Fisiologia do sistema urinário

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DESCRIÇÃO
A fisiologia do sistema urinário e seu papel na homeostase do organismo.
PROPÓSITO
Compreender a organização morfofuncional e o papel regulatório do
sistema urinário, uma ação importante para construir um entendimento
completo do funcionamento do organismo.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Identificar a estrutura renal, sua função, o processo de hemodinâmica renal
e sua regulação
MÓDULO 2
Identificar a função tubular renal, os segmentos tubulares renais e os
mecanismos de transporte de água e soluto em cada um deles
MÓDULO 3
Relacionar a fisiologia do sistema urinário com os outros sistemas do
organismo
MÓDULO 1
 Identificar a estrutura renal, sua função, o processo de
hemodinâmica renal e sua regulação
INTRODUÇÃO
A partir de agora, você conhecerá a organização estrutural renal e verificará
que estrutura e função estão correlacionadas no sistema urinário. Além
disso, terá a compreensão do processo de filtração renal. É importante
observar que não é o sangue total que é filtrado nos rins, como se imagina,
mas apenas a fração plasmática.
ESTRUTURA DO SISTEMA
URINÁRIO
Os rins possuem diversas funções, como regulação do volume de água do
organismo, controle do balanço eletrolítico, regulação do equilíbrio ácido-
base, conservação de nutrientes, excreção de resíduos metabólicos,
regulação da hemodinâmica sistêmica, regulação da pressão arterial,
produção de hormônios, gliconeogênese e produção de vitamina D.
São órgãos retroperitoneais pareados, localizados lateralmente à coluna
vertebral, um de cada lado. O polo renal superior se localiza na 12ª vértebra
torácica, e o inferior, na terceira vértebra lombar. O rim direito normalmente
está posicionado mais abaixo, em relação ao esquerdo, devido à posição do
fígado durante o período de embriogênese. Seu comprimento varia entre 11
e 12cm, sua largura, entre 5 e 7,5cm, e sua espessura, entre 2,5 e 3cm
(BRENNER & RECTOR, 2012).
PRODUÇÃO DE HORMÔNIOS
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Além do hormônio renina, que será descrito posteriormente, os rins
produzem o hormônio eritropoietina, que estimula a produção de
hemácias na medula óssea. Podemos dizer, então, que os rins também
estão envolvidos na produção de hemácias.
 SAIBA MAIS
O peso de cada rim varia entre homens e mulheres. No homem adulto, pesa
entre 125 e 170g, enquanto na mulher adulta, entre 115 e 155g.
Observe a anatomia renal na figura a seguir. Cada rim possui duas bordas,
sendo uma convexa e outra côncava, assumindo forma semelhante a um
grão de feijão. Na borda côncava, está o hilo renal, região que contém os
vasos sanguíneos, os vasos linfáticos, os nervos e a pelve renal.
Recobrindo o rim, encontramos uma fina cápsula fibrosa, resistente e
inextensível, que está ligada frouxamente ao parênquima renal.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Visão anatômica do rim.
Podemos ver que o rim é dividido em uma região mais pálida e externa, o
córtex, e uma região mais escura e mais interna, a medula. Em humanos,
a medula contém de 10 a 18 estruturas cônicas, denominadas pirâmides de
Malpighi. A base das pirâmides se encontra na junção corticomedular, e o
ápice se aprofunda na medula até a pelve renal, originando a papila renal. O
ápice de cada papila, denominado área cribriforme, está voltado para o
interior dos cálices e apresenta pequenos orifícios chamados ductos de
Bellini. Estes ductos, na realidade, são a extremidade final dos ductos
coletores papilares. A região que engloba uma pirâmide renal e seu córtex
correspondente constitui um lobo renal (AIRES, 2012).
Cada papila renal é envolta por uma extensão da pelve renal, formando os
cálices menores. Vários destes cálices se unem, constituindo os cálices
maiores, que desembocam na pelve renal, de onde saem os ureteres, que
se direcionam para a bexiga. A partir da bexiga, a urina é eliminada através
da uretra (AIRES, 2012). Note estas estruturas na figura.
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Fonte: Shutterstock.com
 Os rins, ureteres, a bexiga e uretra.
URETERES
Os cálices, a pelve e os ureteres são envoltos por musculatura lisa que
impulsiona a urina em direção à bexiga através de peristalse.
NÉFRON
O néfron constitui a unidade funcional do rim e é formado pelo corpúsculo
renal e pelos túbulos renais (Túbulo proximal, alça de Henle e túbulo
distal) . Os ductos coletores não são considerados parte do néfron devido
às suas diferentes origens embriológicas, porém estão envolvidos na
formação da urina eliminada. Observe a estrutura do néfron na figura a
seguir.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Estrutura do néfron.
Uma das classificações dos néfrons se refere à posição do corpúsculo renal
no córtex, a saber:
NÉFRONS CORTICAIS
Possuem o corpúsculo renal localizado na região mais superficial do
córtex.Possuem o corpúsculo renal localizado na região mais superficial do
córtex.
NÉFRONS JUSTAMEDULARES
Ficam perto da junção corticomedular.
NÉFRONS MEDICORTICAIS
Estão situados na região medial do córtex.
CORPÚSCULO RENAL
O corpúsculo renal é formado pelo glomérulo e pela cápsula de Bowman.
A cápsula de Bowman tem forma de cálice, possuindo dois tipos de
paredes:
PAREDE EXTERNA
PAREDE INTERNA
A parede externa da cápsula é um epitélio pavimentoso simples, que forma
o revestimento do corpúsculo renal.
A parede interna da cápsula de Bowman possui células denominadas
podócitos, que fazem parte da estrutura de filtração do plasma.
 ATENÇÃO
No rim de indivíduos saudáveis, o corpúsculo renal está sempre localizado
no córtex.
Entre estas, existe o espaço de Bowman, ou espaço urinário, que será
ocupado pelo chamado filtrado glomerular, tópico que discutiremos
posteriormente.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Estrutura do corpúsculo renal.
O glomérulo é um enovelado capilar que participa da filtração de grande
quantidade de plasma e promove a retenção de proteínas na circulação. O
endotélio glomerular é descontínuo, com suas fenestras medindo cerca de
60-80 nm de diâmetro.
COMO OS LEUCÓCITOS E AS HEMÁCIAS
SÃO MAIORES QUE AS FENESTRAS, ELES
NÃO SÃO FILTRADOS; LOGO, PODEMOS
DIZER QUE O PLASMA, E NÃO O SANGUE,
É FILTRADO PELOS RINS.
As células endoteliais glomerulares são recobertas por um glicocálix, que é
uma camada hidratada composta de glicoproteínas e proteoglicanos,
responsáveis por conferir carga negativa à estrutura, dificultando a filtração
de moléculas com a mesma carga, como a albumina e as demais proteínas
com carga negativa. Tanto alterações na estrutura do glicocálix quanto sua
remoção permitem a passagem de macromoléculas através do endotélio
fenestrado.
Os capilares glomerulares estão apoiados em uma membrana basal
formada por uma rede de macromoléculas, como fibras de colágeno e
laminina. Também são recobertos por proteoglicanos, principalmente
heparan sulfato, que lhe conferem eletronegatividade. Em vez de fenestras,
como no endotélio, possuem os chamados poros funcionais, que limitam a
filtração de moléculas acima de 50 Å de diâmetro, como a albumina. A
membrana basal glomerular possui três camadas: duas lâminas raras
externas e uma lâmina densa interna.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Glomérulo de um rim humano corado com tricrômio de Masson. 
As membranas basais glomerulares aparecem com manchas 
muito proeminentes na cor azul.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Estruturas da barreira de filtração glomerular. Em vermelho, 
o endotélio fenestrado. Em azul-claro, a membrana 
basal glomerular. Em azul-escuro, o podócito e seus 
prolongamentos (pedicélios).
Sobre a membrana basal dos capilares glomerulares, estão as células da
parede interna da cápsula de Bowman, os podócitos, que são células
formadas por um corpo celular com diversos prolongamentos primários e
secundários, denominados pedicélios. Estes se interpenetram, formando
fendas de filtração, com cerca de 43 nm de diâmetro, que reduzem a
passagem de moléculas com peso molecular acima de 70 kD. São
conectados por uma membrana proteica denominada membrana
diafragmática, composta por diversasproteínas estruturais e moléculas de
adesão. Devido à sua arquitetura celular, os podócitos participam da
sustentação dos capilares glomerulares aos quais estão relacionados.
O endotélio fenestrado do capilar glomerular, a membrana basal glomerular
e os pedicélios formam a barreira de filtração glomerular, ou barreira de
ultrafiltração, que deve ser atravessada pelo plasma para que ele alcance a
estrutura tubular renal. Observe as barreiras de filtração nas figuras a
seguir.
 
Fonte: Kierzenbaum/Wikimedia commons/licença(CC BY-SA 4.0)
 Esquema da filtração através da barreira de filtração glomerular.
Em diversas doenças, alterações apresentadas na estrutura da barreira de
filtração glomerular estão intimamente relacionadas com a presença de
proteínas na urina (Proteinúria) .
 ATENÇÃO
É importante ressaltar que existe, normalmente, perda urinária de proteínas,
majoritariamente de baixo peso molecular (menores que a albumina – 65
kD). Dentre as proteínas de alto peso molecular perdidas na urina, a
albumina serve como marcador de lesão renal. Porém, é incorreto afirmar
que não existe albumina na urina. A excreção de até 30 mg desta proteína
por dia é considerada normal.
Dentro do glomérulo, existem também as células mesangiais. Estas células
promovem a sustentação das alças capilares e possuem diversas outras
funções. Contêm elementos que se contraem, fagocitam agregados de
moléculas retidos na parede capilar durante a filtração glomerular e
possuem receptores para diferentes hormônios com papel na regulação da
hemodinâmica intraglomerular. Elas também produzem a matriz extracelular
glomerular ou matriz mesangial intraglomerular, que sustenta as alças dos
capilares glomerulares, e fatores de crescimento, que permitem a
renovação celular normal.
 SAIBA MAIS
Sob alguns tipos de estresse, como inflamação glomerular, as células se
proliferam exacerbadamente e alteram seu fenótipo, adquirindo
características de miofibroblastos, com produção de alfa-actina de músculo
liso e fibras colágenas intersticiais em abundância, alterando a fisiologia do
glomérulo.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Visão interna do glomérulo.
A matriz mesangial também está presente fora do glomérulo (mesângio
extracelular), contínuo à intraglomerular. As células mesangiais ali
presentes possuem gap junctions, que formam uma conexão entre as
células arteriolares, a mácula densa e o mesângio intraglomerular. Desta
forma, estas estruturas estão intimamente relacionadas, auxiliando na
regulação da hemodinâmica renal.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Aparelho justaglomerular.
TÚBULOS RENAIS
Contínuos ao corpúsculo renal, encontram-se os túbulos renais, estruturas
já vistas anteriormente. A membrana das células tubulares possui dois polos
com diferentes permeabilidades e propriedades de transporte: a membrana
apical ou luminal, que separa a célula da luz tubular, e a membrana
peritubular ou basolateral, que separa a célula do interstício e dos capilares
peritubulares.
Agora, vamos conhecer cada segmento dos túbulos renais.
TÚBULO PROXIMAL
A primeira porção dos túbulos renais é o túbulo proximal, que pode ser
segmentado em convoluto (ou contorcido) e reto. Seu epitélio é cúbico
simples, com núcleo redondo, localizado na porção basal da célula. O
citoplasma possui muitas mitocôndrias que se distribuem
perpendicularmente à membrana basal.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Microscopia eletrônica da célula do túbulo proximal convoluto 
mostrando o núcleo no canto superior esquerdo da imagem e muitas 
mitocôndrias (estruturas eletrondensas e arredondadas).
 
Fonte: Shutterstock.com
 Histologia do túbulo proximal convoluto mostrando o núcleo 
arredondado (azul), citoplasma abundante e as microvilosidades 
apicais formando a borda em escova (rosa).
A membrana apical da célula do túbulo proximal apresenta inúmeras
microvilosidades, a chamada borda em escova, o que aumenta a área de
superfície da célula. Por essas características, dizemos que o túbulo
proximal realiza grande quantidade de transporte ativo, devido à geração de
ATP nas mitocôndrias abundantes e que pode transportar grande
quantidade de moléculas, devido à sua extensa área de superfície.
A membrana das células proximais adjacentes é conectada por junções do
tipo tight e junções intermediárias, que formam um cinturão contínuo em
volta das células. Algumas junções do tipo gap permitem a passagem de
íons e pequenas moléculas (Como nucleotídeos, aminoácidos e cAMP) de
uma célula para outra adjacente.
Baseado em diferenças anatômicas e funcionais, o túbulo proximal é
dividido em três segmentos:
S1
Até aproximadamente metade da porção convoluta.
S2
Com a parte final da porção convoluta e metade da reta.
S3
Corresponde à metade final da parte reta.
Estes segmentos têm similaridade nos mecanismos de transporte
semelhantes, mas diferenças em sua estrutura. Por exemplo, a borda em
escova é mais densa, e o número de mitocôndrias é maior em S1 do que
em S3.
ALÇA DE HENLE
O próximo segmento tubular renal é a alça de Henle, dividida nos ramos fino
descendente, fino ascendente e espesso ascendente (ou túbulo distal reto).
O comprimento destes ramos varia conforme a localização do néfron no
córtex, sendo que os néfrons justamedulares possuem uma alça fina mais
longa, com a porção espessa presente tanto na medula como no córtex
renais.
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Fonte: Shutterstock.com
 Histologia mostrando três ductos coletores medulares com 
células colunares altas e numerosos vasos e alças de Henle 
entre eles, em cortes transversais.
 VOCÊ SABIA
Quanto mais longa for a alça de Henle, maior será a capacidade de o néfron
concentrar urina, conforme veremos posteriormente. Por este motivo,
animais que vivem no deserto e precisam reter água costumam apresentar
número muito mais elevado de alças de Henle longas do que curtas.
As células dos ramos finos são delgadas, exceto na região do núcleo, com
poucas mitocôndrias e raras microvilosidades, enquanto o epitélio do ramo
espesso ascendente tem uma única camada de células cúbicas, com raros
microvilos, mitocôndrias largas e alongadas e região basal apresentando
pregas que se encaixam nas células vizinhas, formando complexos canais
paracelulares.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Histologia mostrando túbulos proximais convolutos à direita 
da imagem e túbulos distais convolutos à esquerda.
TÚBULO DISTAL CONVOLUTO
Após a alça de Henle, está o túbulo distal convoluto, com células cúbicas,
pouca microvilosidade na região apical e muitas mitocôndrias largas no
citoplasma.
Sua porção final tem menos mitocôndrias, e elas são menores e com
dobras basolaterais menos profundas.
A porção inicial do túbulo distal convoluto de cada néfron fica em contato
íntimo com seu glomérulo correspondente e suas arteríolas aferente e
eferente, formando o chamado aparelho justaglomerular.
No aparelho justaglomerular, a camada média da arteríola aferente é
modificada e contém células granulares no lugar de músculo liso. A parede
do túbulo distal convoluto dessa região apresenta células colunares altas,
que são as células da mácula densa. Estas projetam seu citoplasma para o
interior das células granulares, e acredita-se que elas atuem como um
sincício, envolvidas pelo mesângio extraglomerular. As células da mácula
densa detectam a variação na quantidade de cloreto de sódio presente no
fluido tubular distal e enviam essas informações às células granulares da
arteríola aferente.
CÉLULAS GRANULARES
Estas células possuem tal nomenclatura por apresentarem em seu
citoplasma grânulos que contêm renina.
TÚBULO DE CONEXÃO
Após o túbulo distal, está o túbulo de conexão, com células de conexão, que
produzem calicreína, interpostas com células intercalares, descritas no
ducto coletor.
Os ductos coletores corticais apresentam células epiteliais cuboides e
passam a apresentar células colunares com maior diâmetroà medida que
caminham pela medula em direção à papila.
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Fonte: Shutterstock.com
 Histologia do ducto coletor medular mostrando um epitélio 
colunar simples (setas vermelhas). Entre os ductos coletores, 
estão cortes transversais de vasos (setas verdes) e 
alças de Henle (setas azuis).
O epitélio do ducto coletor possui dois tipos celulares:
CÉLULAS PRINCIPAIS OU CLARAS
Correspondem a 70% do total, com citoplasma elétron-lúcido, responsáveis
pela reabsorção de sódio e secreção de potássio.
CÉLULAS INTERCALARES OU ESCURAS
Correspondem a 30% do total, com citoplasma elétron-denso, devido às
suas muitas mitocôndrias.
Existem, ainda, duas apresentações das células intercalares:
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TIPO Α
Com secreção ativa eletrogênica de H+.
TIPO Β
Pode apresentar secreção de bicarbonato.
Podemos observar, então, que o filtrado glomerular percorre as estruturas
tubulares, passando a se chamar fluido tubular, que vai sendo modificado
por processos de transporte em cada um destes seguimentos até originar a
urina final, a qual será encaminhada dos ductos coletores até a pelve renal,
os ureteres, a bexiga e uretra.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Vascularização renal.
VASCULARIZAÇÃO RENAL
A artéria renal é originada da artéria aorta abdominal superior e, quando
atinge o hilo renal, divide-se em um ramo dorsal e um ventral. Estes ramos
originam as artérias interlobares, que são encontradas nas margens de
cada lobo renal. Quando alcançam o limite entre as zonas medulares e
corticais, elas se tornam as artérias arqueadas. Perpendicularmente a
estas, em direção ao córtex renal, estão as artérias interlobulares, cujos
pequenos ramos perpendiculares constituem as arteríolas aferentes dos
glomérulos. Devemos lembrar que as arteríolas aferentes originarão os
capilares glomerulares, que, depois, formam a arteríola eferente, saindo do
glomérulo (AIRES, 2012).
As arteríolas eferentes originam uma rede capilar peritubular que está
intimamente associada ao túbulo proximal convoluto dos néfrons
superficiais. Já as arteríolas eferentes dos néfrons justamedulares originam
um ramo que forma uma rede capilar no córtex profundo e na medula
externa e a outro ramo que origina os vasos retos descendentes medulares.
É interessante observar um sistema porta arterial no rim, com duas
capilarizações em série no mesmo trajeto vascular, sendo que os capilares
glomerulares são puramente arteriais.
O sistema venoso acompanha o trajeto do sistema arterial e a veia renal,
que sai do rim e desemboca na veia cava inferior.
INERVAÇÃO RENAL
O rim é inervado por ramos do nervo simpático toracolombar, provenientes
dos segmentos entre a quarta vértebra dorsal e a quarta vértebra lombar. As
fibras simpáticas se distribuem pelas artérias, arteríolas e pelos túbulos
proximais. Não apresenta inervação parassimpática (AIRES, 2012).
VOCÊ SABE POR QUE ALGUÉM QUE TEM
CÁLCULO RENAL SENTE TANTA DOR?
Isso ocorre porque a cápsula que envolve o rim é altamente inervada e
inextensível. Com a obstrução do fluxo da urina dentro do rim, em razão do
cálculo, o parênquima renal não á capaz de eliminar a urina produzida,
aumentando de volume. Com a expansão do tecido em direção à cápsula
inervada, sem que essa se estenda da mesma forma, ocorre compressão
das terminações nervosas e dor.
 
Fonte: Shutterstock.com
No parênquima renal, os principais efeitos da inervação simpática são:
Vasoconstrição através da ação das catecolaminas.
Aumento da reabsorção de Na+ no túbulo proximal.
Estimulação intensa da secreção de renina pelas células granulares do
aparelho justaglomerular.
A inervação renal também inclui fibras sensoriais aferentes, que conduzem
impulsos com origem em receptores de pressão (Barorreceptores) e
receptores químicos (Quimiorreceptores) com origem renal. Se há
aumento da pressão de perfusão renal, por exemplo, ocorre estímulo de
barorreceptores renais. Por outro lado, modificando a composição do fluido
intersticial, ocorre estímulo de quimiorreceptores renais, que,
provavelmente, deflagrarão modificações no fluxo sanguíneo dos capilares
glomerulares.
HEMODINÂMICA RENAL E
FILTRAÇÃO GLOMERULAR
Fluxo sanguíneo é o volume de sangue que percorre uma estrutura por
unidade de tempo. O fluxo sanguíneo renal (FSR) corresponde a 20-25%
do débito cardíaco, tornando os rins um dos órgãos mais bem perfundidos
do organismo. A distribuição do sangue é feita na seguinte proporção:
CÓRTEX RENAL
Recebe 90% do sangue que chega aos rins pela artéria renal, em um fluxo
maior.
MEDULA
Recebe a menor quantidade (10%) em um fluxo menor. Neste caso, o baixo
fluxo ocorre pela alta resistência dos vasos retos longos, o que reduz a
lavagem do interstício medular, favorecendo a concentração da urina.
Os métodos de medida do FSR que dependem da determinação do fluxo
urinário aplicam o princípio da conservação (princípio de Fick), que compara
a quantidade de uma substância X que é removida ou adicionada à
circulação por um órgão específico com a diferença das concentrações
desta substância no sangue arterial e venoso que irrigam esse órgão.
Nos rins, em uma situação de equilíbrio, se observamos uma substância
que não é sintetizada nem metabolizada no tecido renal, a quantidade desta
substância que entra no rim através da artéria renal, em determinada
unidade de tempo, deve ser igual à soma da quantidade desta substância
que sai do rim na mesma unidade de tempo, seja pela veia renal, seja pelo
ureter.
A quantidade de substância que entra no órgão corresponde ao
FSRa (Fluxo sanguíneo renal arterial) multiplicado pela Ax (Concentração
da substância no sangue arterial) . A quantidade da substância que sai do
rim pela veia renal equivale ao FSRv (Fluxo sanguíneo renal venoso)
multiplicado pela Vx (Concentração da substância no sangue venoso) . Da
mesma forma, a quantidade da substância que sai do rim pela urina
equivale à Ux (Concentração da substância na urina) multiplicada pelo
V (Fluxo urinário) . Então, temos:
Para uma forma mais fácil de medir o FSR, é necessário que o rim excrete
grande quantidade da substância x, gerando uma diferença significativa
entre suas concentrações na artéria e na veia renais.
O maior limitante deste método é a obtenção de amostra de sangue venoso
renal. Para resolver esta questão, é utilizada uma substância exógena
denominada para-amino-hipurato de sódio (PAH) na dosagem do FSR, uma
vez que as células renais conseguem remover 90% do PAH do sangue que
se destina à veia renal. Apenas o sangue que circula pela medula renal,
bem como o que irriga a cápsula renal e as estruturas renais não
parenquimatosas, não é depurado de PAH.
DESTA FORMA, O PAH É UTILIZADO PARA
MEDIR O FSR CORTICAL,
CORRESPONDENDO A 90% DO TOTAL.
O valor máximo do FSR é atingido entre 20 e 30 anos de idade e declina
gradualmente ao longo da vida. Os valores normais do FSR são,
aproximadamente, 1200 ml/min (cerca de 600 ml/min de plasma). Destes,
600 ml/min de plasma, cerca de 20%, são filtrados no corpúsculo renal.
A filtração glomerular é o início da formação da urina; trata-se de um
processo que depende da integridade estrutural do glomérulo e, mais
especificamente, da barreira de filtração glomerular. Pelas características
desta barreira, apresentadas anteriormente, podemos observar que apenas
o plasma sanguíneo é passível de filtração glomerular. Desta forma, o
filtrado formado é um fluido que possui uma composição semelhante à do
plasma, diferenciando-se principalmente pela sua baixa concentração de
proteínas e outras macromoléculas, sendo o grande tamanho destas
substâncias o fator limitante de sua filtração.
A filtração glomerular é um processo hemodinâmico, que depende do
balanço entre as pressões hidrostática (Derivada da água) e
oncótica (Derivada das proteínas) transcapilares. A relação entre as
pressões responsáveis pela ultrafiltração glomerular é chamada pressão
efetiva de ultrafiltração(Puf) e é dada pela seguinte relação:
Em virtude de a concentração de proteínas no ultrafiltrado presente no
espaço urinário ser desprezível em relação à concentração de proteínas no
plasma, a pressão oncótica do espaço urinário se torna desprezível.
 ATENÇÃO
Este fato não é verdadeiro caso haja uma lesão na barreira de filtração
glomerular que comprometa sua integridade, pois é possível que haja maior
permeabilidade de suas estruturas às proteínas, permitindo a passagem
destas e acúmulo no espaço urinário.
O principal componente do gradiente pressórico que rege a filtração
glomerular é a pressão hidrostática dentro do capilar, oriunda do coração.
Como a parede capilar tem uma seletividade alta na barreira de filtração
glomerular, com poucas proteínas sendo filtradas, a ultrafiltração do plasma
concentra as proteínas plasmáticas, aumentando gradualmente a pressão
oncótica capilar ao longo dos capilares glomerulares, conforme a filtração
vai ocorrendo. Como a pressão oncótica intracapilar se opõe à pressão
hidrostática intracapilar, há redução progressiva da pressão efetiva de
ultrafiltração conforme o plasma vai percorrendo os capilares até a arteríola
eferente.
 SAIBA MAIS
Em algumas espécies, como no rato, a soma das pressões que se opõem à
filtração glomerular se iguala à pressão hidrostática no capilar glomerular
antes de atingir a extremidade final da arteríola eferente glomerular. Esse
ponto de igualdade de pressões é denominado pressão de ultrafiltração de
equilíbrio e, quando atingida, cessa a filtração glomerular. Em humanos,
este ponto de equilíbrio não é alcançado.
É importante notar que ПCG nunca supera a diferença de pressão
hidrostática entre o capilar glomerular e o espaço urinário, pois esta é
praticamente constante. Além disso, com o equilíbrio da filtração atingido,
não há mais aumento de ПCG. Por este motivo, o ultrafiltrado não retorna
para o capilar, ocorrendo apenas filtração.
QUANTO MAIOR A CONCENTRAÇÃO DE
PROTEÍNAS NO PLASMA, MAIS
PRECOCEMENTE É ATINGIDA A PRESSÃO
DE EQUILÍBRIO AO LONGO DO CAPILAR
GLOMERULAR, DIMINUINDO A ÁREA DA
SUPERFÍCIE EFETIVA DE FILTRAÇÃO
UTILIZADA PARA A ULTRAFILTRAÇÃO.
Não ocorre filtração glomerular além do ponto onde a pressão de equilíbrio
for alcançada, e ПCG se torna constante. Por outro lado, com baixa
concentração de proteínas no plasma, e consequente desequilíbrio na
pressão de ultrafiltração, ocorre ultrafiltração em toda a extensão dos
capilares glomerulares.
 SAIBA MAIS
A extensão do capilar glomerular que não está sendo utilizada para filtração
após este ponto de equilíbrio é denominada reserva funcional.
A filtração glomerular pode ser alterada pelo coeficiente de filtração (Kf) e
pelo gradiente de pressão ao longo dos vasos. O Kf é resultante do produto
entre a superfície total disponível para filtração e a permeabilidade dos
capilares. Normalmente, o Kf é relativamente constante, sendo a Puf o fator
determinante para a filtração glomerular. O gradiente de pressão ao longo
dos vasos renais é um ponto de regulação da filtração glomerular – isso
será abordado posteriormente.
A taxa de filtração glomerular (TFG) é a medida da filtração glomerular e da
função renal, e seus valores médios normais são de cerca de 90 ml/min.
Pode ser influenciada por diversos outros fatores, como:
Vasodilatação
Aumento da concentração de angiotensina II
Hiperglicemia
Aumento primário da reabsorção de fluidos através dos túbulos renais
A função renal também deve ser avaliada a partir da proteinúria, em
conjunto com a TFG. A principal proteína avaliada na urina é a albumina,
que tem uma taxa de excreção considerada normal em até 30 mg/dia. Com
taxas diferentes, temos um quadro patológico que pode ser:
MICROALBUMINÚRIA
Taxa de excreção de 30 a 299mg/dia.
MACROALBUMINÚRIA
Taxa de excreção acima de 300mg/dia.
Para determinar a TFG, precisamos saber a quantidade de determinada
substância filtrada no glomérulo por unidade de tempo e a sua concentração
no filtrado glomerular. Para ser usada como forma de medir a TFG, esta
substância deve ser livremente ultrafiltrada, fisiologicamente inerte e não
tóxica, mostrar clearance constante e ser fácil e precisamente determinada
no plasma e na urina. Ao mesmo tempo, não pode se ligar a proteínas
plasmáticas nem ser reabsorvida ou secretada, produzida, metabolizada ou
armazenada nos rins.
CONSIDERANDO QUE ESTA SUBSTÂNCIA
PRECISA SER LIVREMENTE
ULTRAFILTRADA, ASSUMIMOS QUE SUA
CONCENTRAÇÃO NO FILTRADO
GLOMERULAR É IGUAL À PLASMÁTICA.
Por não ser secretada, reabsorvida, metabolizada ou produzida ao longo do
néfron, sua quantidade filtrada é igual à excretada na urina (AIRES, 2012).
Na prática clínica, utiliza-se a creatinina para medir a TFG por ser uma
molécula endógena (resultante do metabolismo da creatina muscular) e
liberada no plasma em uma taxa relativamente constante. A desvantagem
em usar a creatinina é que ela é secretada pelo túbulo proximal. No entanto,
seu uso persiste pelo fato de existirem no plasma e na urina (principalmente
no plasma) compostos que reagem colorimetricamente da mesma forma
que a creatinina, quando esta é dosada por método colorimétrico. Assim,
este resultado plasmático superestimado compensa os valores urinários
superestimados devido à sua secreção tubular, permitindo o cálculo
estimado da TFG a partir desta substância.
Apesar do uso rotineiro da creatinina, a substância mais adequada para
medir a TFG é a inulina, um polissacarídeo polímero da frutose, extraído
das raízes da dália. Apesar de precisar ser infundida no indivíduo por ser
uma molécula exógena, a inulina é livremente filtrada sem ser metabolizada,
produzida, reabsorvida ou secretada pelos túbulos renais, gerando um
resultado preciso, e não aproximado, como acontece com o uso da
creatinina.
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CÁLCULO ESTIMADO
Existem alguns cálculos baseados em estudos populacionais que
permitem calcular a TFG apenas com o valor de creatinina sérica.
Em indivíduos saudáveis, pode ser calculada por:
eTFG = 141 x min (SCr/κ, 1)α x max(SCr /κ, 1)-1,209 x 0,993 idade x
1,018 [se mulher] x 1,159 [se negro], sendo SCr (creatinina sérica) =
mg/dL;
κ = 0,7 (mulheres) ou 0,9 (homens);
α = -0,329 (mulheres) ou -0,411 (homens); min = o mínimo da SCr/κ ou
1; max = o máximo da SCr/κ ou 1.
Em indivíduos com doença renal crônica, usa-se a fórmula MDRD:
TFG = 175 × (Scr)-1,154 × idade-0,203 × (0,742 se mulher) × (1.212 se
negro).
REGULAÇÃO DO FSR E DA TFG
O gradiente de pressão ao longo dos vasos renais é um fator importante
para a regulação do FSR e da TFG. As maiores reduções da pressão
hidrostática ocorrem nas arteríolas aferente e eferente, sendo estas as
regiões de maior resistência ao FSR e principais responsáveis pelo seu
controle. Como os capilares glomerulares se encontram entre essas duas
regiões de elevada resistência, sua pressão hidrostática intracapilar é
mantida relativamente elevada, proporcionando também um mecanismo de
íntimo controle tanto da pressão quanto do fluxo sanguíneo no capilar.
A circulação renal tem uma estrutura peculiar, possuindo dois leitos
capilares em série: o glomerular e o peritubular.
 
Fonte: Shutterstock.com
Com a possibilidade de variação independente de resistência nas arteríolas
aferente e eferente, a estrutura capilar possibilita que o FSR e a TFG variem
de forma paralela ou oposta.
Se considerarmos que, ao longo de um vaso sanguíneo, não há alteração
de fluxo, a pressão hidrostática em um ponto 1 (anterior) será igual ao ponto
2 (posterior). Se entre estes pontos ocorre vasoconstrição, a pressão
hidrostática aumenta no ponto 1 e reduz no ponto 2. Da mesma forma, com
vasodilatação entre os dois pontos, ocorre redução na pressão hidrostática
no ponto 1 e aumento no ponto 2.
Se transpusermos esta noção para o sistema renal:
 
Fonte: EnsineMe.
VASOCONSTRIÇÃO NA ARTERÍOLA
AFERENTE
Reduziria a pressão hidrostática dentro do capilar glomerular e a TFG.
 
Fonte:EnsineMe.
VASOCONSTRIÇÃO NA ARTERÍOLA
EFERENTE
Aumentaria a pressão hidrostática dentro do capilar glomerular, o que
ocasionaria aumento da TFG.
Nestes dois casos, a vasoconstrição reduz o FSR.
Seguindo o mesmo raciocínio:
 
Fonte: EnsineMe.
VASODILATAÇÃO NA ARTERÍOLA
AFERENTE
Ocasionaria aumento da pressão hidrostática dentro do capilar glomerular,
com aumento da TFG.
 
Fonte: EnsineMe.
VASODILATAÇÃO NA ARTERÍOLA
EFERENTE
Geraria redução da pressão hidrostática dentro do capilar glomerular, com
diminuição da TFG.
Nestes dois casos, a vasodilatação aumenta o FSR.
Uma variedade de moléculas, incluindo hormônios, é capaz de promover
vasoconstrição ou vasodilatação nas arteríolas aferente e eferente,
participando deste processo regulatório – um exemplo é a angiotensina II.
O fluxo de fluido tubular no túbulo distal também é capaz de modular a TFG,
em um processo denominado balanço tubuloglomerular. Este tipo de
autorregulação ocorre pelo aumento da carga de cloreto de sódio na luz do
túbulo distal, devido ao aumento de fluxo ocasionado pelo aumento primário
da TFG. Devido ao co-transportador tríplice (NKCC2) presente na
membrana luminal de células especializadas do túbulo distal, ocorre
transporte de cloreto para o interior das células deste segmento tubular. A
elevação da concentração de cloreto nestas células promove
despolarização celular, gerando influxo de cálcio através de canais de
cátions não seletivos.
O AUMENTO DE CÁLCIO INTRACELULAR
PROMOVE INIBIÇÃO DA LIBERAÇÃO DE
RENINA E VASOCONSTRIÇÃO DA
ARTERÍOLA AFERENTE E, POR
CONSEQUÊNCIA, A DIMINUIÇÃO DA TFG. O
INVERSO OCORRE QUANDO HÁ
DIMINUIÇÃO DA TFG E DA CARGA DE
CLORETO DE SÓDIO NA LUZ DO TÚBULO
DISTAL.
Outra forma de autorregulação do FSR é o mecanismo miogênico, que
envolve uma propriedade do músculo liso arterial de contrair ou relaxar
devido ao aumento ou à queda da tensão da parede vascular. Com o
aumento da pressão de perfusão, ocorre aumento do raio vascular e do
fluxo sanguíneo. Porém, com o estiramento do vaso, abrem-se canais de
cálcio na membrana celular, promovendo contração muscular e
vasoconstrição.
Vemos, então, que a hemodinâmica renal está intimamente relacionada à
morfologia renal e que ela é altamente regulável. Por meio de modificações
na TFG, mudamos também a quantidade de fluido que chega aos túbulos
renais, refletindo na composição da urina.
Neste vídeo, a Professora Raquel Castiglione explica as estruturas renais,
assim como a sua rede vascular e como ocorre o processo de filtração.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. CONSIDERANDO QUE O CLEARANCE FRACIONAL
REFLETE A DEPURAÇÃO DE UMA SUBSTÂNCIA NO
PLASMA, A PARTIR DA FIGURA A SEGUIR, MARQUE A
RESPOSTA CORRETA:
A) Quanto menor o raio molecular da molécula, mais carga positiva ela
possui.
B) Quanto maior o raio molecular da molécula, mais seu clearance fracional
se assemelha ao da inulina.
C) Quanto maior a carga negativa de uma molécula, menor seu clearance
fracional.
D) Quanto maior a carga positiva de uma molécula, menor seu clearance
fracional.
E) Quanto maior a carga negativa de uma molécula, maior é o volume
filtrado.
2. QUAL DAS OPÇÕES A SEGUIR NÃO CORRESPONDE
AOS VALORES APRESENTADOS POR UM JOVEM
SAUDÁVEL DE 20 ANOS?
A) TFG = 100ml/min; albumina urinária = 25mg/dia
B) TFG = 95ml/min; albumina urinária = 20mg/dia
C) TFG = 90ml/min; albumina urinária = 35mg/dia
D) TFG = 100ml/min; albumina urinária = 5mg/dia
E) TFG = 95ml/min; albumina urinária = 55mg/dia
GABARITO
1. Considerando que o clearance fracional reflete a depuração de uma
substância no plasma, a partir da figura a seguir, marque a resposta
correta:
A alternativa "C " está correta.
 
Devido à eletronegatividade da barreira de filtração glomerular, moléculas
com carga negativa têm maior dificuldade de serem filtradas nos
glomérulos, se não depuradas do plasma quando em menor quantidade.
2. Qual das opções a seguir não corresponde aos valores
apresentados por um jovem saudável de 20 anos?
A alternativa "C " está correta.
 
Embora a taxa de filtração glomerular esteja normal, o indivíduo apresenta
microalbuminúria, um dos sinais de lesão renal.
MÓDULO 2
 Identificar a função tubular renal, os segmentos tubulares renais e
os mecanismos de transporte de água e soluto em cada um deles
INTRODUÇÃO
A partir de agora, estudaremos os mecanismos básicos de transporte de
água e soluto ao longo dos túbulos renais, gerando a urina final, e o
mecanismo responsável pela concentração da urina.
REABSORÇÃO E SECREÇÃO
TUBULARES
Após a filtração glomerular, o ultrafiltrado entra nos túbulos renais (túbulo
proximal, alças de Henle, túbulo distal e ductos coletores), onde sua
composição e seu volume vão sendo modificados através da reabsorção e
secreção tubulares. Consequentemente, ocorre variação da quantidade de
cada substância excretada na urina final.
A reabsorção tubular é o movimento de uma substância da luz tubular para
o interstício renal por via transcelular (Através das células) ou
paracelular (Entre as células) e deste para o interior dos vasos sanguíneos
adjacentes (capilares peritubulares ou vasos retos), retornando à circulação
sanguínea.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Processos de formação da urina.
A secreção tubular é o movimento oposto, no qual uma substância se
direciona do interior dos capilares peritubulares ou vasos retos para o
interstício e deste para a luz tubular por via transcelular ou paracelular,
sendo removida da circulação sanguínea.
Os processos de reabsorção e a secreção através do epitélio renal são
realizados graças a transportes específicos, passivos ou ativos, por canais
ou transportadores localizados nas membranas das células tubulares. As
características do transporte de alguns eletrólitos e algumas moléculas
orgânicas serão descritas posteriormente.
O principal cátion no fluido extracelular é o Na+, um íon fundamental para a
manutenção do volume do fluido extracelular e, consequentemente, para a
regulação da pressão sanguínea. Seu principal co-íon é o Cl-, que, por sua
vez, é o ânion mais abundante no fluido extracelular. Os transportadores de
cloreto estão envolvidos em diversos processos fisiológicos, como:
Regulação do volume e do pH intracelular
Acidificação de vesículas intracelulares
Transporte transepitelial
A MAIORIA DO CLORETO FILTRADO NOS
RINS É REABSORVIDA NOS TÚBULOS
RENAIS
Contrabalanceando o sódio, o K+ é o cátion mais abundante do lado de fora
da célula. A manutenção dos níveis de potássio é importante para vários
processos fisiológicos, como:
Regulação de volume e pH intracelular
Atividade enzimática
Síntese de DNA e de proteínas
Apoptose
A reabsorção de sódio e cloreto é a principal geradora de gradientes
osmóticos através do epitélio tubular. Estes gradientes permitem a
reabsorção passiva de água da luz tubular para o interstício renal, sendo
posteriormente transportada para os vasos sanguíneos que circundam os
túbulos renais. Esta reabsorção de água promove aumento na concentração
dos solutos no fluido tubular, o que pode influenciar a reabsorção ou
secreção tubular de solutos, como a glicose e os aminoácidos. Assim,
fatores que modulam o transporte renal de sódio, como hormônios e
algumas doenças, tal como diabetes mellitus, causam alterações no
transporte renal geral.
A reabsorção de Na+ nas células renais só é possível em razão de um
gradiente de concentração entre a luz tubular, com elevada concentração de
sódio, e o interior celular, com menor concentração deste íon. Este
gradiente é promovido pela atividade de sódio/potássio ATPase basolateral
(Na+/K+ ATPase), uma enzima que transfere a energia da hidrólise de ATP
para o contratransporte ativo de sódio e potássio através da membrana.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Funcionamento da Na+/K+- ATPase.
O funcionamento desta enzima promove a reabsorção de três íons sódio do
interior celular para o interstício renal e a entrada de dois íons potássio do
interstício renalpara o interior celular, e sua atividade pode ser alterada em
doenças como o diabetes mellitus. Neste caso, a atividade da Na+/K+
ATPase se encontra aumentada nas primeiras semanas do diabetes
mellitus, diminuindo com o decorrer da doença.
REABSORÇÃO NO TÚBULO
PROXIMAL
A porção inicial do túbulo proximal tem maior número de microvilosidades e
mitocôndrias, apresentando superior taxa de reabsorção de solutos. No
total, o túbulo proximal reabsorve cerca de dois terços do ultrafiltrado
glomerular, mesmo que haja alteração na quantidade de plasma filtrado. A
energia para reabsorção proximal é derivada da Na+/K+ ATPase que está
presente na membrana basolateral das células.
A reabsorção de solutos que ocorre no túbulo proximal possui duas fases, a
saber:
FASE 1
Na primeira fase, no segmento S1, ocorre, principalmente, a reabsorção de
nutrientes essenciais, como glicose, proteínas, aminoácidos, solutos
orgânicos neutros e bicarbonato de sódio, juntamente a sódio e água. A
diferença de potencial (DP) transtubular neste segmento é de -2 mV, sendo
o lúmen tubular mais negativo do que o interstício peritubular.
FASE 2
Na segunda fase, ocorre principalmente a reabsorção de cloreto junto a
sódio e água.
Cerca de 67% do sódio que foi filtrado é reabsorvido neste segmento,
acompanhado da maior parte do cloreto. O transporte de potássio no túbulo
proximal é altamente afetado pelo transporte de sódio e de água.
A maior parte do potássio filtrado é reabsorvida por via paracelular por meio
de arraste ou eletrodifusão. O arraste de K+ ocorre com a água ao longo de
todo o túbulo proximal. Já a eletrodifusão ocorre nas porções finais do
túbulo proximal, onde a voltagem transepitelial é positiva. Essa DP gera
uma força favorável à reabsorção de K+ por vias paracelulares de baixa
resistência.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Tipos de transporte celulares.
O túbulo proximal também é capaz de reabsorver água, tanto de forma
transcelular (via aquaporinas) quanto paracelular. A reabsorção de fluido
neste segmento é isosmótica ao plasma, ou seja, aproximadamente 290
mOsm/L H2O.
Neste segmento, temos também a reabsorção de solutos orgânicos, como
ureia, aminoácidos, proteínas e glicose. A ureia é o principal produto do
metabolismo proteico e é a forma de excreção da maioria dos catabólitos
nitrogenados que são gerados, mas não são utilizados pelo organismo. Esta
molécula compõe cerca de 50% dos solutos excretados na urina de um
indivíduo com uma dieta normal de proteínas.
TÚBULO PROXIMAL
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O túbulo proximal é alvo dos diuréticos osmóticos, como o manitol, que
aumentam a osmolaridade na luz deste segmento tubular, inibindo a
reabsorção de água. Este volume que deixa de ser reabsorvido não é
inteiramente compensado no restante da estrutura tubular, fazendo com
que mais água seja eliminada na urina.
AQUAPORINAS
Aquaporinas são canais localizados na membrana celular que
conduzem moléculas de água para dentro e fora da célula, ao mesmo
tempo em que inibem a passagem de íons e outros solutos. As
aquaporinas aumentam a permeabilidade das membranas à água.
REABSORÇÃO DE PEPTÍDEOS E
PROTEÍNAS
A reabsorção acontece de forma diferente entre os peptídeos e as
proteínas:
 
Fonte: Shutterstock.com
PEPTÍDEOS
Pequenos peptídeos que são filtrados podem sofrer a ação de peptidases
na borda em escova, sendo hidrolisados a aminoácidos, que são, então,
reabsorvidos.
 
Fonte: Shutterstock.com
PROTEÍNAS
Proteínas de alto peso molecular (> 65 kD) eventualmente filtradas, como a
albumina, e as proteínas de baixo peso molecular (< 65 kD) são
reabsorvidas por endocitose.
Este processo é mediado por um receptor multiligante formado pela
associação das proteínas megalina e cubulina. Com a interação das
proteínas filtradas com o receptor megalina-cubulina, este complexo ligante-
receptor é endocitado, dando origem a uma vesícula endocítica intracelular
revestida por clatrina. Os receptores são reciclados para a membrana
tubular luminal, enquanto as proteínas são degradadas enzimaticamente a
aminoácidos, e estes são reabsorvidos através da membrana basal.
Devido à ação de bombas de próton, principalmente a H+-ATPase tipo V, o
interior destas vesículas endocíticas é acidificado, causando a dissociação
do ligante (proteínas) de seu receptor. Como estas bombas são
eletrogênicas, as vesículas endocíticas teriam lúmen com voltagem positiva,
o que inibiria gradativamente a acidificação vesicular. Uma corrente
neutralizante proveniente do influxo de cloreto através de canais de cloreto
da família ClC, como o ClC-5, permite acidificação eficiente da luz vesicular.
 VOCÊ SABIA
Na doença de Dent, uma mutação no ClC-5 impede a acidificação eficaz da
vesícula endocítica, impossibilitando a dissociação da proteína com o
complexo megalina-cubilina, reduzindo sua recirculação. Desta forma,
menos proteína consegue ser reabsorvida no túbulo proximal, acumulando-
se na luz tubular e ocasionando proteinúria.
A carga filtrada de albumina chega a cerca de 1-2 gramas por dia em um
indivíduo saudável, com excreção de até 30 mg na urina. Quando a carga
filtrada de albumina excede a capacidade de reabsorção proteica do túbulo
proximal, ocorre aumento da concentração de albumina na luz tubular e da
sua excreção urinária (albuminúria).
 SAIBA MAIS
O excesso de albumina presente na luz tubular quando há uma lesão na
barreira de filtração glomerular ou no mecanismo de reabsorção tubular de
proteínas é capaz de provocar lesão tubular por ativação de diferentes vias
de sinalização, como aumento da inflamação local.
Por outro lado, a ausência de albumina na superfície das células do túbulo
proximal provoca apoptose.
Vemos, então, que é necessária uma quantidade basal de albumina na luz
tubular proximal para a sobrevivência das células desta porção tubular.
REABSORÇÃO DE GLICOSE
A glicose, por sua vez, é altamente conservada pelos rins por ser um
importante substrato energético. Um exemplo disso é que sua carga filtrada
é de 10 a 40 vezes maior que sua utilização diária. É uma molécula
livremente filtrada, ou seja, sua concentração do espaço urinário é igual à
concentração plasmática.
A glicose filtrada é quase totalmente reabsorvida no túbulo proximal. Esta
reabsorção é mediada por cotransportadores apicais de sódio e glicose, os
SGLTs, conforme a seguir:
SGLT2
O SGLT2 é um transportador de baixa afinidade e alta capacidade, ou seja,
reabsorve a maior parte da glicose tubular (cerca de 90%).
SGLT1
O SGLT1 é um transportador de alta afinidade e baixa capacidade,
responsável pela reabsorção do restante de glicose intratubular (cerca de
10%).
Com sua concentração no interior da célula do túbulo proximal, a glicose se
difunde passivamente para o espaço intersticial através dos transportadores
basolaterais, denominados GLUT, conforme a seguir:
GLUT 1
O GLUT 1 é um transportador de glicose de alta afinidade e baixa
capacidade e saturável em concentrações de glicose próximas da basal.
GLUT 2
O GLUT 2 é um transportador de baixa afinidade e alta capacidade, capaz
de transportar glicose, frutose e galactose em diversas concentrações.
A reabsorção de glicose através dos SGLTs ocorre devido ao gradiente de
concentração para sódio gerado pela Na+/K+ ATPase basolateral. O
funcionamento da Na+/K+ ATPase localizada na membrana basolateral das
células tubulares permite que a concentração intracelular de sódio
permaneça baixa devido à sua reabsorção para o espaço intersticial. O
gradiente eletroquímico gerado é responsável pelo movimento passivo de
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sódio da luz tubular para o interior celular, favorece a reabsorção de sódio
pelos SGLTs e, consequentemente, a reabsorção de glicose.
Os SGLTs são transportadores saturáveis, ou seja, um aumento na
concentração plasmática de glicose permite que mais glicose seja filtrada no
glomérulo, aumentando a quantidadedesta molécula no interior dos túbulos
renais e saturando os transportadores SGLT presentes no túbulo proximal,
sendo possível detectar grande quantidade de glicose na
urina (Glicosúria) . O aumento da concentração plasmática e da excreção
urinária de glicose pode ser observado em diversas doenças, sendo a mais
importante o diabetes mellitus.
Neste vídeo, a Professora Raquel Castiglione demonstra como se dá o
processo de reabsorção de peptídeos, proteínas e glicose.
SECREÇÃO NO TÚBULO
PROXIMAL
O túbulo proximal secreta hidrogênio, íons orgânicos, amônia e creatinina.
Ocorre principalmente no segmento S2, cujo epitélio é rico em proteínas
carregadoras. Além de diferentes moléculas endógenas, também secreta
uma variedade de substâncias exógenas, como sacarina, furosemida,
acetazolamida, penicilina G, morfina e para-amino-hipurato de sódio, dentre
outras.
TRANSPORTE DOS FLUIDOS
Veja como se dá o transporte em cada um dos segmentos a seguir:
TRANSPORTE NA ALÇA DE HENLE
Após o túbulo proximal reto, está o segmento fino descendente da alça de
Henle, altamente permeável à água e pouco permeável a solutos. Como a
medula renal na qual ele está inserido é hipertônica, ocorre reabsorção de
água neste segmento. Também observamos moderada secreção passiva de
sódio, cloreto, potássio e ureia para a luz tubular. Com a entrada de soluto e
saída de água da luz tubular, ocorre concentração do fluido tubular neste
segmento, podendo chegar a 1400 mOsm/L H20 na dobradura da alça.
Saindo do segmento fino descendente, o fluido tubular percorre o segmento
fino ascendente da alça de Henle. Este é pouco permeável à água e
altamente permeável a solutos. Como os solutos estavam concentrados no
interior da alça fina descendente, ocorre alta reabsorção passiva de NaCl. A
baixa permeabilidade à água e a reabsorção de solutos promovem a
diluição do fluido tubular no segmento fino ascendente da alça de Henle
O próximo segmento tubular percorrido pelo fluido tubular é o ramo grosso
ascendente da alça de Henle. Na membrana apical das suas células, existe
um transportador que se liga a dois íons cloreto, um íon sódio e um íon
potássio (transportador tríplice, NKCC2), responsável pela reabsorção
destes íons. Cerca de 25% do sódio filtrado é reabsorvido nesta porção
tubular, podendo esta quantidade ser maior caso o túbulo proximal deixe de
reabsorver os usuais 67%.
A resultante final do transporte de potássio neste segmento tubular é a
reabsorção deste íon; porém, com a inibição do cotransportador NKCC2,
pode ocorrer secreção final de potássio. Acompanhando o sódio, ocorre
grande reabsorção de cloreto neste segmento tubular.
O epitélio do ramo grosso ascendente da alça de Henle é virtualmente
impermeável a água, mas não a cloreto de sódio. Ou seja, o fluido tubular
fica hipo-osmótico em relação ao interstício que o cerca. A hipertonicidade
gerada pelo transportador tríplice no interstício medular renal é importante
no mecanismo de reabsorção de água e ureia.
Neste segmento, a DP transepitelial resultante é cerca de +7 mV, lúmen
positivo. Isso promove a difusão de Na+ através das tight junctions,
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correspondendo a 50% da reabsorção de Na+ pelo ramo grosso ascendente
e determina a reabsorção de K,+, Ca2+ e Mg2+ pela via paracelular.
TRANSPORTE NO TÚBULO DISTAL
CONVOLUTO
No túbulo distal convoluto, a reabsorção acoplada de sódio e cloreto ocorre
através do cotransportador NCC basolateral, cuja atividade é importante na
regulação da pressão sanguínea e do balanço de sal do organismo. Neste
segmento, cerca de 5% do Na+ filtrado é reabsorvido. Normalmente, ocorre
maior secreção de potássio do que reabsorção, sendo este segmento o
principal responsável pela secreção deste íon. O túbulo distal convoluto
reabsorve soluto, mas é impermeável à água, diluindo o fluido intratubular,
que pode chegar a 100 mOsm/L H2O.
TRANSPORTE NO TÚBULO DISTAL FINAL
O túbulo distal final corresponde ao túbulo de conexão e à primeira porção
do ducto coletor (anterior à primeira junção com outros coletores). Neste
segmento, ocorre reabsorção de Na+, secreção de K+ e sensibilidade ao
hormônio antidiurético, tornando-se permeável à água. De modo geral, suas
demais características têm semelhança com as do ducto coletor.
TRANSPORTE NO DUCTO COLETOR
Ao deixar o túbulo distal final, o fluido tubular alcança o ducto coletor, que
reabsorve sódio e água de acordo com a demanda do organismo, e não em
função da quantidade de sódio que lhe é oferecida.
No ducto coletor, são encontrados três diferentes tipos celulares: células
principais, células intercalares tipo α e células intercalares tipo β.
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Na presença do hormônio antidiurético (ADH), a reabsorção de água ocorre
através de aquaporinas constitutivas da membrana basolateral (aquaporinas
AQP-3 e AQP-4). Além disso, uma vez que o ADH se liga ao seu receptor
V2 basolateral, ocorre acoplamento com uma proteína Gs/adenilato ciclase,
e a geração de AMPc intracelular é estimulada. O aumento nos níveis de
AMPc ativa a PKA, que estimula a translocação das vesículas intracelulares
contendo AQP-2 para a membrana apical da célula e a inserção de canais
de ureia também na membrana apical. Na presença de um interstício
medular hipertônico, ocorre reabsorção de água neste segmento tubular.
A osmolalidade do fluido tubular no ducto coletor pode variar de 50 mOsm
até 1.400 mOsm em resposta à reabsorção de água estimulada por ADH.
NKCC2
Este transportador é alvo dos diuréticos de alça, como o medicamento
furosemida. Com a inibição da reabsorção de sódio, este se concentra
na luz tubular, reduzindo a tonicidade da medula e, com isso, o
gradiente necessário para a reabsorção de água pelo ducto coletor na
presença de ADH (processo discutido posteriormente).
A diminuição da atividade do NKCC2 leva à menor reabsorção de
potássio neste segmento tubular, acumulando o mesmo na luz do
túbulo e aumentando sua excreção na urina final, provocando
hipocalemia.
NCC
Este transportador é alvo dos medicamentos diuréticos tiazídicos, como
a hidroclorotiazida. A redução da reabsorção de sódio neste segmento
aumenta a osmolaridade no interior da luz tubular, fazendo com que
menos água seja reabsorvida neste segmento na presença de ADH.
SÓDIO
O transportador de sódio ENaC presente neste segmento é alvo dos
diuréticos poupadores de K+, como o amiloride. Com inibição da
entrada de sódio na célula, a atividade da Na+/K+ ATPase é reduzida,
havendo menor secreção de K+ para a luz tubular, evitando sua perda
na urina.
CLEARANCE RENAL
O clearance de uma substância indica o volume virtual de plasma que fica
livre da substância em determinada unidade de tempo. Para determinar o
clearance renal, é necessário medir a sua quantidade absoluta excretada na
urina e relacioná-la com sua concentração no plasma:
 
Dessa forma, o clearance pode ser:
NULO
MÁXIMO
CORRESPONDENTE À TAXA DE
FILTRAÇÃO GLOMERULAR DO INDIVÍDUO
Moléculas que sofrem filtração glomerular e não são secretadas pelos
túbulos renais não são eliminadas na urina e têm clearance nulo, uma vez
que não ocorre depuração plasmática. Da mesma forma, quando uma
substância filtrada é totalmente reabsorvida pelos túbulos renais, sua carga
excretada é zero. Desta forma, o plasma do indivíduo não fica depurado da
substância (clearance zero). Como exemplo, temos os aminoácidos.
Em casos em que a substância é filtrada e totalmente secretada pelos
túbulos (não aparecendo no sangue que sai do rim pela veia renal), o seu
clearance é máximo e corresponde ao fluxo plasmático renal, uma vez que
todo plasma que chega ao rim é depurado da substância. Um exemplo de
uma substância que é quase eliminada pelo rim em sua totalidade é o PAH.
É por isso que seu clearance é usado clinicamente para indicar uma medida
aproximada do fluxo plasmático renal.
Se uma substância for livremente filtrada, sem sofrer reabsorção nem
secreção tubular, sua carga filtradaé igual à sua carga excretada, ficando o
volume de plasma filtrado virtualmente livre dessa substância. Parte da
substância que não foi filtrada continua a percorrer os capilares
peritubulares sem ser secretada, voltando à circulação sistêmica, que é o
caso da inulina, por exemplo. Desta forma, o clearance desta substância
corresponde à taxa de filtração glomerular do indivíduo.
Substâncias que são reabsorvidas apenas em parte pelos túbulos renais
possuem um clearance menor que o daquelas que são apenas filtradas,
pois parte delas retorna ao sangue após a filtração. Assim, seu clearance
fracional (razão entre o clearance da substância e o clearance da inulina) é
menor que 1:
 
A depuração plasmática de uma substância parcialmente secretada
corresponde ao processo de filtração e secreção, sendo maior que o volume
de plasma depurado de inulina (apenas filtrada) no mesmo intervalo de
tempo. Seu clearance fracional é maior que 1:
 
Vale ressaltar que, quando a concentração plasmática de uma substância
que é transportada por um transportador saturável aumenta, ela passa a se
comportar como se fosse apenas filtrada, e seu clearance tende ao
clearance da inulina.
A glicose e o PAH são dois exemplos deste mecanismo. No caso da glicose
que é reabsorvida, com a saturação dos transportadores SGLT, o aumento
da concentração plasmática faz com que seu clearance aumente, pois ela
se acumula na urina, em vez de retornar ao sangue. Desta forma, sua
fração reabsorvida torna-se desprezível, se comparada com a excretada. O
PAH, por sua vez, é secretado e, quando atinge a secreção máxima, um
aumento posterior da concentração plasmática diminui seu clearance, pois
ela se acumula no sangue.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. MARQUE A OPÇÃO QUE MELHOR COMPLETA O TEXTO
A SEGUIR: 
 
O TÚBULO PROXIMAL ______ O FLUIDO TUBULAR. 
 
A ALÇA DESCENDENTE DE HENLE É CAPAZ DE ______ O
FLUIDO TUBULAR. 
 
A ALÇA FINA ASCENDENTE DE HENLE É CAPAZ DE
______ O FLUIDO TUBULAR. 
 
A ALÇA ESPESSA ASCENDENTE DE HENLE É CAPAZ DE
______ O FLUIDO TUBULAR.
A) Não altera / concentrar / diluir / diluir
B) Concentra / diluir / diluir / não alterar
C) Dilui / diluir / concentrar / diluir
D) Não altera / concentrar / diluir / concentrar
E) Não altera / diluir / diluir / diluir
2. EM QUAL LOCAL ENCONTRAMOS UM FILTRADO COM
A MAIOR CONCENTRAÇÃO DE PROTEÍNAS?
A) No espaço de Bowman.
B) No túbulo distal convoluto.
C) Na alça de Henle.
D) No túbulo proximal.
E) No ducto coletor.
GABARITO
1. Marque a opção que melhor completa o texto a seguir: 
 
O túbulo proximal ______ o fluido tubular. 
 
A alça descendente de Henle é capaz de ______ o fluido tubular. 
 
A alça fina ascendente de Henle é capaz de ______ o fluido tubular. 
 
A alça espessa ascendente de Henle é capaz de ______ o fluido
tubular.
A alternativa "A " está correta.
 
O transporte no túbulo proximal ocorre de forma isosmótica, então a
concentração do fluido tubular não é alterada. A alça fina descendente de
Henle apresenta reabsorção de água e secreção moderada de solutos,
concentrando o fluido dentro da luz tubular. A alça fina e a alça espessa
ascendentes de Henle são impermeáveis à água e apresentam reabsorção
de solutos como resultante final dos processos de transporte tubulares,
mantendo a água dentro da luz tubular e retirando solutos.
2. Em qual local encontramos um filtrado com a maior concentração de
proteínas?
A alternativa "A " está correta.
 
Considerando que as proteínas são reabsorvidas no túbulo proximal, a
maior concentração delas ocorre na porção anterior a este segmento, ou
seja, no espaço de Bowman.
MÓDULO 3
 Relacionar a fisiologia do sistema urinário com os outros sistemas
do organismo
INTRODUÇÃO
Agora, estudaremos a conservação da hipertonicidade da medula renal e o
mecanismo contracorrente renal e conheceremos os principais mecanismos
regulatórios renais, que são a regulação da tonicidade, do volume e do pH
do fluido extracelular. Veremos que o entendimento da estrutura, da
hemodinâmica renal e do transporte de solutos ao longo do néfron se
relacionam com a função do organismo como um todo, integrando os
sistemas orgânicos.
REGULAÇÃO DA TONICIDADE DO
FLUIDO EXTRACELULAR
BALANÇO DE ÁGUA E OSMOSE
Uma das principais funções do sistema renal é a regulação da tonicidade do
meio extracelular, pelo controle do balanço corpóreo de água, sendo
fundamental para a manutenção do volume celular.
O balanço de água ocorre através do ganho e da perda de água pelo
organismo. Em uma situação de equilíbrio:
Ingestão de água
Incluindo a gerada pelo metabolismo.

Eliminação
Somatório da perda pela urina, evaporação na pele, respiração, pelas fezes
e pelo suor.
O princípio da osmose é o movimento de difusão da água através de uma
membrana semipermeável do compartimento com a menor concentração de
soluto para o compartimento com maior concentração. Para a osmose
ocorrer, é necessário haver diferença de osmolaridade entre os dois
compartimentos, ou seja, no somatório das concentrações de todas as
moléculas e íons livres dentro de uma solução aquosa.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Osmose.
O movimento de água que ocorre na osmose pode ser contrabalançado por
uma pressão hidrostática, denominada pressão osmótica. A pressão
osmótica efetiva (ou tonicidade) leva em consideração não somente as
moléculas dissolvidas em uma solução, mas também a membrana que
separa os compartimentos. Apenas os solutos efetivos plasmáticos são
capazes de determinar se uma solução é:
HIPERTÔNICA
Uma solução é dita hipertônica quando apresenta pressão osmótica efetiva
maior que aquela de uma célula viva. Se a célula estiver em solução
hipertônica, a água se deslocará do interior celular para a solução, até
ocorrer o equilíbrio entre as tonicidades. Neste caso, ocorre a crenação da
célula, na qual ela perde volume, comprometendo sua integridade e
funcionalidade.
 
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 Hipertônico.
HIPOTÔNICA
Uma solução hipotônica tem pressão osmótica efetiva menor que a célula.
Neste caso, a água se deslocará da solução, com menor concentração de
soluto, para o interior celular, até ocorrer o equilíbrio entre as tonicidades.
Dependendo da diferença de tonicidade entre os meios, a célula pode
receber água suficiente para promover sua ruptura. De qualquer forma, a
célula edemaciada tem suas propriedades físico-químicas alteradas,
comprometendo seu funcionamento normal.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Hipotônico.
ISOTÔNICA
Se colocarmos uma célula em solução isotônica, com a mesma tonicidade
que seu interior, não haverá diferença na concentração de solutos entre os
compartimentos e, consequentemente, não haverá movimento excedente
de água entre eles.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Isotônico.
 ATENÇÃO
Um paciente com aumento de 56mg/dl de ureia nitrogenada no sangue terá
uma elevação da osmolaridade plasmática em 20 mOsm/L H2O, mas a
tonicidade permanecerá normal, uma vez que a ureia se distribuirá
proporcionalmente entre o FIC e o FEC. Por outro lado, um paciente com
aumento plasmático de 10 mEq/L de Na+ também tem uma elevação de 20
mOsm/L de H2O na osmolaridade plasmática, uma vez que este íon deve
ser balanceado com um aumento equivalente de ânions no plasma. Porém,
neste caso, a tonicidade do FEC também será 20 mOsm/L de H2O maior,
uma vez que o Na+ e seus co-ânions (principalmente o Cl-) ficam
majoritariamente retidos no FEC.
No nosso organismo, 55-65% do nosso peso corpóreo é de água,
distribuída em dois grandes compartimentos corpóreos:
INTRACELULAR
EXTRACELULAR
O compartimento extracelular inclui o plasma, o líquido intersticial e os
líquidos trancelulares (como os espaços sinovial, peritoneal, pericárdico e
intraocular e o fluido cerebrospinal).
Apesar de possuírem a mesma osmolaridade quando em equilíbrio, a
composição do fluido extracelular (FEC) e do fluido intracelular (FIC) é
bastante distinta devido ao sistema de transporte de solutos de cada célula.Por exemplo, a Na+/K+ ATPase mantém a concentração de sódio baixa
dentro da célula e a de potássio alta. O interior das células também possui
grande quantidade de magnésio, fosfato e proteínas, enquanto o FEC
possui alta concentração de cálcio, cloreto e bicarbonato. Apesar destas
diferenças, a pressão osmótica no FIC e no FEC é semelhante.
SEDE E AÇÃO DO ADH
O valor normal da osmolaridade plasmática (Posm) é de cerca de 290
mOsm/L de H2O. Alterações de apenas 1 a 2% modificam o balanço de
água no organismo.
O organismo responde à sobrecarga de água (Hipoosmolaridade) ,
reduzindo a secreção de hormônio antidiurético e a sede, promovendo
redução da reabsorção de água no ducto coletor e na excreção urinária do
excesso de água.
 
Fonte: Shutterstock.com
Quando ocorre hiperosmolalidade plasmática, ou seja, baixa proporção de
água no sangue ou excesso de soluto, excesso de ingestão de sódio, são
necessárias a ingestão e a retenção renal de água exógena. Isto é
conseguido através do aumento da sede e da secreção de hormônio
antidiurético, respectivamente.
O mecanismo da sede pode ser deflagrado com o aumento da Posm ou
com a redução do volume e/ou pressão sanguíneos.
DESSES ESTÍMULOS, A
HIPEROSMOLALIDADE PLASMÁTICA É O
MAIS POTENTE, POIS O AUMENTO DE
APENAS 2 A 3% DA POSM CAUSA FORTE
SEDE, ENQUANTO É NECESSÁRIA UMA
REDUÇÃO DE 10 A 15% DE VOLUME OU
PRESSÃO PARA PRODUZIR O MESMO
EFEITO.
A liberação de ADH ocorre pelo estímulo de osmorreceptores hipotalâmicos,
sensíveis à osmolaridade plasmática, ou de barorreceptores no átrio
esquerdo, arco aórtico e seio carotídeo, sensíveis à pressão sanguínea. O
ADH é sintetizado pelos núcleos supraópticos e paraventricular
hipotalâmicos, transportados pelos axônios até a neurohipófise e secretados
na circulação sanguínea nas terminações do axônio na neurohipófise. A
secreção de ADH pode ser modificada por diferentes fatores, como
narcóticos e nicotina, que aumentam sua secreção, enquanto álcool e
cafeína reduzem-na.
O ADH tem diferentes funções nos rins:
Causa contração das células mesangiais no glomérulo, diminuindo a TFG.
Aumenta a atividade do transportador tríplice na alça espessa de Henle.
Promove a inserção de aquaporinas na membrana apical das células do
ducto coletor, aumenta a permeabilidade destas células à água.
Aumenta a permeabilidade das células do ducto coletor medular interno à
ureia.
MECANISMO DE CONCENTRAÇÃO
URINÁRIA E SISTEMA CONTRA
CORRENTE
O acúmulo de NaCl no interstício medular e o transporte de ureia entre
diferentes segmentos do néfron são responsáveis pela existência de um
interstício medular hipertônico, necessário para que ocorra reabsorção de
água pelo ducto coletor e concentração da urina.
A alça de Henle é considerada um sistema contracorrente, pois, enquanto a
alça descendente concentra o fluido tubular, as alças ascendentes diluem
esse fluido. Assim, a atividade do transportador tríplice é dita como o efeito
unitário do sistema contracorrente, através do qual acontece a formação da
hipertonicidade da medula, e que corresponde a um gradiente de
aproximadamente 200 mOsm entre a luz do túbulo e o interstício adjacente.
A alça de Henle forma dois gradientes (efeito multiplicador do sistema
contracorrente):
GRADIENTE HORIZONTAL
GRADIENTE VERTICAL
QUANTO MAIS LONGA FOR A ALÇA DE
HENLE, MAIOR O GRADIENTE VERTICAL
COM ALTA FORÇA OSMÓTICA DO NACL
QUE ESTÁ NO INTERSTÍCIO MEDULAR,
PROPICIANDO GRANDE REABSORÇÃO DE
ÁGUA NA PORÇÃO INICIAL DO DUCTO
COLETOR MEDULAR NA PRESENÇA DE
ADH.
A conservação da hipertonicidade da medula é importante para que esta
não seja diluída com a água que está sendo reabsorvida, cessando a
reabsorção. Este processo é mediado pelo ciclo renal da ureia. Com a
reabsorção de água do ducto coletor na presença de ADH, ocorre a
concentração de ureia na luz do ducto coletor medular. As células da porção
final do ducto coletor possuem transportadores apicais de ureia,
denominados UTA-1, que são dependentes de ADH e possibilitam a
reabsorção de ureia neste segmento frente ao gradiente de concentração
de ureia estabelecido nos segmentos anteriores ao ducto coletor.
A ureia reabsorvida para o interstício medular renal pelo ducto coletor é
secretada para as alças finas de Henle de forma passiva a partir de
transportadores UTA-2 apicais, possibilitando sua recirculação renal.
 ATENÇÃO
O ciclo renal da ureia é responsável pela conservação da hipertonicidade
medular.
No segmento fino descendente de Henle, a água é conjuntamente
reabsorvida, mas através de aquaporinas AQP1.
A reabsorção de água no ducto coletor reflete a capacidade que o rim tem
de concentrar urina e depende dos níveis de ADH nos rins, da reabsorção
de cloreto de sódio e ureia e da formação da hipertonicidade medular.
O transporte de ureia e de água ao longo do néfron pode ser afetado pela
quantidade de proteína ingerida pelo indivíduo, já que a ureia é o principal
produto do metabolismo proteico. Assim, o aumento na ingestão proteica
leva ao crescimento da concentração plasmática e urinária de ureia, e o
aumento da excreção urinária de ureia promove diurese induzida pelo
aumento da osmolalidade urinária.
INGESTÃO PROTEICA
Além de elevar a concentração plasmática de ureia, um aumento na
ingestão de proteínas pode regular também a expressão dos
transportadores de ureia, favorecendo o aumento no transporte desta
para o interstício medular através de seus transportadores celulares.
Assim, o crescimento da reabsorção de ureia, o consequente aumento
da hipertonicidade medular e a reabsorção de água no ducto coletor
funcionam como mecanismos compensatórios para prevenir a perda de
ureia e água na urina, a fim de preservar a osmolalidade do interstício
medular e a capacidade de concentração urinária do indivíduo.
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REGULAÇÃO DO VOLUME DO
FLUIDO EXTRACELULAR
O Na+, juntamente ao Cl- e HCO3-, é o principal constituinte osmótico do
FEC, favorecendo o movimento de água. O conteúdo corporal total de Na+
e seu balanço pelo organismo é o principal determinante do volume do FEC.
As variações de volume de FEC permitem ao organismo excretar
quantidades de sódio de acordo com as variações na sua ingestão.
Os barorreceptores localizados principalmente na árvore circulatória
torácica são os sensores de volume circulatório efetivo. Nas arteríolas
aferentes renais, também são encontrados barorreceptores, que geram
diferentes sinais hormonais ou neurais.
SINAL HORMONAL
SINAL NEURAL
O primeiro sinal hormonal envolve a ativação do sistema renina-
angiotensina-aldosterona (SRAA) devido à queda do volume circulatório
efetivo, e o segundo envolve a liberação do peptídeo atrial natriurético
devido ao aumento do volume circulatório efetivo e estiramento da parede
atrial.
O primeiro sinal neural é o estímulo da inervação simpática, o que reduz o
fluxo sanguíneo renal e a excreção renal de Na+. O segundo é a secreção
de ADH e retenção renal de água quando ocorre queda de 15-20% do
volume circulatório efetivo.
SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA-
ALDOSTERONA
A ativação do SRAA se inicia nas células granulares da arteríola aferente,
secretora da enzima renina, que cliva o angiotensinogênio em angiotensina
I. Esta é convertida em angiotensina II (AngII) pela enzima conversora de
angiotensina (ECA) localizada no endotélio vascular, sendo abundante nos
pulmões. A ECA renal produz angiotensina II suficiente para promover
efeitos vasculares locais, atuando diretamente nas arteríolas aferente e
eferente.
 SAIBA MAIS
Os medicamentos utilizados no controle da pressão arterial podem ter
diferentes mecanismos de ação. Enquanto o captopril impede a conversão
da ANGI a ANGII, através do bloqueio da ECA, a losartana é antagonista do
receptor de ANGII.
A estimulação de receptores β-adrenérgicos e da inervação simpática renal,
juntamente à redução no estiramento da parede da arteríola aferente,
percebida por receptores sensíveis ao estiramento durante a queda de
pressãode perfusão renal, cAMP intracelular e a baixa concentração de
cloreto de sódio nas células da mácula densa, são capazes de estimular a
produção e a liberação de renina.
A ANG II possui diferentes efeitos sistêmicos e renais; reduz o FSR e
aumenta a pressão hidrostática no capilar glomerular, prevenindo a queda
da TFG através de vasoconstrição arteriolar. Apesar de agir nas duas
arteríolas, sua ação é mais potente na arteríola eferente.
Outros efeitos renais da ANG II são:
Aumento na ingestão e retenção de água por estímulo da sede e liberação
de ADH por redução do fluxo sanguíneo medular, o que ocasiona maior
acúmulo de ureia na medula renal e maior tonicidade medular.
Aumento da resistência periférica total por ação vasoconstritora.
Aumento da retenção de sódio e água por efeito em diferentes
transportadores de sódio presentes nos túbulos renais e por estímulo da
secreção de aldosterona pelas células do córtex da glândula adrenal.
A aldosterona atua principalmente nas células principais e intercalares tipo
α do ducto coletor. Nas células principais, estimula a reabsorção de sódio
através do aumento da síntese e/ou da incorporação de canais de sódio na
membrana e do suprimento de energia pela mitocôndria. O aumento da
permeabilidade ao Na+ estimula a Na+/K+ ATPase e ocasiona secreção de
K+, com perda na urina. Já nas células intercalares tipo α, a aldosterona
estimula a secreção de hidrogênio por uma H+-ATPase na membrana
luminal.
Veja, na figura a seguir, o esquema de funcionamento do SRAA.
 
Fonte: WOtP/Wikimedia commons/licença(CC BY-SA 3.0)
 Esquema de funcionamento do SRAA.
PEPTÍDEO ATRIAL NATRIURÉTICO
(PAN)
Diferentemente do SRRA, que é ativado durante uma queda do volume
circulatório e/ou pressão, o PAN é liberado com o estiramento atrial que
ocorre com o aumento do volume de sangue circulante, normalizando a
volemia e a pressão sanguínea por:
Vasodilatação generalizada.
Aumento da permeabilidade vascular à água, favorecendo sua saída para o
interstício.
Vasodilatação renal, aumentando o FSR.
Aumento da TFG por vasodilatação da arteríola aferente e relaxamento do
mesângio, o que provoca aumento da superfície disponível para filtração.
Diurese e natriurese por inibição dos efeitos de ANG II, redução da
liberação de renina, aldosterona e ADH e por vasodilatação medular, com
redução da hipertonicidade da medula.
INERVAÇÃO SIMPÁTICA
As terminações nervosas simpáticas renais liberam norepinefrina, que tem
como efeito renal a retenção de Na+ e o aumento do volume circulatório.
Isto ocorre através de:
Vasoconstrição, reduzindo FSR e a TFG, com posterior aumento da
reabsorção de sódio e redução da sua excreção.
Estímulo da liberação de renina pelas células granulares da arteríola
aferente.
A baixa estimulação simpática ativa receptores α-adrenérgicos das células
tubulares renais, para que ocorra maior reabsorção de Na+, sem depender
de um efeito hemodinâmico.
REGULAÇÃO DO EQUILÍBRIO
ÁCIDO-BASE
Um ácido tem o pH menor que 7,0, e uma base tem o pH maior que 7,0,
enquanto 7,0 é um pH neutro. O pH é calculado através do logaritmo
negativo da concentração de íons H+ livres em solução:
 
A maioria dos produtos do metabolismo, bem como os alimentos, é de
natureza ácida. O pH intracelular é 7,0, que corresponde a uma
concentração de aproximadamente 100 mmol/L de H+ livre. No entanto, se
observarmos o pH do fluido extracelular, particularmente do sangue, vemos
que seu valor é 7,4, correspondendo a uma concentração de 40 mmol/L de
H+ livre. O FIC é mais ácido que o FEC por causa de mecanismos que
evitam a acidificação do sangue.
 ATENÇÃO
Lembre-se de que a manutenção do pH em níveis estreitos (7,35 – 7,45) é
importante para a conformação correta de proteínas, manutenção da
permeabilidade de membrana celular e conformação da célula, além do
funcionamento de enzimas e manutenção da concentração de íons no FEC
e no FIC.
Dentre os mecanismos de controle do pH do FEC, temos as moléculas
tamponantes, como a hemoglobina, o fosfato e o bicarbonato (HCO3-),
através do sistema CO2/HCO3-. Moléculas tamponantes são capazes de
atenuar modificações no pH de uma solução através da combinação com
H+ livre.
O sistema CO2/HCO3- é responsável pelo tamponamento de 2/3 do sangue.
Somando as equações (1) e (2) a seguir, temos que:
 
Simplificando a equação (3), temos:
 
O HCO3- em meio aquoso se conjuga ao H+ livre, formando ácido carbônico
(H2CO3), retirando o H+ livre da solução e deixando-a menos ácida. Caso
seja necessário acidificar a solução, o H2CO3 se dissocia, liberando o H+
novamente na solução. A manutenção de níveis adequados de HCO3- é
feita pelo sistema renal, responsável pela excreção de H+ livre em excesso
na urina.
A acidificação urinária ocorre através de diferentes mecanismos, como:
Secreção de hidrogênio
Reabsorção de bicarbonato
Eliminação de ácidos livres
Excreção de sais ácidos e sais de amônio
O pH da urina varia normalmente entre 5,5 e 7,0 e depende da dieta do
indivíduo.
 
Fonte: Shutterstock.com
O HCO3- filtrado no glomérulo, quando alcança a luz tubular, reage com o
H+ secretado, formando H2CO3, que é dissociado em CO2 e H2O através
da ação da anidrase carbônica. O CO2, por ser um gás, consegue se
difundir para o interior celular, enquanto a água entra na célula através de
aquaporinas. No interior celular, o processo inverso ocorre, com CO2 e H2O
originando ácido carbônico por ação da anidrase carbônica e se dissociando
novamente em H+ e HCO3-. O H+ é secretado para a luz tubular,
acidificando a urina, enquanto o HCO3- é reabsorvido, retornando para o
sangue e realizando o tamponamento plasmático.
PARA CADA H+ SECRETADO PARA A LUZ
TUBULAR, UMA MOLÉCULA DE HCO3- É
REABSORVIDA. DESTA FORMA, A
REABSORÇÃO DE HCO3- É O PROCESSO
MAIS IMPORTANTE PARA A ACIDIFICAÇÃO
URINÁRIA.
Em condições normais, praticamente todo o bicarbonato filtrado é
reabsorvido nos túbulos renais de forma indireta, ou seja, a molécula de
HCO3- que sai da luz tubular não é a mesma encontrada no sangue. Isso
acontece porque o bicarbonato que vai para o sangue peritubular é derivado
da dissociação do H2CO3 ou da água dentro da célula, enquanto o
bicarbonato filtrado é removido do fluido tubular na forma de CO2 e H2O.
A reabsorção do bicarbonato se divide da seguinte forma:
80%
Pelo túbulo proximal
10%
Pela alça espessa ascendente de Henle
10%
No túbulo distal e na célula intercalar α do ducto coletor
Vale lembrar que as células intercalares β secretam bicarbonato para a luz
tubular e reabsorvem H+ quando necessário. O H+ que é secretado para a
luz tubular não pode ser tamponado pelo HCO3-, uma vez que este é
reabsorvido. O tamponamento urinário é denominado acidez titulável, e o
principal tampão urinário é o fosfato.
 ATENÇÃO
Normalmente, metade dos ácidos provenientes do metabolismo são
eliminados como acidez titulável e a outra metade na forma de sal de
amônio, principalmente cloreto de amônio (NH4Cl).
O pH do FEC pode ser modulado diretamente pela concentração de K+ no
sangue. Isso ocorre porque, no túbulo proximal, a hipopotassemia estimula
a síntese de NH3 e secreção de NH4+, além de levar à estimulação do
trocador Na+/H+ na membrana apical e do co-transportador Na+/HCO3- na
membrana basolateral, aumentando a secreção de H+, que é estimulada
nas células intercalares α do ducto coletor cortical pelo estímulo da K+/H+-
ATPase, na tentativa de promover a retenção de K+.
Uma alta concentração de potássio no sangue gera acidose metabólica
devido à redução na excreção de NH4+ tanto pela diminuição da produção
de NH3 no túbulo proximal quanto pela diminuição do transporte da luz da
alça espessa de Henle para o interstício medular, o que gera menos NH3 a
ser difundido para o interior da luz do ducto coletor medular, reduzindo a
excreção de NH4+.
Os distúrbios do equilíbrio ácido-base são divididos em:
 
Fonte: Shutterstock.com
ACIDOSE
Quando o pH do FEC está abaixo de 7,35.