FISIOLOGIA DO SISTEMA URINÁRIO

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FISIOLOGIA DO SISTEMA URINÁRIO
QUAIS SÃO AS ESTRUTURAS INTERNAS DOS RINS?
Os rins são um par de órgãos avermelhados em forma de feijão, localizados logo acima da cintura,
entre o peritônio e a parede posterior do abdome (cavidade retroperitoneal). Os rins estão localizados
entre os níveis das últimas vértebras torácicas (T11 e T12) e a terceira vértebra lombar (L III). O rim
direito está discretamente mais baixo do que o esquerdo, porque o fígado ocupa um espaço
considerável no lado direito superior ao rim.
Um corte frontal através do rim revela duas regiões distintas: uma região vermelha clara superficial
chamada córtex renal e uma região interna mais escura castanha avermelhada chamada medula
renal. A medula renal consiste em várias pirâmides renais em forma de cone. A base (extremidade
mais larga) de cada pirâmide está voltada para o córtex renal, e seu ápice (extremidade mais estreita),
chamado papila renal, está voltado para o hilo renal.
O córtex renal é a área de textura fina que se estende da cápsula fibrosa às bases das pirâmides
renais e nos espaços entre elas. Ela é dividida em uma zona cortical externa e uma zona
justamedular interna. As partes do córtex renal que se estendem entre as pirâmides renais são
chamadas colunas renais.
Juntos, o córtex renal e as pirâmides renais da medula renal constituem o parênquima, ou porção
funcional do rim. No interior do parênquima estão as unidades funcionais dos rins –
aproximadamente 1 milhão de estruturas microscópicas chamadas néfrons. O filtrado formado pelos
néfrons é drenado para grandes ductos coletores, que drenam para estruturas em forma de taça
chamadas cálices renais maiores e cálices renais menores.
Cada rim tem de 8 a 18 cálices renais menores e 2 ou 3 cálices renais maiores. Uma vez que o
filtrado entra nos cálices, torna- se urina, porque não pode mais ocorrer reabsorção. Dos cálices renais
maiores, a urina flui para uma grande cavidade única chamada pelve renal e, em seguida, para fora
pelo ureter até a bexiga urinária. O hilo se expande em uma cavidade no interior do rim chamada seio
renal, que contém parte da pelve renal, os cálices e ramos dos vasos sanguíneos e nervos renais.
NÉFRON
Os néfrons são as unidades funcionais dos rins. Cada néfron consiste em duas partes: um corpúsculo
renal, onde o plasma sanguíneo é filtrado, e um túbulo renal, pelo qual passa o líquido filtrado
(filtrado glomerular).
Os dois componentes de um corpúsculo renal são o glomérulo e a cápsula glomerular (cápsula de
Bowman), uma estrutura epitelial de parede dupla que circunda os capilares glomerulares. O plasma
sanguíneo é filtrado na cápsula glomerular, e então o líquido filtrado passa para o túbulo renal, que
tem três partes principais. Em ordem de recebimento do líquido que passa por eles, o túbulo renal
consiste em um (1) túbulo contorcido proximal (TCP), (2) alça de Henle e (3) túbulo contorcido
distal (TCD).
Os túbulos contorcidos distais de vários néfrons drenam para um único ducto coletor. Os ductos
coletores então se unem e convergem em várias centenas de grandes ductos papilares, que drenam
para os cálices renais menores. Os ductos coletores e papilares se estendem desde o córtex renal ao
longo da medula renal até a pelve renal.
A primeira parte da alça de Henle começa no ponto em que o túbulo contorcido proximal faz a sua
última curva descendente. Inicia -se no córtex renal e estende- se para baixo e para dentro da medula
renal, onde é chamada ramo descendente da alça de Henle. Em seguida, faz uma curva fechada e
retorna para o córtex renal, onde termina no túbulo contorcido distal e é conhecido como ramo
ascendente da alça de Henle.
Aproximadamente 80 a 85% dos néfrons são néfrons corticais. Seus corpúsculos renais se
encontram na parte externa do córtex renal, e têm alças de Henle curtas, que se encontram
principalmente no córtex e penetram somente na região externa da medula renal. Os outros 15 a 20%
dos néfrons são néfrons justamedulares. Seus corpúsculos renais encontram -se profundamente no
córtex, próximo da medula renal, e têm alças de Henle longas que se estendem até a região mais
profunda da medula renal. Além disso, o ramo ascendente da alça de Henle dos néfrons
justamedulares consiste em duas partes: uma parte ascendente delgada seguida por uma parte
ascendente espessa.
EXPLIQUE AS FUNÇÕES DOS RINS.
Segundo Silverthorn (2017), a função mais importante dos rins é a regulação homeostática do
conteúdo de água e íons no sangue, também chamada de balanço do sal e da água, ou equilíbrio
hidroeletrolítico. A remoção de resíduos é importante, mas alterações no volume sanguíneo ou nas
concentrações iônicas causam sérios problemas clínicos antes que o acúmulo de resíduos metabólicos
atinja níveis tóxicos.
Os rins mantêm concentrações normais de íons e água no sangue através do balanço da ingestão
dessas substâncias com a sua excreção na urina. Pode-se dividir as funções dos rins em seis áreas
gerais:
(1) Regulação do líquido extracelular e da pressão arterial: O volume do líquido extracelular
e a pressão arterial são diretamente proporcionais. Se o volume do líquido extracelular e a
pressão arterial caem até níveis muito baixos, o corpo não pode manter um fluxo adequado de
sangue para o encéfalo e outros órgãos essenciais. Os rins trabalham de uma maneira
integrada com o sistema circulatório para assegurar que tanto a pressão arterial quanto a
perfusão tecidual permaneçam em uma faixa aceitável.
(2) Regulação da Osmolalidade: O corpo e a função renal estão integradas com o
comportamento, a exemplo: a sede, para manter a osmolalidade do corpo em um valor
próximo de 290 mOsM.
(3) Manutenção do equilíbrio iônico: Os rins mantêm a concentração de íons-chave dentro de
uma faixa normal pelo balanço entre a sua ingestão e a sua perda urinária. O sódio (Na + ) é o
principal íon envolvido na regulação do volume do líquido extracelular e da osmolalidade. As
concentrações dos íons potássio (K + ) e cálcio (Ca ++) também são estritamente reguladas.
(4) Regulação homeostática do pH: O pH plasmático é normalmente mantido dentro de uma
faixa muito estreita de variação. Se o líquido 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 +. Os rins exercem um papel importante na regulação do pH, mas não são
capazes de corrigir desequilíbrios no pH tão rapidamente quanto os pulmões.
(5) Excreção de resíduos: Os rins removem produtos do metabolismo e xenobióticos, ou
substâncias estranhas, como fármacos e toxinas ambientais. Os produtos do metabolismo
incluem a creatinina do metabolismo muscular e resíduos nitrogenados, como a ureia e o
ácido úrico. Um metabólito da hemoglobina, chamado de urobilinogênio, dá a ela sua cor
amarela característica. Os hormônios são outras substâncias endógenas retiradas do sangue
pelos rins. Exemplos de substâncias estranhas excretadas pelos rins incluem o adoçante
artificial sacarina e o ânion benzoato, parte do conservante benzoato de potássio, que você
ingere toda vez que bebe um refrigerante diet.
(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, a citocina/hormônio 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 Ca + +.
EXPLIQUE OS TRÊS PROCESSOS BÁSICOS QUE ACONTECEM NO NÉFRON
Três processos básicos ocorrem nos néfrons: filtração, reabsorção e secreção.
1) FILTRAÇÃO: é o movimento de líquido do sangue para o lúmen do néfron. A filtração
ocorre apenas no corpúsculo renal, onde as paredes dos capilares glomerulares e da cápsula
de Bowman são modificadas para permitiro fluxo do líquido. Os 180 litros de fluido que são
filtrados para a cápsula de Bowman a cada dia são quase idênticos ao plasma em sua
composição e quase isosmóticos. À medida que este filtrado flui pelo túbulo proximal, cerca
de 70% do seu volume é reabsorvido, restando 54 L no lúmen tubular.
A filtração do plasma para dentro dos túbulos renais é o primeiro passo na formação da urina. Esse
processo gera um filtrado, cuja composição é igual à do plasma, menos a maioria das proteínas
plasmáticas. Apenas cerca de um quinto do plasma que flui ao longo dos rins é filtrado para dentro
dos néfrons. Os quatro-quintos restantes do plasma, juntamente com a maior parte das proteínas
plasmáticas e das células sanguíneas, passam para os capilares peritubulares. A porcentagem do
volume total do plasma que é filtrada para dentro do túbulo é denominada fração de filtração.
As substâncias que deixam o plasma precisam passar através de três barreiras de filtração antes de
entrarem no lúmen tubular: o endotélio do capilar glomerular, uma lâmina basal (membrana basal)
e o epitélio da cápsula de Bowman.
- Endotélio do capilar glomerular: Os capilares glomerulares são capilares fenestrados com
grandes poros, que permitem que a maioria dos componentes plasmáticos sejam filtrados
através do endotélio. Os poros são pequenos o bastante, contudo, para impedir que as células
do sangue deixem o capilar. Proteínas carregadas negativamente, presentes na superfície dos
poros, também ajudam a repelir as proteínas plasmáticas carregadas negativamente.
- Lâmina Basal: Camada acelular de matriz extracelular que separa o endotélio do capilar do
epitélio da cápsula de Bowman. A lâmina basal é constituída por glicoproteínas carregadas
negativamente, colágeno e outras proteínas. Ela atua como uma peneira grossa, excluindo a
maioria das proteínas plasmáticas do líquido que é filtrado através dela.
- Epitélio da cápsula de Bowman: A porção epitelial da cápsula que envolve cada capilar
glomerular é formada por células especializadas, chamadas de podócitos. Os pedicelos,
extensões citoplasmáticas dos podócitos, envolvem os capilares glomerulares e se entrelaçam
uns com os outros, deixando estreitas fendas de filtração fechadas por uma membrana
semiporosa. A membrana da fenda de filtração contém diversas proteínas exclusivas,
incluindo a nefrina e a podocina.
A pressão nos capilares causa a filtração
As três pressões que determinam a filtração glomerular são: pressão do capilar sanguíneo, pressão
coloidosmótica do capilar e a pressão do fluido capsular.
1. Pressão hidrostática do sangue: flui através dos capilares glomerulares forçando a passagem
de fluido através do seu endotélio fenestrado. A pressão sanguínea nos capilares é de 55
mmHg, em média, e favorece a filtração para dentro da cápsula de Bowman. Como resultado,
a filtração ocorre ao longo de quase todo o comprimento dos capilares glomerulares.
2. Pressão coloidosmótica do capilar: no interior dos capilares glomerulares é mais alta do que
no fluido da cápsula de Bowman. Esse gradiente de pressão é devido à presença de proteínas
no plasma. O gradiente de pressão osmótica é, em média, de 30 mmHg e favorece o
movimento de líquido de volta para os capilares.
3. Pressão do fluido capsular: a cápsula de Bowman é um espaço fechado, de forma que a
presença de fluido no interior dessa cápsula cria uma pressão hidrostática do fluido, que se
opõe ao fluxo de fluido para o interior da cápsula. O líquido filtrado para fora dos capilares
deve deslocar o líquido já presente no lúmen da cápsula. A pressão hidrostática capsular é, em
média, de 15 mmHg, opondo-se à filtração.
O volume de fluido que é filtrado para dentro da cápsula de Bowman por unidade de tempo é a taxa
de filtração glomerular (TFG). A TFG média é de 125 mL/min, ou de 180 L/dia, uma taxa
impressionante, considerando-se que o volume plasmático total é de apenas cerca de 3 litros. Essa
taxa significa que os rins filtram todo o volume plasmático 60 vezes por dia, ou 2,5 vezes a cada
hora.
A TFG é influenciada por dois fatores: a pressão de filtração resultante e o coeficiente de
filtração. A pressão de filtração é determinada primeiro pelo fluxo sanguíneo renal e pela pressão
arterial. O coeficiente de filtração possui dois componentes: a área de superfície dos capilares
glomerulares, disponível para a filtração e a permeabilidade da interface entre capilar e a cápsula de
Bowman.
A TFG é notavelmente constante em uma ampla faixa de pressões arteriais. Contanto que a pressão
arterial média do sangue fique entre 80 e 180 mmHg, a TFG é, em média, de 180 L/dia.
A TFG está sujeita a autorregulação
A autorregulação da TFG é um processo de controle local, no qual o rim mantém uma TFG
relativamente constante frente às flutuações normais da pressão arterial. Uma função importante da
autorregulação da TFG é proteger as barreiras de filtração da pressão arterial alta que podem
danificá-las. A resposta miogênica está relacionada à habilidade intrínseca do músculo liso vascular
de responder a mudanças na pressão. A retroalimentação (ou feedback) tubuloglomerular é um
mecanismo de sinalização parácrina pelo qual mudanças no fluxo de líquido na alça de Henle alteram
a TFG.
(1) Resposta miogênica: A resposta miogênica da arteríola aferente é similar à autorregulação em
outras arteríolas sistêmicas. Quando o músculo liso da parede da arteríola estira, devido ao
aumento da pressão arterial, canais iônicos sensíveis ao estiramento se abrem, e as células
musculares despolarizam. A despolarização leva à abertura de canais de Ca ++ dependentes
de voltagem, e o músculo liso vascular se contrai. A vasoconstrição aumenta a resistência ao
fluxo e leva a uma redução no fluxo sanguíneo através das arteríolas. A redução do fluxo
sanguíneo diminui a pressão de filtração no glomérulo. Se a pressão arterial diminui, o tônus
de contração arteriolar desaparece, e a arteríola torna-se maximamente dilatada. Contudo, a
vasodilatação não é tão eficaz em manter a TFG como a vasoconstrição, devido ao fato de
que normalmente a arteríola aferente está bastante relaxada. Consequentemente, quando a
pressão arterial média diminui para menos de 80 mmHg, a TFG diminui. Esse decréscimo é
adaptativo, pois se menos plasma é filtrado, o potencial para a perda de líquido na urina
diminui. Em outras palavras, um decréscimo na TFG ajuda o corpo a conservar o volume
sanguíneo.
(2) Retroalimentação (ou feedback) tubuloglomerular: é uma via de controle local, na qual o
fluxo de líquido através dos túbulos renais altera a TFG. A configuração torcida do néfron faz
a porção final do ramo ascendente da alça de Henle passar entre as arteríolas aferente e
eferente. As paredes tubulares e arteorilares são modificadas nessa região em que elas entram
em contato umas com as outras, e, juntas, formam o aparelho justaglomerular. A porção
modificada do epitélio tubular é formada por uma placa de células, chamada de mácula
densa. A parede da arteríola aferente adjacente a ela possui células musculares lisas
especializadas, chamadas de células granulares (também conhecidas como células
justaglomerulares ou células JG). As células granulares secretam renina, uma enzima
envolvida no balanço do sal e da água. Quando o NaCl que passa pela mácula densa aumenta,
como resultado da TFG aumentada, as células da mácula densa enviam sinais parácrinos à
arteríola aferente vizinha. A arteríola aferente se contrai, aumentando a resistência e
diminuindo a TFG. As células da mácula densa transportam NaCl, e o aumento no transporte
de sal inicia a retroalimentação tubuloglomerular. O fluxo também pode ser detectado nas
células tubulares renais pelos cílios primários, que estão localizados na superfície apical
voltada para o lúmen.
Hormônios e neurônios autonômicos também influenciam a TFG
Os hormônios e o sistema nervoso autônomo alteram a TFG de duas maneiras: mudando a
resistência das arteríolas e alterando o coeficiente de filtração. O controle neural da TFG é mediado
pelos neurônios simpáticosque inervam as arteríolas aferente e eferente. A inervação simpática via
receptores no músculo liso vascular causa vasoconstrição. Se a atividade simpática é moderada, há
um pequeno efeito na TFG. Entretanto, se a pressão arterial sistêmica cai abruptamente, como ocorre
em uma hemorragia ou em uma desidratação grave, a vasoconstrição das arteríolas induzida pelo
sistema nervoso simpático diminui a TFG e o fluxo sanguíneo renal. Essa é uma resposta adaptativa
que visa conservar o volume de líquido corporal.
Vários hormônios também influenciam a resistência arteriolar. Entre os mais importantes estão a
angiotensina II, um potente vasoconstritor, e as prostaglandinas, que atuam como vasodilatadores.
Esses mesmos hormônios podem afetar o coeficiente de filtração devido à sua atuação sobre os
podócitos ou sobre as células mesangiais. Os podócitos alteram o tamanho das fendas de filtração
glomerular. Se as fendas se alargam, ocorre um aumento na área de superfície disponível para a
filtração, e a TFG aumenta. A contração das células mesangiais evidentemente altera a área de
superfície do capilar glomerular disponível para a filtração.
Regulação hormonal da TFG
Dois hormônios contribuem para a regulação da TFG. A angiotensina II reduz a TFG; o peptídeo
natriurético atrial (PNA) aumenta a TFG. A angiotensina II é um vasoconstritor muito potente que
estreita as arteríolas glomerulares aferentes e eferentes e reduz o fluxo sanguíneo renal, diminuindo
assim a TFG. As células nos átrios do coração secretam peptídeo natriurético atrial (PNA). A
distensão dos átrios, como ocorre quando o volume sanguíneo aumenta, estimula a secreção de PNA.
Ao causar o relaxamento das células mesangiais glomerulares, o PNA aumenta a área de superfície
disponível para a filtração capilar. A TFG aumenta à medida que a área de superfície aumenta.
2) REABSORÇÃO: mais de 99% do líquido que entra nos túbulos é reabsorvido para o
sangue à medida que o filtrado percorre os néfrons. A maior parte dessa reabsorção ocorre no túbulo
proximal, com uma quantidade menor de reabsorção nos segmentos distais do néfron. A reabsorção
no néfron distal é finamente regulada, possibilitando aos rins reabsorverem seletivamente íons e água
de acordo com as necessidades do organismo para a manutenção da homeostasia.
O lúmen do néfron faz parte do ambiente externo, e todas as substâncias presentes no filtrado estão
destinadas a deixarem o corpo através da urina, a não ser que exista algum mecanismo de reabsorção
tubular para impedir que isso ocorra.
A reabsorção pode ser ativa ou passiva
O filtrado que flui da cápsula de Bowman para o túbulo proximal tem a mesma concentração de
solutos do líquido extracelular. Portanto, para transportar soluto para fora do lúmen, as células
tubulares precisam usar transporte ativo para criar gradientes de concentração ou eletroquímicos. A
água segue osmoticamente os solutos, à medida que eles são reabsorvidos.
O transporte ativo de Na + do lúmen tubular para o líquido extracelular cria um gradiente elétrico
transepitelial, no qual o lúmen é mais negativo do que o LEC. Os ânions, então, seguem o Na
positivamente carregado para fora do lúmen. A saída de Na e de ânions do lúmen para o LEC dilui o
fluido luminal e aumenta a concentração do LEC, de forma que a água deixa o túbulo renal por
osmose.
A redução do volume do lúmen tubular aumenta a concentração de solutos (incluindo K + , Ca ++ e
ureia) que permaneceram no filtrado. Uma vez que as concentrações de soluto no lúmen são mais
altas do que as concentrações de soluto no líquido extracelular, os solutos difundem-se para fora do
lúmen se o epitélio do túbulo for permeável a eles.
A reabsorção envolve tanto o transporte transepitelial quanto o transporte paracelular. No transporte
transepitelial (também chamado de transporte transcelular), as substâncias atravessam as
membranas apical e basolateral das células tubulares epiteliais para chegar ao líquido intersticial. Na
via paracelular, as substâncias passam através de junções celulares entre células vizinhas. O
caminho seguido pelo soluto depende da permeabilidade das junções epiteliais e do seu gradiente
eletroquímico.
Transporte ativo do sódio: a composição do filtrado que entra no túbulo proximal é semelhante à
composição iônica plasmática, com uma concentração maior de Na + do que a encontrada nas
células. Dessa forma, o Na + presente no filtrado pode entrar nas células tubulares passivamente, de
acordo com seu gradiente eletroquímico. O transporte apical do Na + utiliza várias proteínas
transportadoras por simporte e antiporte ou de canais de vazamento abertos. No túbulo proximal, o
trocador Na + - H + (NHE) desempenha um papel fundamental na reabsorção do Na +, assim como o
canal de Na + epitelial (ENaC) na membrana apical. Uma vez no interior da célula tubular, o Na + é
ativamente transportado para seu exterior através da membrana basolateral em uma troca com o K +
pela Na + - K + - ATPase. Um canal de vazamento de K + impede o acúmulo dele no interior da
célula. O resultado final é a reabsorção de Na + através do epitélio tubular.
Transporte ativo secundário: simporte com sódio
A membrana apical contém o cotransportador de Na + - glicose (SGLT) que leva a glicose para o
citoplasma contra seu gradiente de concentração através do uso da energia do Na +, que se move a
favor de seu gradiente eletroquímico. Na superfície basolateral da célula, o Na + é bombeado para
fora pela Na + - K + - ATPase, ao passo que a glicose se difunde para fora através de um mecanismo
de difusão facilitada envolvendo o uso de transportadores GLUT.
Reabsorção passiva: ureia
A ureia pode se deslocar através das junções celulares epiteliais por difusão, se houver um gradiente
de concentração da mesma.Inicialmente, as concentrações de ureia no filtrado e no líquido
extracelular são iguais. Inicialmente, as concentrações de ureia no filtrado e no líquido extracelular
são iguais. Entretanto, o transporte ativo de Na + e de outros solutos para fora do lúmen tubular
proximal gera um gradiente de concentração. Quando o Na + e outros solutos são reabsorvidos no
túbulo proximal, a transferência de partículas osmoticamente ativas torna o líquido extracelular mais
concentrado que o filtrado que permaneceu no lúmen tubular. Em resposta ao gradiente osmótico, a
água move-se por osmose através do epitélio. Até esse ponto, nenhuma molécula de ureia foi
transportada para fora do lúmen, uma vez que não havia nenhum gradiente de concentração da ureia.
Quando a água é reabsorvida, a concentração de ureia no lúmen tubular aumenta – a mesma
quantidade de ureia está presente em um volume menor de água. Uma vez que o gradiente de
concentração de ureia existe, a ureia move-se do lúmen tubular para o líquido extracelular, sendo
transportada através das células ou pela via paracelular.
Endocitose: proteínas plasmáticas
A filtração do plasma nos glomérulos normalmente deixa a maior parte das proteínas plasmáticas no
sangue, mas algumas proteínas menores e peptídeos podem passar através da barreira de filtração. A
maioria das proteínas filtradas é removida do filtrado no túbulo proximal, de forma que normalmente
apenas traços de proteínas aparecem na urina. Mesmo sendo pequenas, as proteínas filtradas são
muito grandes para serem reabsorvidas pelos transportadores ou por canais. A maior parte delas entra
nas células do túbulo proximal por endocitose mediada por receptores na membrana apical. Uma vez
no interior das células, as proteínas são digeridas nos lisossomos. Os aminoácidos resultantes são
transportados através da membrana basolateral e absorvidos no sangue.
O transporte renal pode atingir saturação
A maior parte dos transportes no néfron usa proteínas de membrana e exibe as três características do
transporte mediado: saturação, especificidade e competição.
- Saturação: refere-se à taxa de transporte máximo, que ocorre quando todos os transportadores
disponíveis estão ocupados (saturados com) pelo substrato. Em concentrações abaixo do
ponto desaturação, a taxa de transporte está diretamente relacionada à concentração do
substrato. Em concentrações de substrato iguais ou acima do ponto de saturação, o transporte
ocorre a uma taxa máxima. A taxa de transporte no ponto de saturação é o transporte
máximo (Tm). Ex.: glicose.
As pressões nos capilares peritubulares favorecem a reabsorção
A pressão hidrostática que existe ao longo de toda a extensão dos capilares peritubulares é menor do
que a pressão coloidosmótica, de modo que a pressão resultante favorece a reabsorção. O líquido que
é reabsorvido passa dos capilares para a circulação venosa e retorna ao coração.
3) SECREÇÃO: é a transferência de moléculas do líquido extracelular para o lúmen do
néfron. A secreção, assim como a reabsorção, depende principalmente de sistemas de transporte de
membrana. A secreção de K + e H + pelo néfron distal é importante na regulação da homeostasia
destes íons. A secreção torna o néfron capaz de aumentar a excreção de uma substância. Se uma
substância filtrada não é reabsorvida, ela é excretada com muita eficácia. Se, no entanto, a
substância filtrada para dentro do túbulo não é reabsorvida, e ainda é secretada para dentro do
túbulo a partir dos capilares peritubulares, a excreção é ainda mais eficaz.
A secreção é um processo ativo, uma vez que requer transporte de substratos contra seus
gradientes de concentração. A maioria dos compostos orgânicos é secretada através do epitélio do
túbulo proximal para o interior do lúmen tubular por transporte ativo secundário.
Os transportadores responsáveis pela secreção de solutos orgânicos apresentam pouca
especificidade. Por exemplo, a família do transportador de ânions orgânicos (OAT) é capaz de
transportar uma grande variedade de ânions endógenos e exógenos, desde sais biliares até benzoato,
utilizado como conservante em refrigerantes, salicilato, proveniente do ácido acetilsalicílico, e o
adoçante artificial sacarina. A secreção de ânions orgânicos pelo OAT é um exemplo de transporte
ativo terciário, em que o uso da energia do ATP é removido em duas etapas do OAT.
Regulação homeostática da reabsorção e da secreção tubular
Cinco hormônios afetam a extensão da reabsorção de Na + , Cl – , Ca ++ e água, bem como a
secreção de K + pelos túbulos renais. Esses hormônios incluem a angiotensina II, a aldosterona, o
hormônio antidiurético, o peptídio natriurético atrial e o hormônio paratireóideo.
Sistema renina - angiotensina - aldosterona
Quando o volume de sangue e a pressão arterial diminuem, as paredes das arteríolas glomerulares
aferentes são menos distendidas, e as células justaglomerulares secretam a enzima renina no sangue.
A estimulação simpática também estimula diretamente a liberação de renina pelas células
justaglomerulares. A renina retira um peptídeo com 10 aminoácidos chamado angiotensina I a partir
do angiotensinogênio, que é sintetizado pelos hepatócitos. Ao retirar mais dois aminoácidos, a
enzima conversora de angiotensina (ECA) converte a angiotensina I em angiotensina II, que é a
forma ativa do hormônio.
A angiotensina II afeta a fisiologia renal de três modos principais:
1. Ela diminui a taxa de filtração glomerular, causando vasoconstrição das arteríolas
glomerulares aferentes.
2. Ela aumenta a reabsorção de Na + , Cl – e água no túbulo contorcido proximal, estimulando a
atividade dos contra transportadores Na + , H + .
3. Ela estimula o córtex da glândula suprarrenal a liberar aldosterona, um hormônio que por sua
vez estimula as células principais dos ductos coletores a reabsorver mais Na + e Cl – e a
secretar mais K + . A consequência osmótica de reabsorver mais Na + e Cl – é que mais água
é reabsorvida, provocando aumento do volume sanguíneo e da pressão arterial.
Hormônio antidiurético
O hormônio antidiurético (HAD) ou vasopressina é liberado pela neuro hipófise. Ele regula a
reabsorção facultativa de água, aumentando a permeabilidade à água das células principais na parte
final do túbulo contorcido distal e no túbulo coletor. o interior das células principais existem
pequenas vesículas que contêm muitas cópias de uma proteína de canal de água conhecida como
aquaporina- 2. O HAD estimula a inserção das vesículas contendo aquaporina -2 nas membranas
apicais por exocitose. Como resultado, a permeabilidade à água da membrana apical da célula
principal aumenta, e as moléculas de água se movem mais rapidamente do líquido tubular para o
interior das células. Como as membranas basolaterais são sempre relativamente permeáveis à água,
as moléculas de água então se movem rapidamente para o sangue. Quando o nível de HAD declina,
os canais de aquaporina -2 são removidos da membrana apical via endocitose. Os rins produzem um
grande volume de urina diluída quando o nível de HAD é baixo.
Um sistema de feedback negativo envolvendo o HAD regula a reabsorção facultativa de água.
quando a concentração de água diminui – apenas 1%, os osmorreceptores no hipotálamo detectam a
alteração. Os impulsos nervosos estimulam a secreção de mais HAD para o sangue, e as células
principais se tornam mais permeáveis à água. Conforme a reabsorção facultativa de água aumenta, a
osmolaridade do plasma diminui até o normal. Um segundo estímulo poderoso para a secreção de
HAD é a diminuição no volume de sangue, como ocorre na hemorragia ou na desidratação grave.
Peptídeo natriurético atrial
Um grande aumento no volume de sangue promove a liberação de peptídeo natriurético atrial
(PNA) pelo coração. Embora a importância do PNA na regulação da função tubular normal não seja
clara, ele pode inibir a reabsorção de Na + e água pelo túbulo contorcido proximal e pelo ducto
coletor. O PNA também suprime a secreção de aldosterona e HAD. Esses efeitos aumentam a
secreção de Na + na urina (natriurese) e aumentam a produção de urina (diurese), o que diminui o
volume sanguíneo e a pressão arterial.
Paratormônio
Embora os hormônios mencionados até agora envolvam a regulação da perda de água na urina, os
túbulos renais também respondem a um hormônio que regula a composição iônica. Por exemplo, um
nível mais baixo do que o normal de Ca ++ no sangue estimula as glândulas paratireoides a liberar o
paratormônio (PTH). O PTH, por sua vez, estimula as células do início dos túbulos contorcidos
distais a reabsorver mais Ca ++ para o sangue. O PTH também inibe a reabsorção de HPO4 2–
(fosfato) pelos túbulos contorcidos proximais, promovendo assim a secreção de fosfato.
EXCREÇÃO
Quando o líquido chega ao final do néfron, ele apresenta pouca semelhança com o líquido que foi
filtrado para a cápsula de Bowman. Embora a excreção nos diga o que o corpo está eliminando, a
excreção por si só não pode nos dar detalhes da função renal.
A taxa de excreção de uma substância depende (1) da taxa de filtração da substância e (2) de se a
substância é reabsorvida, secretada ou ambas, enquanto ela passa ao longo do túbulo renal.
PRODUÇÃO DE URINA DILUÍDA E CONCENTRADA
O hormônio antidiurético controla se é formada urina diluída ou urina concentrada. Se não houver
HAD, a urina é muito diluída. No entanto, um nível elevado de HAD estimula a reabsorção de mais
água para o sangue, produzindo a urina concentrada.
Formação de urina diluída
O líquido que deixa o túbulo contorcido proximal ainda é isotônico em relação ao plasma. Quando
está sendo formada urina diluída, a osmolaridade do líquido no lúmen tubular aumenta à medida
que ele flui para baixo para a parte descendente da alça de Henle, diminui à medida que ele flui para
cima pela parte ascendente, e diminui ainda mais quando ele flui pelo restante do néfron e pelo
ducto coletor.
1. Como a osmolaridade do líquido intersticial da medula renal se torna progressivamente
maior, mais e mais água é reabsorvida por osmose conforme o líquido tubular flui ao longo
da parte descendente em direção à ponta da alça de Henle. Como resultado, o líquido que
permanece no lúmen torna-se progressivamente mais concentrado.
2. As células que revestem a parte ascendente espessa da alça de Henle têm simportadores que
reabsorvemativamente o Na + , K + e Cl – do líquido tubular. Os íons passam do líquido
tubular para as células da parte espessa da parte ascendente, então para o líquido intersticial
e, por fim, um pouco se difunde para o sangue nas arteríolas retas.
3. A permeabilidade à água da parte ascendente espessa do néfron é sempre muito baixa, por
isso a água não pode seguir por osmose. Conforme os solutos – mas não as moléculas de
água – estão deixando o líquido tubular, sua osmolaridade cai para aproximadamente 150
mOsm/ℓ. O líquido que entra no tubo contorcido distal é, portanto, mais diluído do que o
plasma.
4. Enquanto o líquido continua fluindo ao longo do túbulo contorcido distal, são reabsorvidos
solutos adicionais, e apenas algumas moléculas de água. As células da parte inicial do túbulo
contorcido distal não são muito permeáveis à água e não são reguladas pelo HAD.
5. Por fim, as células principais da parte final dos túbulos contorcidos distais e ductos coletores
são impermeáveis à água quando o nível de HAD é muito baixo. Assim, o líquido tubular
torna-se progressivamente mais diluído à medida que flui adiante. No momento em que o
líquido tubular flui para a pelve renal, sua concentração pode estar em 65 a 70 mOsm/ℓ. Isto
é quatro vezes mais diluído do que o plasma sanguíneo ou o filtrado glomerular.
Formação da urina concentrada
Quando a ingestão de água é baixa ou a perda de água é elevada, os rins precisam conservar a água
enquanto eliminam escórias metabólicas e o excesso de íons. Sob influência do HAD, os rins
produzem um pequeno volume de urina altamente concentrada. A urina pode ser quatro vezes mais
concentrada (até 1.200 mOsm/ℓ) do que o plasma sanguíneo ou o filtrado glomerular (300
mOsm/ℓ). A capacidade do hormônio antidiurético de causar a excreção de urina concentrada
depende da existência de um gradiente osmótico de solutos no líquido intersticial da medula renal.
Os três principais solutos que contribuem para esta alta osmolaridade são Na + , Cl – e uréia. Dois
fatores principais que contribuem para a formação e manutenção deste gradiente osmótico são: (1)
as diferenças de soluto e permeabilidade à água e a reabsorção em diferentes porções das alças de
Henle longas e ductos coletores e (2) o fluxo em contracorrente de líquido ao longo de estruturas
em forma de tubo na medula renal. O fluxo em contracorrente se refere ao fluxo de líquido em
sentidos opostos. Isto ocorre quando o líquido que entra em um túbulo se opõe a um líquido que flui
em um túbulo paralelo das proximidades. Existem dois tipos de mecanismos de contracorrente nos
rins: a multiplicação em contracorrente e a troca em contracorrente.
- A multiplicação em contracorrente é o processo pelo qual um gradiente osmótico que
aumenta progressivamente é formado no líquido intersticial da medula renal como resultado
do fluxo em contracorrente. Uma vez que o fluxo em contracorrente ao longo das alças
descendente e ascendente da alça de Henle longa estabelece o gradiente osmótico na medula
renal, diz se que a alça de Henle longa atua como um multiplicador por contracorrente. Os
rins usam este gradiente osmótico para excretar urina concentrada.
Troca em contracorrente
A troca em contracorrente é o processo pelo qual a água e os solutos são passivamente trocados
entre o sangue das arteríolas retas e o líquido intersticial da medula renal, como resultado do fluxo
em contracorrente. Assim como o líquido tubular flui em direções opostas na alça de Henle, o
sangue flui em direções opostas nas partes ascendente e descendente das arteríolas retas. Uma vez
que o fluxo em contracorrente entre as partes descendente e ascendente das arteríolas retas
possibilita a troca de solutos e água entre o sangue e o líquido intersticial da medula renal, diz- se
que as arteríolas retas atuam como um trocador por contracorrente.
MICÇÃO
Uma vez que o filtrado deixa os ductos coletores, ele já não pode mais ser modificado, e a sua
composição não se altera. O filtrado, agora chamado de urina, flui para a pelve renal e, então, desce
pelo ureter, em direção à bexiga urinária, com a ajuda de contrações rítmicas do músculo liso. A
bexiga urinária é um órgão oco cujas paredes contêm camadas bem desenvolvidas de músculo liso.
Na bexiga, a urina é armazenada até que seja excretada no processo conhecido como micção.
A bexiga urinária pode se expandir para armazenar um volume aproximado de 500 mL de urina. O
colo da bexiga é contínuo com a uretra, um tubo único pelo qual a urina passa até alcançar o meio
externo. A abertura entre a bexiga e a uretra é fechada por dois anéis musculares, chamados de
esfíncteres.
O esfíncter interno da uretra é uma continuação da parede da bexiga e é formado por músculo liso.
Seu tônus normal o mantém contraído. O esfíncter externo da uretra é um anel de músculo
esquelético, controlado por neurônios motores somáticos. A estimulação tônica proveniente do
sistema nervoso central mantém a contração do esfíncter externo, exceto durante a micção.
A micção é um reflexo espinal simples que está sujeito aos controles consciente e inconsciente
pelos centros superiores do encéfalo. À medida que a bexiga urinária se enche com urina e as suas
paredes se expandem, receptores de estiramento enviam sinais através de neurônios sensoriais para
a medula espinal.
A contração da bexiga urinária ocorre em uma onda, a qual empurra a urina para baixo, em direção
à uretra. A pressão exercida pela urina força o esfíncter interno da uretra a abrir enquanto o esfíncter
externo relaxa. A urina passa para a uretra e para fora do corpo, auxiliada pela gravidade.
REFERÊNCIAS:
SILVERTHORN, D. U. Fisiologia Humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre:
Artmed, 2016.
TORTORA, Gerard J. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. – Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2016.