Sistema renal - TUTORIA

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Tutoria
Dia 15/02/2022
Sistema Renal
Objetivos: 
1. Entender a fisiologia do sistema renal 
2. Dissertar sobre o papel dos rins com a concentração e diluição da urina 
3. Relacionar o sistema renal com o controle da pressão arterial 
4. Elucidar o sistema tampão sanguíneo 
5. Explicar o desequilíbrio hidroeletrolitico .
Objetivo 1: Entender a fisiologia do sistema renal
Os rins filtram, reabsorvem e secretam 
Três processos básicos ocorrem nos néfrons: filtração, reabsorção e secreção. 
Filtração é o movimento de líquido do sangue para o lúmen do néfron. A filtração ocorre apenas no corpúsculo renal. 
Uma vez que o fluido filtrado, chamado de filtrado, chega ao lúmen do néfron, ele se torna parte do meio externo ao corpo. 
Devido a essa razão, tudo que é filtrado nos néfrons é destinado à excreção na urina, a não ser que seja reabsorvido para o corpo. 
Após o filtrado deixar a cápsula de Bowman, ele é modificado pelos processos de reabsorção e secreção.
A reabsorção é um processo de transporte de substâncias presentes no filtrado, do lúmen tubular de volta para o sangue através dos capilares peritubulares.
A secreção remove seletivamente moléculas do sangue e as adiciona ao filtrado no lúmen tubular. 
Embora a secreção e a filtração glomerular movam substâncias do sangue para dentro do túbulo, a secreção é um processo mais seletivo que, em geral, usa proteínas de membrana para transportar as moléculas através do epitélio tubular.
O néfron modifica o volume e a osmolalidade do líquido. 
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À medida que este filtrado flui pelo túbulo proximal, cerca de 70% do seu volume é reabsorvido, restando 54 L no lúmen tubular. 
A reabsorção ocorre quando as células do túbulo proximal transportam solutos para fora do lúmen, determinando a reabsorção de água por osmose. 
O filtrado que deixa o túbulo proximal tem a mesma osmolalidade do que o filtrado que entrou. Por essa razão, dizemos que a função primária do túbulo proximal é a reabsorção isosmótica de solutos e água. 
Túbulo proximal: reabsorção isosmótica de solutos e água pelo movimento do soluto. (70%). 
O filtrado que deixa o túbulo proximal passa para a alça de Henle, o local principal para a produção de urina diluída 
Urina diluída: alça de henle. 
À medida que o filtrado passa pela alça de Henle, proporcionalmente é absorvido mais soluto do que água, e o filtrado torna-se hiposmótico com relação ao plasma. 
Quando o filtrado sai da alça, ele tem em média 100 mOsM, e seu volume diminui de 54 L/dia para cerca de 18 L/dia. 
A maior parte do volume originalmente filtrado na cápsula de Bowman já foi reabsorvida para os capilares. 
A partir da alça de Henle, o filtrado passa para o túbulo distal e para o ducto coletor. Nesses dois segmentos, ocorre uma regulação fina do balanço de sal e de água sob o controle de vários hormônios. 
Túbulo distal, ducto coletor = regulação do sal e água. 
A reabsorção e a secreção (em um menor grau) determinam a composição final do filtrado. 
No final do ducto coletor, o filtrado tem um volume de 1,5 L/dia e uma osmolalidade que pode variar de 50 a 1.200 mOsM. O volume e a osmolalidade finais da urina dependem das necessidades do corpo de conservar ou excretar água e soluto. 
Um alerta: é muito fácil confundir secreção com excreção.
Tente lembrar a origem dos dois prefixos. Se-significa à parte, indicando a separação de algo de sua fonte. No néfron, os solutos secretados se movem do plasma para o lúmen tubular. 
Exsignifica fora, indicando algo fora do ou externo ao corpo. Excreção refere-se à remoção de uma substância do corpo. Além dos rins, outros órgãos realizam processos de excreção, incluindo os pulmões (CO2) e os intestinos (alimentos não digeridos, bilirrubina). 
A filtração ocorre no corpúsculo renal à medida que o líquido passa dos capilares do glomérulo para den-tro da cápsula de Bowman. 
A reabsorção e a secreção ocorrem ao longo do restante do túbulo, transferindo material entre o lúmen e os capilares peritubulares. 
A quantidade e a composição das substâncias que são reabsorvidas e secretadas variam nos diferentes segmentos do néfron. 
O filtrado que permanece no lúmen no final do néfron é excretado como urina. A quantidade de qualquer substância excretada na urina reflete o resultado do seu manejo durante a sua passagem através do néfron. 
A quantidade excretada é igual à quantidade filtrada para o túbulo, menos a quantidade reabsorvida para o sangue, mais a quantidade secretada no lúmen tubular:
Quantidade excretada = quantidade filtrada - quantidade reabsorvida + quantidade secretada
· Filtração: corpúsculo renal. 
· Reabsorção: túbulo proximal. 
· Reabsorção de soluto e água: alça de henle. 
· Balanço de sal e água: Túbulo distal. 
FILTRAÇÃO 
A filtração do plasma para dentro dos túbulos renais é o primeiro passo na formação da urina. Esse processo relativamente inespecífico gera um filtrado, cuja composição é igual à do plasma menos a maioria das proteínas plasmáticas. 
Filtrado: processo bem específico, parecido com o plasma mas sem tantas proteínas (só água e solutos, sem células sanguíneas). 
Sob condições normais, as células sanguíneas permanecem no capilar, de modo que o filtrado é composto apenas de água e de solutos dissolvidos. 
Quando você visualiza o plasma sendo filtrado para fora dos capilares glomerulares, é fácil imaginar que todo o plasma do capilar se move para dentro da cápsula de Bowman. 
Contudo, a filtração de todo o plasma deixaria para trás uma massa de células sanguíneas e proteínas que não podem fluir para fora do glomérulo. 
Em vez disso, 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, passa para os capilares peritubulares. 
A porcentagem do volume total do plasma que é filtrada para dentro do túbulo é denominada fração de filtração.
O corpúsculo renal contém três barreiras de filtração
A filtração ocorre no corpúsculo renal, que consiste na rede de capilares glomerulares envolta pela cápsula de Bowman. 
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. 
· Primeira barreira: Endotélio capilar (poros). 
· Segunda barreira: Lâmina basal (glicoproteinas negativas…, peneira grossa). 
· Terceira barreira: Cápsula de Bowman (podócitos + membrana semiporosa). 
Endotélio capilar: 
A primeira barreira é o endotélio capilar. 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
A segunda barreira de filtração é a lâmina basal, uma 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. 
Cápsula de Bowman
A terceira barreira de filtração é o epitélio da cápsula de Bowman. 
A porção epitelial da cápsula que envolve cada capilar glomerular é formada por células especializadas, chamadas de podócitos.
Os podócitos possuem longas extensões citoplasmáticas, denominadas pés, ou pedicelos, que se estendem a partir do corpo principal da célula.
Esses pedicelos envolvem os capilares glomerulares e se entrelaçam uns com os outros, deixando estreitas fendas de filtração fechadas por uma membrana semiporosa. 
A membrana dafenda de filtração contém diversas proteínas exclusivas, incluindo a nefrina e a podocina. 
Essas proteínas foram descobertas por investigadores que procuravam mutações gênicas responsáveis por duas doenças renais congênitas. Nessas doenças, em que a nefrina e a podocina estão ausentes ou anormais, as proteínas passam através da barreira de filtração glomerular para a urina. 
As células mesangiais glomerulares ficam entre e ao redor dos capilares glomerulares. 
As células mesangiais possuem feixes citoplasmáticos de filamentos semelhantes à actina, que fazem essas células serem capazes de contrair e alterar o fluxo sanguíneo pelos capilares. 
Além disso, as células mesangiais secretam citocinas associadas a processos inflamatórios e imunes. 
A alteração da função das células mesangiais tem sido associada a muitas doenças renais.
A pressão nos capilares causa a filtração
O que determina a filtração através das paredes dos capilares glomerulares? 
As três pressões que determinam a filtração gloumerular – pressão do capilar sanguíneo, pressão coloidosmótica do capilar e a pressão do fluido capsular – estão resumidas na FIGURA 19.6a.
1. A pressão hidrostática (PH) do sangue que flui através dos capilares glomerulares força 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. 
Apesar de a pressão cair à medida que o sangue flui através dos capilares, ela ainda permanence maior do que as pressões que se opõem a ela. 
Como resultado, a filtração ocorre ao longo de quase todo o comprimento dos capilares glomerulares.
2. A pressão coloidosmótica () no interior dos capilares glomerulares é mais alta do que a 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. A cápsula de Bowman é um espaço fechado (diferentemente do líquido intersticial), de forma que a presença de fluido no interior dessa cápsula cria uma pressão hidrostática do fluido (Pfluido), 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.
A força motriz resultante é de 10 mmHg na direção que favorece a filtração. 
Essa pressão pode não parecer muito alta, mas quando combinada com a grande permeabilidade natural dos capilares glomerulares fenestrados, ela resulta em uma rápida filtração de fluido para o interior dos túbulos. 
O volume de fluido que é filtrado para dentro da cápsula de Bowman por unidade de tempo é a taxa de filtração glomerular (TFG). 
TFG: Taxa de filtração glomerular. 
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. 
Se a maior parte do filtrado não fosse absorvida durante a sua passagem pelo néfron, ficaríamos sem o plasma em apenas 24 minutos de filtração. 
A TFG é influenciada por dois fatores: 
· pressão de filtração resultante, já descrita. 
· 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 cápsula de Bowman.
A TFG é relativamente constante
A pressão arterial fornece a pressão hidrostática, que impulsiona a filtração glomerular. Logo, parece razoável assumir que se a pressão arterial aumentasse, a TFG aumentaria, e se a pressão arterial diminuísse, a TFG diminuiria. 
Entretanto, esse geralmente não é o caso. Em vez disso, 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 (Fig. 19.6b). 
A TFG é controlada primariamente pela regulação do flu-xo sanguíneo através das arteríolas renais. Se a resistência global das arteríolas renais aumenta, o fluxo sanguíneo renal diminui, e o sangue é desviado para outros órgãos 
O efeito do aumento da resistência sobre a TFG, entretanto, de-pende de onde a mudança na resistência ocorre. Se a resistência aumenta na arteríola aferente a pressão hidrostática diminui no lado glomerular da constrição. Isso se traduz em uma diminuição na TFG. 
Se a resistência aumenta na arteríola eferente, o sangue acumula antes da constri-ção, e a pressão hidrostática nos capilares glomerulares aumenta (Fig. 19.6e). O aumento da pressão glomerular aumenta a TFG.
Modificações opostas ocorrem com a diminuição da resistência nas arteríolas aferente ou eferente. A maior parte da regulação ocorre na arteríola aferente.
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 pode danificá-las. 
O processo da auto-regulação ainda não está completamente elucidado, mas vários mecanismos atuam dentro desse processo. 
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 pa-rácrina pelo qual mudanças no fluxo de líquido na alça de Henle alteram a TFG.
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 Ca2 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 arte-riolar 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.
Retroalimentação tubuloglomerular: A retroalimen-tação tubuloglomerular é uma via de controle local, na qual o fluxo de líquido através dos túbulos renais altera a TFG. 
Como mostrado na FIGURA 19.7a, a configuração torcida do néfron faz a porção final do ramo espresso 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 pornuma placa de células, chamada de mácula densa (Fig. 19.7b). 
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 (Capítulo 20). Quando o NaCl que passa pela mácula densa aumenta, como resultado da TFG aumentada, as célulasda mácula densa enviam sinais parácrinos à arteríola aferente vizinha (Fig. 19.7c). 
A arteríola aferente se contrai, aumentando a resistência e diminuindo a TFG. 
Evidências experimentais indicam que as células da mácula densa transportam NaCl, e que o aumento no transporte de sal inicia a retroalimentação tubuloglomerular. 
O fluxo também pode ser detectado nas células tubulares renais pelos cílios primários (p. 69), que estão localizados na superfície apical voltada para o lúmen. 
Os cílios primários são conhecidos por atuar como sensores do fluxo, assim como transdutores de sinais para o desenvolvimento normal. 
A comunicação parácrina entre a mácula densa e a arteríola aferente é complexa, e os detalhes ainda estão sendo estudados. 
Experimentos mostram que muitos sinalizadores pa-rácrinos, incluindo ATP, adenosina e óxido nítrico, passam da mácula densa para a arteríola como parte da retroalimentação tubuloglomerular.
Hormônios e neurônios autonômicos também influenciam a TFG: Embora mecanismos locais dentro do rim tentem manter constante a TFG, a importância dos rins na homeostasia da pressão arterial sistêmica significa que centros integradores externos ao rim podem superar os controles locais. 
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
simpáticos que inervam as arteríolas aferente e eferente. A iner-vação simpática via receptores no músculo liso vascular causa vasoconstrição (p. 490). 
Se a atividade simpática é moderada, há um pequeno efeito na TFG. Entretanto, se a pressão arterial sis-têmica 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 arterial. 
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. Temos ainda muito que aprender sobre esses processos, os quais estão sendo ativamente investigados por fisiologistas.
REABSORÇÃO
A cada dia, 180 L de líquido são filtrados dos capilares glomerulares para dentro dos túbulos renais, todavia, apenas cerca de 1,5 L é excretado na urina. 
Assim, 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. 
Reabsorção: túbulo proximal. 
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. 
Uma questão que você pode estar se perguntando é: “Por que se preocupar em filtrar 180 L/dia e depois reabsorver 99% disso? Por que não simplesmente filtrar e excretar o 1% que precisa ser eliminado?”.
Existem duas razões. Primeiro, muitas substâncias exógenas são filtradas nos túbulos, mas não são absorvidas para o sangue. A alta taxa diária de filtração ajuda a retirar essas substâncias do plasma muito rapidamente. 
Uma vez que uma substância é filtrada para o interior do lúmen da cápsula de Bowman, ela não faz mais parte do meio interno corporal. 
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. 
Muitos nutrientes pequenos, como a glicose e intermediários do ciclo do ácido cítrico, são filtrados, porém são reabsorvidos de maneira muito eficiente no túbulo proximal. 
Segundo, a filtração de íons e água para dentro dos túbulos simplifica a sua regulação. Se uma porção do filtrado que alcança o néfron distal não é necessária para manter a homeostasia, ela passa para a urina. 
Com uma alta TFG, essa excreção pode ocor-rer de forma bastante rápida. Contudo, se os íons e a água são necessários, eles são reabsorvidos.
A reabsorção pode ser ativa ou passiva 
A reabsorção de água e solutos do lúmen tubular para o líquido extracelular depende de transporte ativo. 
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 celular 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 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 ureia que permaneceram tração de solutos (incluindo K, Ca2 no filtrado: a mesma quantidade de soluto em um volume menor equivale a uma concentração mais alta de soluto. 
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. 
Para solutos que se movem através do transporte transepitelial, suas concentrações ou seus gradientes eletroquímicos determinam seus mecanismos de transporte. 
Solutos que se movem a favor do seu gradiente de concentração usam canais de vazamento ou carreadores de difusão facilitada para cruzarem a membrana celular. 
As moléculas que necessitam se deslocar contra seu gradiente de concentração são transportadas por mecanismos de transporte ativo primário ou indiretos (normalmente secundários). 
O sódio está direta ou indiretamente envolvido em muitos exemplos de transporte passivo e ativo.
Transporte ativo do sódio A reabsorção ativa de Na é a força motriz primária para a maior parte dos mecanismos de reabsorção renal. Como já mencionado, a composição do filtrado que entra no túbulo proximal é semelhante a 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 funcional na reabsorção do Na+< assim, como o canal de Na+ epitelial (ENaC na membrana apical. 
Uma vez no interior, o Na+ é ativamente transportado para seu exterior atrvez da membrana basolateral em uma troca com o Ka pela Na -K ATPase. Um canal de vazamento de K+ impedeo acumulo de K no interior da célula. 
O resultado final é a reabsorção de Na+ através do epitelio tubular. 
Transporte ativo secundário: simporte com sódio: O transporte ativo secundário acoplado ao sódio é responsável pela reabsorção de muitas substâncias, incluindo a glicose, aminoácidos, íons e vários metabólitos orgânicos. 
A Figura 19.8c mostra um exemplo: a reabsorção de glicose acoplada ao Na através do epitélio do túbulo proximal 
A membrana apical contém o cotransportador de Na -glicose (SGLT) que leva , que se move a favor de seu
a glicose para o citoplasma contra seu gradiente de concentração através do uso da energia do Na gradiente eletroquímico. 
Na superfície basolateral da célula, o 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. 
O mesmo padrão básico é utilizado por outras moléculas : uma proteína de sim-que são transportadas acopladas ao Na porte apical e um carreador para difusão facilitada ou um trocador iônico na membrana basolateral.
Outras moléculas que são reabsorvidas por mecanismos similares incluem os aminoácidos, o lactato, intermediários do ciclo do ácido cítrico, como o ␣-ce-toglutarato (␣CG), e íons, como o fosfato e o sulfato. 
Alguns dos transportadores apicais utilizam o H no lugar do Na . Reabsorção passiva: ureia 
A ureia, um resíduo nitrogenado, não possui mecanismos de transporte ativo no túbulo proximal, mas pode se deslocar através das junções celulares epiteliais por difusão, se houver um gradiente de concentração da ureia. 
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 através do processo descrito a seguir. 
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 (p. 148) 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. 
A digestão renal de pequenas proteínas filtradas, na verdade, é um método importante pelo qual peptídeos sinalizadores podem ser removidos da circulação.
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 (p. 146). 
A 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 de saturação, a taxa de transporte é 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 
A reabsorção da glicose no néfron é um excelente exemplo das consequências da saturação. 
Em concentrações normais de glicose no plasma, toda a glicose que entra no néfron é absorvida antes de alcançar o final do túbulo proximal. 
O epitélio tubular é bem suprido de transportadores para capturar a glicose à medida que o filtrado flui através dele. 
Todavia, o que acontece se a concentração de glicose no sangue se torna excessiva, como ocorre no diabetes melito? Nesse caso, a glicose é filtrada mais rapidamente do que os transportadores podem reabsorver. 
Esses transportadores se tornam saturados e são incapazes de reabsorver toda a glicose que flui ao longo do túbulo. Como resultado, parte da glicose não é reabsorvida e é excretada na urina. 
Considere a seguinte analogia: assuma que os transportadores são como assentos de um trem da Disneylândia. 
Em vez de embarcar no trem estacionado a partir de uma plataforma para-da, os passageiros sobem em uma esteira rolante que os carrega pelo trem. Quando os passageiros veem um assento livre, eles sentam nele. 
Entretanto, se há mais pessoas na esteira rolante do que o número de assentos existentes no trem, algumas pessoas não encontrarão lugar para sentar. 
Como a esteira está levando as pessoas em direção à saída, elas não podem esperar pelo próximo trem. Em vez disso, acabam sendo transportadas para a saída. As moléculas de glicose que são filtradas na cápsula de Bowman são como os passageiros sobre a esteira rolante. 
Para serem reabsorvidas, cada molécula de glicose deve ligar-se a um
transportador conforme o filtrado flui através do túbulo proximal. 
Se apenas algumas moléculas entram no túbulo de cada vez, cada uma pode encontrar um transportador livre e ser reabsorvida, como ocorre quando há um pequeno número de pessoas na esteira rolante, e todas encontram assento no trem. 
Contudo, se as moléculas de glicose são filtradas mais rapidamente para dentro do túbulo do que os transportadores de glicose podem as transportar, parte da glicose permanece no lúmen tubular e é excretada na urina. 
A FIGURA 19.10 é uma representação gráfica do manejo renal da glicose. 
A Figura 19.10a mostra que a taxa de filtração da glicose do plasma para dentro da cápsula de Bowman é pro-porcional à concentração de glicose no plasma. 
Devido à filtração não ser saturável, o gráfico continua em uma linha reta até o in-finito: a concentração de glicose no filtrado é sempre igual à sua concentração plasmática. 
A Figura 19.10b mostra a taxa de reabsorção da glico-se no túbulo proximal em função da concentração de glicose. A reabsorção exibe uma taxa de transporte máximo (Tm) quando os carreadores são saturados. 
Observe que as concentrações plasmáticas normais de glicose estão bem abaixo do ponto de saturação. A Figura 19.10c mostra a taxa de excreção da glicose em relação à concentração de glicose no plasma. 
Lembre-se que a excreção é igual à filtração menos a reabsorção (E F R). Quando as concentrações plasmáticas de glicose são baixas o bastante para que 100% da glicose filtrada seja reabsorvida, nenhuma glicose é excretada. 
Uma vez que os transportadores alcançam a saturação, começa a excreção da glicose. A concentração plasmática, na qual a glicose comeca a aparecer na urina, é denominada limiar renal para a glicose.
Quantidade excretada = quantidade filtrada - quantidade reabsorvida + quantidade secretada
Para a glicose, que não é secretada, a equação pode ser reescrita como
 Glicose excretada = glicose filtrada - glicose reabsorvida
Sob condições normais, toda a glicose filtrada é reabsorvida. 
Em outras palavras, a filtração é igual à reabsorção. 
Observe, na Figura 19.10d, que as linhas que representam a filtração e areabsorção são idênticas até a concentração da glicose no plasma alcançar o limiar renal. 
Se a filtração é igual à reabsorção, a diferença algébrica entre as duas é zero, e não há excreção. 
Uma vez que o limiar renal é alcançado, a filtração começa a exceder a reabsorção. 
Observe, no gráfico, que as linhas da filtração e da reabsorção divergem nesse ponto.
 A diferença entre a linha da filtração e a da reabsorção representa a taxa de excreção:
Excreção = filtração (aumentando) - reabsorção (constante). 
A excreção de glicose na urina é chamada de glicosúria e, em geral, indica a presença de uma concentração de glicose elevada no sangue. 
Raramente, a glicose aparece na urina mesmo que a concentração de glicose no sangue seja normal.
 Essa situação é ocasionada por uma alteração genética, na qual o néfron não pode produzir transportadores suficientes.
As pressões nos capilares peritubulares favorecem a reabsorção A reabsorção refere-se ao movimento de solutos e água do lúmen tubular para o líquido intersticial. 
De que maneira, então, o líquido reabsorvido entra no capilar? 
A resposta é que 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. 
Os capilares peritubulares têm uma pressão hidrostática média de 10 mmHg (em contraste com os capilares glomerulares, em que a pressão hidrostática média é de 55 mmHg). 
A pressão coloidosmótica, que favorece o movimento do líquido para dentro dos capilares, é de 30 mmHg. Como resultado, o gradiente de pressão nos capilares peritubulares é de 20 mmHg, favorecendo a absorção do líquido para dentro dos capilares. 
O líquido que é reabsorvido passa dos capilares para a circulação venosa e retorna ao coração.
SECREÇÃO 
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 desses íons. Além disso, muitos compostos orgânicos são secretados. 
Esses compostos incluem tanto metabólitos produzidos no corpo quanto substâncias provenientes do meio externo, conhecidas como xenobióticos. 
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.
Analisaremos como o túbulo realiza a secreção de ânions orgânicos. Os transportadores responsáveis pela secreção de solutos orgânicos apresentam pouca especificidade. 
Por exemplo, a família do transportador de ânions orgânicos (OAT), mostrado nessa figura, 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. Vejamos como isso funciona.
Na primeira etapa desse processo, que é um transporte ativo direto, o túbulo proximal usa ATP para manter a baixa concentração intracelular de Na de Na célula tubular, utilizando um cotransportador Na . Na segunda etapa, o gradiente é, então, usado para concentrar o dicarboxilato dentro da -dicarboxilato, chamado de NaDC. 
O NaDC é encontrado tanto na membra-na apical quanto na membrana basolateral das células do túbulo proximal. Dicarboxilatos são as formas iônicas dos ácidos dicarbo-xílicos, que possuem dois grupos (OCOOH). 
A maior parte dos intermediários do ciclo do ácido cítrico, incluindo o citrato, o oxaloacetato e o -cetoglutarato (CG), são dicarboxilatos. A Figura 19.12 ilustra o CG como o dicarboxilato. 
A concentração de dicarboxilato dentro da célula tubu-lar determina o terceiro passo da secreção de ânions orgânicos. 
O OAT é um transportador ativo indireto, que utiliza o movimen-to do dicarboxilato a favor do seu gradiente de concentração para deslocar um ânion orgânico contra o seu gradiente, transferindo-o para o interior da célula. 
No passo final, uma vez que o ânion or-gânico está concentrado no interior da célula tubular, ele pode ser facilmente transportado por difusão facilitada para o interior do lúmen tubular. 
Os transportadores apicais ainda não foram com-pletamente identificados, mas parecem ser trocadores de ânions.
A competição diminui a secreção de penicilina
A ampla especificidade dos transportadores de ânions orgânicos significa que diferentes substratos podem competir pelos sítios de ligação do transportador (p. 146). 
Um exemplo interessante e importante de uma molécula orgânica secretada pelo OAT é o antibiótico penicilina. 
Muitas pessoas hoje não dão valor aos antibióticos, mas até o início do século XX, as infecções eram a principal causa de morte. 
Em 1928, Alexander Fleming descobriu uma substância no mofo do pão, chamada de Penicillium, que retardava o crescimento bacteriano. Todavia, o antibiótico era difícil de isolar e não se tornou disponível para uso clínico até o final de 1930. 
Durante a Segunda Guerra Mundial, a penicilina fez uma gran-de diferença no número de mortes e amputações causadas pelas feridas infectadas. 
Contudo, o único meio de produzir penicilina era isolá-la do mofo do pão, e o suprimento era limitado. A demanda pelo medicamento era maior pelo fato de os túbulos renais secretarem rapidamente a penicilina. 
A secreção renal é tão eficiente em retirar moléculas estranhas do sangue que, após 3 a 4 horas de a dose de penicilina ter sido administrada, cerca de 80% são excretadas na urina. 
Durante a guerra, a provisão do fármaco era tão pequena frente à demanda que acoleta da urina dos pacientes que estavam sendo tratados com penicilina era um procedimento comum, de forma que o antibió-tico pudesse ser isolado e utilizado novamente. 
Contudo, essa não era uma solução satisfatória, e, assim, os pesquisadores buscaram um meio de reduzir a velocidade de secreção da penicilina. 
Eles esperavam encontrar uma molécula que poderia competir com a penicilina pelos sítios de ligação do transportador de ânions orgânicos, responsável por sua secreção. 
Desse modo, quando apresentado a ambos os fármacos, o transportador se ligaria preferencialmente ao competidor e o secretariado, deixando a penicilina no sangue. A resposta foi a descoberta de um composto sintético, chamado de probenecida. 
Quando a probenecida é administrada concomitantemente com a penicilina, o transportador remove preferencialmente a probenecida, prolongando a atividade da penicilina no corpo. 
Quando a penicilina passou a ser produzida sinteticamente e o seu fornecimento não era mais um problema, o uso da probenecida diminuiu.
EXCREÇÃO
A produção de urina é o resultado de todos os processos que ocorrem no rim. Quando o líquido chega ao final do néfron, ele apresenta pouca semelhança com o líquido que foi filtrado para a cápsula de Bowman. Glicose, aminoácidos e metabólitos úteis desaparecem, tendo sido reabsorvidos para dentro do sangue, e os resíduos orgânicos estão mais concentrados. A concentração de íons e água na urina é extremamente variável, dependendo do estado do corpo. 
Embora a excreção nos diga o que o corpo está eliminando, a excreção por si só não pode nos dar detalhes da função renal. Lembre-se que, para qualquer substância,
A Osmolaridade é a concentração de um soluto em um solvente.No corpo humano, o solvente é a água e o soluto é composto principalmente de sódio, ureia e glicose.