Cientistas descobrem que os rins não atuam no sangue da maneira que pensávamos

A descoberta só foi possível com a colaboração de um engenheiro mecânico para entender o complexo sistema de funcionamento dos rins

de Redação Jornal Ciência 0

Ao longo do dia, cada gota de sangue em seu corpo passa por seus rins, dezenas de vezes. A cada passagem, a água saturada com resíduos é removida para formar a urina e o sangue recém-limpo retorna à circulação.

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Podemos imaginar essa tarefa vital como uma espécie de filtragem alimentada à força, impulsionada pelas fortes pressões de nossos batimentos cardíacos.

Mas, de acordo com um novo estudo, essa descrição não é tão precisa; não é exatamente assim que as coisas funcionam na prática. A pesquisa é de coautoria do engenheiro mecânico Sean Sun, da famosa e prestigiada Universidade Johns Hopkins, nos EUA.

“Todo mundo ouve que os rins filtram o sangue, mas conceitualmente isso é incorreto. O que mostramos é que as células renais são bombas, não filtros, e estão gerando forças”, afirmou Sun no portal da própria universidade.

Não é por falta de observação que perdemos essa atividade mecânica peculiar. Os anatomistas conhecem a estrutura do rim e seu papel na produção de urina a partir do sangue desde o século 17.

A capacidade do órgão de misturar a física passiva da osmose com a derivação ativa de vários produtos químicos para equilibrar os sais, resíduos e água do nosso organismo, também já foi amplamente estudada dentro e fora do corpo.

No entanto, cada rim consiste em quilômetros de canais e túbulos amontoados em um espaço não maior que o seu punho, potencialmente criando um estranho encanamento no fundo.

Estudos mostraram que as células que revestem esses túbulos podem sentir mudanças na pressão hidrostática e até respondê-las; no entanto, não está claro como ou mesmo “se” essas mudanças retrocedem de alguma forma.

Descobrir como os fluidos passam por esses “canos minúsculos” também não é fácil. Qualquer experimento para estudar a hidráulica em ação dentro de túbulos individuais precisaria de uma tecnologia bastante impressionante para filtrar as forças dispersivas.

Mas, foi exatamente isso o que Sun e seus colegas criaram, uma tecnologia impressionante — por isso neste estudo, o papel do engenheiro mecânico foi tão absurdamente importante para o conhecimento gerado.

Entenda como foi feito

Juntamente com sua equipe, criaram uma bomba renal microfluídica (MFKP) formada por blocos padronizados e membranas porosas capazes de conter cultura de células que revestem os túbulos renais.

Depois que as células se estabeleceram e foram submetidas a uma série de testes de resistência elétrica e permeabilidade, os pesquisadores mediram as variações de pressão no tecido em resposta a esguichos de fluido de uma seringa.

Eles notaram que o movimento dos fluidos perto das células diminuía de acordo com o aumento da pressão hidráulica, que era maior em uma extremidade do tecido do que na outra. Isso condiz com o pensamento de que os túbulos renais agem como bomba.

Mas, um olhar mais atento às proteínas que as células estavam produzindo, revelou que pequenas mudanças na pressão dos fluidos que entram nos tecidos mudaram os arranjos dos canais iônicos e sua estrutura de suporte, alterando sua forma e função.

De maneira simplificada, isso significa que os fluidos que passam do sangue para a rede de túbulos do rim se movem, em parte, sob a direção mecânica das próprias células. Isso adiciona uma tarefa sutil a mais no funcionamento do órgão, que pode ajudar a explicar uma série de distúrbios renais.

Testando a descoberta

Para ver como esse comportamento se desenvolve dentro de rins menos saudáveis, os pesquisadores usaram células retiradas de indivíduos com Doença Renal Policística Autossômica Dominante (DRPAD).

Nessa condição, graças à forma como as células que revestem os túbulos renais mudam de forma, os cistos geralmente se formam, distorcendo o tecido e aumentando o risco de cálculos renais e infecções do trato urinário.

Mas, de acordo com o trabalho da equipe, existe mais detalhes que passaram despercebidos. Os pesquisadores observaram as células bombeando ao contrário, com o gradiente de pressão invertido de uma extremidade à outra.

Quando eles aplicaram às células o medicamento Tolvaptano, usado nos EUA no tratamento de quem tem DRPAD, os gradientes de pressão suavizaram, sugerindo que a droga funciona reduzindo o estresse nos tecidos e, assim, diminuindo a taxa na qual os cistos podem se formar.

Com isso em mente, é possível que outros tecidos também tenham suas próprias versões de um sistema de bombeamento mecânico ajustando as pressões do fluido conforme sua conveniência, conforme sentirem que o devem fazer.

O engenheiro mecânico Sean Sun e sua equipe pretendem modificar o dispositivo para testar outros tecidos e órgãos em busca de detalhes de funcionamento que não sabíamos, o que pode ajudar a medicina a entender melhor outras doenças. A pesquisa foi publicada na Nature Communications.

Fonte(s): Johns Hopkins / Science Alert Imagens: Reprodução / News-Medical

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