Introdução a fisiologia renal

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Os rins são responsáveis pela produção da urina, por meio de 
mecanismos variados e complexos de filtração do plasma 
sanguíneo, e apesar de serem ditos como os principais órgãos 
de depuração sanguínea, de fato, a função primordial dos rins 
é a regulação homeostática do conteúdo de água e íons no 
sangue, o equilíbrio hidroeletrolítico. Os rins mantêm 
concentrações adequadas de íons e água no sangue através 
do balanço da ingestão/excreção dessas substâncias, 
obedecendo ao princípio do balanço de massas. Este diz que 
“Se a quantidade de uma substância no corpo deve 
permanecer constante, qualquer ganho deve ser compensado 
por uma perda igual’’. 
 
Possuímos dois rins, cada qual situado em um lado do 
organismo, abaixo do diafragma, mas fora da cavidade 
abdominal – entre o peritônio e os ossos e músculos das 
costas – por isso são chamados de retroperitoneais. Os vasos 
sanguíneos e linfáticos renais, os nervos e os ureteres saem 
da porção concava do rim, denominada ‘’hilo renal’’. As 
artérias renais, ramos da parte abdominal da aorta, fornecem 
sangue para os rins. As veias renais levam sangue dos rins para 
a veia cava inferior. Os rins recebem 20 a 25% do débito 
cardíaco, e essa alta taxa de fluxo sanguíneo é crítica para a 
função renal. Os rins possuem duas porções macroscópicas, 
o córtex (externo e mais claro) e a medula (mais interna e 
escura). Ambas porções são constituídos por milhares de 
néfrons, a unidade funcional do rim, composta pelos 
corpúsculos renais e os túbulos renais. Os corpúsculos são 
formados pelos glomérulos e a cápsula de Bowman, enquanto 
os túbulos possuem associação íntima com capilares 
peritubulares. Cerca de 80% dos néfrons estão presentes 
quase que completamente no córtex (néfrons corticais), ao 
passo que os outros 20% – chamados de néfrons 
justamedulares – penetram a medula. 
 
 
 
O túbulo renal é formado por uma camada única de células 
epiteliais conectadas por junções compactas, suas 
superfícies voltadas para o lúmen podem exibir 
microvilosidades ou outras dobras para o aumento da 
superfície. A cápsula de Bowman é uma estrutura oca que 
envolve o glomérulo. O endotélio do glomérulo é unido ao 
epitélio da cápsula de Bowman, de modo que o líquido filtrado 
dos capilares passa diretamente para dentro do lúmen tubular. 
A partir da cápsula de Bowman, o filtrado flui para o interior do 
túbulo proximal e, após, para a alça de Henle, segmento em 
forma de grampo que atravessa a medula e, posteriormente, 
retorna para o córtex. A alça de Henle é dividida em dois 
ramos, um ramo descendente fino e um ramo ascendente 
com segmentos fino e grosso. O fluido, então, chega até o 
túbulo distal. Os túbulos distais drenam para um único tubo, o 
ducto coletor. Os ductos coletores passam do córtex para a 
medula e drenam na pelve renal. Da pelve renal, o líquido 
filtrado e modificado, agora chamado de urina, flui para o 
ureter no seu trajeto rumo à excreção. 
 
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A circulação renal é complexa, a artéria renal adentra o hilo 
renal e se dicotomiza nas artérias segmentares, que 
posteriormente, formam as artérias interlobares. Estas por 
sua vez, formam um arco, resultando em um vaso arqueado 
na região limítrofe entre medula e córtex. Esses vasos se 
ramificam em diversas artérias interlobulares. No caso dos 
vasos venosos, a subdivisão é semelhante. 
 
A partir das artérias interlobulares, temos a formação das 
arteríolas aferentes que se resolvem em uma rede de 
capilares que formam o glomérulo, que por fim, geram a 
arteríola eferente (saindo do corpúsculo renal). Essa rede de 
capilares em sequência (aferente e eferente) é chamada de 
sistema porta. Esses vasos eferentes, formam capilares 
peritubulares, ou então, se for um néfron justamedular (que 
possui corpúsculo renal próximo ao limite do córtex com a 
medula) formam vasos retos que descem pela medula renal e 
retornam a região limítrofe entre a medula e o córtex 
drenando seu conteúdo para veia arqueada, de forma que este 
não sofra filtração. 
 
 
Funções renais 
 Os rins possuem inúmeras funções: regulam o volume do 
líquido extracelular, a pressão do sangue e a osmolaridade, 
mantêm o balanço iônico, regulam o pH, excretam resíduos 
e substâncias estranhas e ainda participam de vias endócrinas. 
 
1) Regulação do volume do líquido extracelular e da pressão 
arterial: Se o volume extracelular diminui, a pressão arterial 
também diminui. Se o volume do líquido extracelular e a 
pressão arterial caem demasiadamente, prejudicando a 
perfusão sanguínea, os rins trabalham em conjunto com o 
sistema cardiovascular para retornar à normalidade; 
2) Regulação da osmolaridade: Podemos definir a 
osmolaridade como a quantidade de partículas dissolvidas 
num determinado solvente, que faz com que o soluto exerça 
pressão osmótica sobre o solvente. Desse modo, uma 
solução com baixa osmolaridade tem menos partículas de 
soluto por litro de solução, ao passo que uma solução com 
alta osmolaridade tem mais partículas de soluto por litro de 
solução. O rim combina as funções renais e 
comportamentais, como a sede, para manter a osmolaridade 
em níveis normais; 
3) Manutenção do equilíbrio iônico: Os rins mantêm a 
concentração de íons dentro de uma faixa pelo balanço entre 
a sua ingestão e a sua perda urinária. O sódio é o principal íon 
envolvido na regulação do volume do líquido extracelular e da 
osmolaridade; 
4) Regulação homeostática do pH: Se o meio extracelular se 
torna muito ácido, os rins excretam H+ e conservam íons 
bicarbonato (HCO3-), que atuam como tampão. 
Inversamente, quando o líquido extracelular se torna muito 
alcalino, os rins excretam HCO3- e conservam H+; 
5) Excreção de resíduos: Os rins removem produtos do 
metabolismo ou substâncias estranhas, como fármacos e 
toxinas; 
6) Produção de hormônios: Embora os rins não sejam 
glândulas endócrinas, eles desempenham um importante 
papel em três vias endócrinas. As células renais sintetizam 
eritropoetina que regula a produção dos eritrócitos. Os rins 
também liberam renina, uma enzima que regula a produção 
de hormônios envolvidos no equilíbrio do sódio e na 
homeostasia da pressão sanguínea. Por fim, as enzimas 
renais auxiliam na conversão da vitamina D3 em um hormônio 
ativo que regula o equilíbrio do Ca2+. 
 
Os rins realizam todas as funções – a exceção de algumas 
particularidades – por três processos básicos: filtração, 
reabsorção e secreção. A filtração é o movimento de líquido 
do sangue para o lúmen do néfron. A filtração ocorre apenas 
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no corpúsculo renal, onde as paredes dos capilares 
glomerulares e da cápsula de Bowman são modificadas para 
permitir o fluxo do líquido. Uma vez que o fluido filtrado chega 
ao lúmen do néfron, ele se torna parte do meio externo ao 
corpo. Por isso, tudo que é filtrado nos néfrons é destinado à 
excreção na urina, a não ser que seja reabsorvido para o corpo. 
Após o filtrado deixar a cápsula de Bowman, ele é modificado 
pelos processos de reabsorção e secreção. A reabsorção é 
um processo de transporte de substâncias presentes no 
filtrado do lúmen tubular de volta para o sangue através dos 
capilares peritubulares. A secreção remove seletivamente 
moléculas do sangue e as adiciona ao filtrado no lúmen 
tubular. Embora a secreção e a filtração glomerular movam 
substâncias do sangue para dentro do túbulo, a secreção é um 
processo mais seletivo que, em geral, usa proteínas de 
membrana para transportar as moléculas através do epitélio 
tubular. 
 
A quantidade e a composição das substâncias que são 
reabsorvidas e secretadas variam nos diferentes segmentos 
do néfron. O filtrado que permanece no lúmen no final do 
néfron é excretado como urina. A quantidade excretada é 
igual à quantidade filtrada para o túbulo, menos a quantidade 
reabsorvida para o sangue, mais a quantidade secretada no 
lúmen tubular. Para se ter uma ideia, ao longo da vida (média 
de 70 anos) os rins produzem mais de 4 milhões de litros de 
ultrafiltrado. tem que depurar cercade 250.000 kg de 
proteína e reabsorver aproximadamente 3.96 milhões de 
litros. Comumente, o volume médio de urina é de 1,5 L/dia, 
com a osmolaridade variando entre 50 e 1.200 mOsM. Assim, 
cinco características principais são responsáveis pela alta 
capacidade de filtração, reabsorção e secreção ao longo do 
néfron. 
 Balanço das forças de Starling 
As forças de Starling ilustram que em situações fisiológicas, 
há um equilíbrio entre a filtração (dependente da pressão 
hidrostática) e a reabsorção (dependente da pressão 
oncótica). Na arteríola eferente a resistência é grande, 
reduzindo a pressão hidrostática, logo, quando se chega nos 
capilares peritubulares a pressão é baixa, permitindo a 
reabsorção do que foi filtrado. Além disso, há pouca filtração 
de proteínas, aumentando sua concentração nos capilares (e 
consequentemente a pressão oncótica), criando um 
gradiente de concentração que favorece a reabsorção. 
 
 
 Alta capacidade de reabsorção dos capilares peritubulares 
A condutividade dos capilares peritubulares é a mesma dos 
glomerulares, porém, a área é muito maior (muitas 
anastomoses), aumentando as chances de reabsorção. 
 
 
 Estrutura morfo-histológica entre capilar e túbulo 
O volume elevado de espaço intersticial é importante, uma 
vez que se fosse pequeno geraria resistência na saída do fluido 
da luz tubular para o interstício, resultando em uma menor 
absorção. 
 
 
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 Diversidade histológica ao longo do néfron 
A presença de células variadas como as abundantes células 
com morfologia em borda de escova – aumentando a 
superfície de contato (maior troca) – as escassas células 
com poucas bordas em escova e poucas mitocôndrias (menor 
troca), outra variante são as com poucas bordas em escova e 
muitas mitocôndrias, importantes para o transporte 
transcelular. 
 
 
 
 Diversidade funcional ao longo do néfron 
Essa diversidade se dá no ponto de vista dos transportadores, 
como os diferentes tipos de canais aquaporinas e os distintos 
tipos de trocadores sódio-prótons. 
 
 
Portanto, por meio dessa variedade morfo-funcional, os rins 
são capazes de modular as funções supracitadas por 
possuírem sensores ou atuarem como os próprios sensores. 
Logo, quando há o desvio da condição de normalidade – 
homeostase – sensores (intra ou extrarrenais) enviam 
sinalizadores, que por meio do contato com receptores, 
desencadeiam respostas intracelulares que ativam proteínas 
efetoras que irão agir para retornar as condições normais do 
organismo.