiramento contraindo-se (canais de estiramento cationicos), protegendo o glomérulo da hipertensão. O feedback tubuloglomerular: a mácula densa, placa de células do túbulo distal em contato com o pólo vascular do próprio glomérulo, sensa a chegada de cloreto de sódio via cotransportador NKCC2; excesso de NaCl sinaliza TFG alta demais e libera adenosina, que constrije a arteríola aferente e baixa a TFG; NaCl escasso sinaliza TFG baixa e estimula a liberação de renina pelas células justaglomerulares, ativando o eixo renina-angiotensina-aldosterona (que constripe a eferente e recupera a TFG). Modulação hormonal e farmacológica que cai em prova: os anti-inflamatórios não hormonais inibem as prostaglandinas vasodilatadoras da aferente e podem causar insuficiência renal aguda no paciente hipovolêmico, idoso ou em uso de inibidor da ECA; os inibidores da ECA e os bloqueadores do receptor de angiotensina dilatam a eferente; o peptídeo natriurético atrial dilata a aferente e constripe a eferente, elevando a TFG na expansão volêmica. É exatamente esse feedback que os inibidores de SGLT2 reaproveitam: ao devolver NaCl à mácula densa (por bloquear a reabsorção proximal), ativam a adenosina e reduzem a pressão intraglomerular — o efeito renoprotetor que mudou o tratamento da doença renal crônica.

05Medindo a função filtrante: inulina, creatinina, cistatina C e as categorias KDIGO

A TFG medida com padrão-ouro usa a depuração da inulina, polissacarídeo livremente filtrado, nem reabsorvido nem secretado — inviável na rotina. A creatinina, endógena, é livremente filtrada e pouco secretada, de modo que a depuração da creatinina superestima a TFG em cerca de 10 a 20%. Interprete a creatinina sérica com suas armadilhas: ela depende da massa muscular (subestima a doença no idoso caquético e na mulher), da dieta (carnes) e de drogas que bloqueiam sua secreção tubular, como trimetoprim e cimetidina, que elevam a creatinina sérica sem reduzir a TFG. A cistatina C, produzida por todas as células nucleadas em taxa constante, é menos dependente de massa muscular e melhora a acurácia, mas varia com corticoides e disfunção tireoidiana. Desde 2021, as equações CKD-EPI eliminaram a variável raça (Inker e colaboradores, New England Journal of Medicine): a equação combinada creatinina-cistatina C é a mais precisa. A doença renal crônica, pela KDIGO 2024, exige alteração da estrutura ou função renal por mais de 3 meses, e a TFG estimada é classificada em categorias de G1 a G5, combinadas às categorias de albuminúria A1 a A3, que definem o risco de progressão.

Albuminúria em amostra isolada: A1 menor que 30 mg/g de creatinina (normal a levemente aumentada), A2 de 30 a 300 mg/g (moderadamente aumentada, antiga microalbuminúria) e A3 maior que 300 mg/g (acentuadamente aumentada). O cruzamento das categorias G com as categorias A gera a matriz de risco da KDIGO — quanto mais para a direita e para baixo, maior o risco de eventos cardiovasculares e de progressão para doença renal terminal.

06Reabsorção segmentar: onde cada sítio age e onde cada diurético trabalha

Do filtrado de 180 litros por dia, o túbulo proximal reabsorve cerca de 65% do sódio e da água, com todo o glicose e os aminoácidos: o glicose entra na célula pelo cotransportador sódio-glicose 2 (SGLT2, responsável por 90% da reabsorção) e sai pela membrana basolateral pelo GLUT2. O sistema tem limite de transporte máximo (Tm) de cerca de 320 a 375 mg/min: acima de glicemia de aproximadamente 180 a 200 mg/dL, os transportadores saturam e aparece glicosúria — o limiar renal da glicose. A alça de Henle reabsorve 25% do sódio no ramo ascendente espesso pelo cotransportador NKCC2, sítio de ação da furosemida e segmento diluidor por excelência (impermeável à água). O túbulo distal contorcido reabsorve 5% pelo cotransportador NCC, alvo das tiazidas. O túbulo coletor finaliza com 2 a 3% sob aldosterona (ENaC e bomba de sódio-potássio), onde agem a espironolactona (antagonista do receptor mineralocorticoide) e a amilorida (bloqueador do ENaC, útil na terapia de manutenção do lítio). A acetazolamida inibe a anidrase carbônica no proximal. Vale a pena fixar a assimetria da água: o proximal é sempre permeável à água (aquaporinas 1 constitutivas), o ascendente espesso nunca é, e o coletor só é sob ação do ADH.

07Multiplicação contracorrente: como a medula chega a 1.200 mOsm/kg

A urina máxima que um rim consegue concentrar depende do gradiente osmótico corticomedular, que cresce da córtex (isotônica, cerca de 300 mOsm/kg) até a papila (cerca de 1.200 mOsm/kg), em degraus aproximados de 300, 600, 900 e 1.200. O gradiente é construído pela multiplicação contracorrente: o ramo ascendente espesso bombeia sódio, potássio e cloreto para a interstício medular sem permitir o retorno de água (o ramo descendente é permeável à água e impermeável ao soluto), de modo que cada pequena diferença transversal é multiplicada ao longo da alça em forma de U. Cerca de 40 a 50% do soluto medular interno é ureia, reciclada pelos transportadores UT-A1 e UT-A3 — por isso dietas muito pobres em proteína reduzem a capacidade máxima de concentração e a polúria do desnutrido é um clássico. Os vasos retos, em U como os néfrons, funcionam como trocadores em contracorrente que suprem a medula sem lavar o gradiente. O ADH (vasopressina), produzido no núcleo supraóptico e paraventricular e liberado pela neurohipófise, liga-se ao receptor V2 nas células principais do coletor, ativa a via adenilato ciclase-proteína cinase A e insere a aquaporina 2 na membrana apical: a água então segue o gradiente e a urina final pode chegar a 1.200 mOsm/kg com volume de 500 mL por dia. Sem ADH, o coletor é impermeável e a urina sai diluída a 50 a 100 mOsm/kg, com volumes de até 15 a 20 litros por dia.

• Estímulo osmótico: osmolaridade plasmática acima de cerca de 280 a 285 mOsm/kg (limiar), com sede associada acima de 290
• Estímulo volume: queda de 5 a 10% do volume extracelular libera ADH mesmo com osmolaridade baixa (por isso a hiponatremia do hipovolêmico)
• V1 (vasculatura): vasoconstrição; V2 (túbulo coletor): retenção de água via aquaporina 2
• Osmolaridade plasmática estimada: 2 x sódio + glicose dividida por 18 + ureia dividida por 2,8 (mg/dL); normal de 275 a 295 mOsm/kg
• Substâncias que reduzem o gradiente medular: mannitol, diurético de alça crônico, baixa ingestão de proteína (menos ureia)
• ADH também estimula a reabsorção de ureia no coletor medular, reforçando o próprio gradiente

08Concentração e diluição na prática: polúrias e hiponatremias

Poliúria (maior que 2,5 a 3 L/dia) divide-se em osmótica (glicose, mannitol; urina hipertônica com osmolaridade maior que 300 mOsm/kg e glicosúria) e em água, por diabetes insipidus ou polidipsia primária. O teste de privação hídrica com resposta à desmopressina separa as causas: no diabetes insipidus central (deficiência de ADH por cirurgia, trauma, craniofaringioma, histiocitose), a osmolaridade urinária sobe mais de 50% após desmopressina intranasal ou subcutânea; no nefrogênico (resistência renal: lítio, hipercalcemia, hipocalemia, demeclociclina, doença renal crônica), a resposta é nula ou menor que 20 a 25%. O tratamento do central é a própria desmopressina; o nefrogênico corrige-se removendo a causa, com restrição de sal e proteína e o paradoxal esquema tiazídico com amilorida (a depleção leve de volume aumenta a reabsorção proximal de água e reduz a poliúria). Na síndrome de secreção inapropriada de ADH (SIADH), o paciente euvolêmico apresenta hiponatremia hipo-osmolar (osmolaridade sérica menor que 275) com urina inapropriadamente concentrada (osmolaridade urinária maior que 100 mOsm/kg) e sódio urinário maior que 30 a 40 mEq/L, com função renal, tireoidiana e adrenal normais. Hiponatremia sintomática grave corrige-se com salina hipertônica a 3% em bolus de 100 a 150 mL repetidos, sem exceder a elevação de 8 a 10 mEq/L nas primeiras 24 horas, sob risco de síndrome de desmielinização osmótica; a restrição hídrica (em geral 500 a 1.000 mL/dia) e, na SIADH refratária, o vaptano (antagonista V2) ou a ureia oral completam o arsenal.

09Da hiperfiltração à doença renal crônica: a filtração como prognóstico

A TFG cai fisiologicamente cerca de 0,75 a 1 mL/min por ano após os 40 anos, por esclerose glomerular progressiva. No diabetes melitus e na obesidade, o oposto acontece primeiro: hiperfiltração, com TFG de 120 a 140 mL/min ou mais, por dilatação aferente e hipertensão intraglomerular (o mecanismo de tubularglomerular é desativado pelo excesso de glicose reabsorvida no proximal, que chega menos NaCl à mácula densa). Cada néfron remanescente hipofiltra para compensar os perdidos — o preço é pressão intraglomerular cronicamente elevada, proteinúria e glomerulosclerose segmentar e focal, em círculo vicioso que leva à doença renal terminal. É por isso que o bloqueio do eixo renina-angiotensina (dilatação da eferente) e os inibidores de SGLT2 (restauração do feedback tubuloglomerular) são as duas intervenções renoprotetoras mais potentes, reduzindo a albuminúria e a velocidade de declínio da TFG independentemente do controle glicêmico, como consolidado pela diretriz KDIGO 2024.