APG 26- Fisiologia dos rins

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APG 26- Fisiologia dos rins 
1- Compreender a fisiologia do sistema urinário; 
2- Entender o sistema renina-angiotensina-aldosterona. 
Três processos básicos ocorrem nos néfrons: 
filtração, reabsorção e secreção. 
 Filtração é o movimento de líquido do sangue 
para o lúmen do néfron, ocorre apenas no 
corpúsculo renal, onde as paredes dos 
capilares glomerulares e da cápsula de 
Bowman são modificadas para permitir o fluxo 
do líquido. Uma vez que o fluido filtrado, 
chamado de filtrado, chega ao lúmen do 
néfron, ele se torna parte do meio externo ao 
corpo, da mesma forma que as substâncias no 
lúmen intestinal fazem parte do meio externo. 
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. 
 
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. Sob condições normais, as células 
sanguíneas permanecem no capilar, de modo 
que o filtrado é composto apenas de água e 
de solutos dissolvidos. 
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. 
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. Os detalhes de como funcionam essas 
barreiras de filtração estão ainda em estudo. 
Endotélio do 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 - uma camada acelular de matriz 
extracelular que separa o endotélio do capilar 
do epitélio da cápsula de Bowman. 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 
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 da fenda 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. 
As três pressões que determinam a filtração 
gloumerular – pressão do capilar sanguíneo, 
pressão coloidosmótica do capilar e a pressão 
do fluido capsular: 
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. 
TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR (TFG) - é a 
quantidade de fluido que é filtrada para o 
interior da cápsula de Bowman por unidade de 
tempo. A TFG média é de 125 mL/min, ou 180 
L/dia. 
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. 
A TFG é controlada primariamente pela 
regulação do fluxo 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, depende 
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 
constrição, e a pressão hidrostática nos 
capilares glomerulares aumenta. O aumento da 
pressão glomerularaumenta 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 autorregulação 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 parácrina 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 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. 
Retroalimentação tubuloglomerular A 
retroalimentação 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 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 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 (células justaglomerulares). 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. 
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, 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 
parácrinos, 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 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 vasodilatadoras. 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. 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 
reabsorvidas 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 ocorrer 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 águae 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 do lúmen tubular 
para o líquido extra-celular cria um gradiente 
elétrico transepitelial, no qual o lúmé 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, Ca2 e ureia) que permaneceram 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 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 de K+ no interior da célula. O 
resultado final é a reabsorção de Na+ através 
do epitélio 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 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. 
 O mesmo padrão básico é utilizado por 
outras moléculas que são transportadas 
acopladas ao Na+: uma proteína de simporte 
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 -cetoglutarato 
(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 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. 
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 capilarespara 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. 
Os transportadores responsáveis pela secreção 
de solutos orgânicos apresentam pouca 
especifidade. 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. 
 Na primeira etapa desse processo, que é um 
transporte ativo direto, o túbulo proximal usa 
ATP para manter a baixa concentração 
intracelular de Na+ . Na segunda etapa, o 
gradiente de Na+ é, então, usado para 
concentrar o dicarboxilato dentro da célula 
tubular, utilizando um cotransportador Na-
dicarboxilato, chamado de NaDC. O NaDC é 
encontrado tanto na membrana apical quanto 
na membrana basolateral das células do 
túbulo proximal. Dicarboxilatos são as formas 
iônicas dos ácidos dicarboxílicos, 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 concentração de dicarboxilato dentro da 
célula tubular determina o terceiro passo da 
secreção de ânions orgânicos. O OAT é um 
transportador ativo indireto, que utiliza o 
movimento 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 orgânico 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 
completamente identificados, mas parecem ser 
trocadores de ânion 
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. 
 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. O manejo 
renal de uma substância e a TFG são, muitas 
vezes, de interesse clínico. Por exemplo, os 
médicos usam a informação sobre a TFG da 
pessoa como um indicador da função global 
do rim. 
Miccção 
 
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 bexinga 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 esfincteres. 
O esfincter interno da uretra é uma 
continuação da parede da bexiga e é 
formado por músculo liso. Seu tônus normal o 
mantém contraído. O esfincter 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 
esfincter 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. Lá, a 
informação é integrada e transferida a dois 
conjuntos de neurônios. O estímulo da bexiga 
urinária cheia estimula os neurônios 
parassimpáticos, que inervam o músculo liso da 
parede da bexiga urinária. O músculo liso 
contrai, aumentando a pressão no conteúdo 
da bexiga urinária. Simultaneamente, os 
neurônios motores somáticos que inervam o 
esfincter externo da uretra são inibidos. 
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 esfincter interno da uretra* a abrir 
enquanto o esfincter externo relaxa. A urina 
passa para a uretra e para fora do corpo, 
auxiliada pela gravidade. 
Este reflexo de micção simples ocorre 
principalmente em crianças que ainda não 
foram treinadas para o controle dos esfincteres. 
Uma pessoa que foi treinada para o controle 
esfincteriano adquire um reflexo aprendido, que 
mantém o reflexo da micção inibido até que 
ele ou ela deseje conscientemente urinar. O 
reflexo aprendido envolve fibras sensoriais 
adicionais à bexiga urinária, que sinalizam o 
grau de enchimento. Centros no tronco 
encefálico e no córtex cerebral recebem essa 
informação e superam o reflexo de micção 
básico, inibindo diretamente as fibras 
parassimpáticas e reforçando a contração do 
esfincter externo da uretra. Quando chega o 
momento apropriado para urinar, esses mesmos 
centros removem a inibição e facilitam o reflexo, 
inibindo a contração do esfincter externo da 
uretra. 
Além do controle consciente da micção, vários 
fatores inconscientes podem afetar esse reflexo. 
A “bexiga tímida” é uma condição na qual a 
pessoa não consegue urinar na presença de 
outra pessoa, apesar de sua intenção 
consciente de fazê-lo. O som de água corrente 
facilita a micção e, muitas vezes, é utilizado 
para ajudar os pacientes a urinar quando a 
uretra está irritada pela inserção de um 
cateter, um tubo inserido dentro da bexiga 
urinária para drená-la passivamente. 
SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA 
A angiotensina II (ANG II) é o sinal que 
normalmente controla a liberação de 
aldosterona do córtex da glândula suprarrenal. 
A ANG II é um componente do sistema renina-
angiotensina (SRA), uma via complexa para a 
manutenção da pressão arterialque atua em 
vários passos. A via SRA inicia quando células 
granulares justaglomerulares, localizadas nas 
arteríolas aferentes dos néfrons, secretam uma 
enzima, chamada de renina. A renina converte 
uma proteína plasmática inativa, o 
angiotensinogênio, em angiotensina I (ANG I) (o 
sufixo –gênio indica um precursor inativo). 
Quando a ANG I presente no sangue encontra 
uma enzima, chamada de enzima conversora 
da angiotensina (ECA), ela é convertida à ANG 
II. 
Pensava-se que essa conversão ocorresse 
apenas nos pulmões, mas sabe-se agora que a 
ECA está presente no endotélio dos vasos 
sanguíneos em todo o corpo. Quando a ANG II 
no sangue alcança a glândula suprarrenal, ela 
estimula a síntese e a liberação da 
aldosterona. Por fim, no néfron distal, a 
aldosterona desencadeia as reações 
intracelulares que estimulam a reabsorção de 
Na+ pelo túbulo renal. 
Os estímulos que ativam a via SRA são todos 
relacionados direta ou indiretamente à baixa 
pressão arterial: 
1. As células granulares são sensíveis à pressão 
arterial. Elas respondem à baixa pressão 
arterial nas arteríolas renais, secretando renina. 
2. Os neurônios simpáticos, ativados pelo 
centro de controle cardiovascular quando a 
pressão arterial diminui, terminam nas células 
granulares e estimulam a secreção de renina. 
3. A retroalimentação parácrina – da mácula 
densa no túbulo distal para as células 
granulares – estimula a liberação de renina . 
Quando o fluxo de líquido através do túbulo 
distal é alto, as células da mácula densa 
liberam sinais parácrinos, que inibem a 
liberação de renina. Quando o fluxo de líquido 
no túbulo distal diminui, as células da mácula 
densa sinalizam para as células granulares 
secretarem renina. 
A reabsorção de sódio não aumenta 
diretamente a baixa pressão arterial, mas a 
retenção de Na+ aumenta a osmolalidade, o 
que estimula a sede. Quando a pessoa bebe 
mais líquido, o volume do LEC aumenta. 
Quando o volume do sangue aumenta, a 
pressão arterial também aumenta. 
Contudo, os efeitos da via SRA não estão 
limitados à liberação da aldosterona. A 
angiotensina II é um hormônio notável, com 
efeitos adicionais que levam ao aumento da 
pressão arterial. Essas ações fazem da ANG II 
um hormônio importante por si só, não 
meramente como uma etapa intermediária na 
via de controle da aldosterona. 
EFEITOS DA ANGIOTENSINA II: 
A angiotensina II tem efeitos significativos no 
equilíbrio hídrico e na pressão arterial, além de 
estimular a secreção de aldosterona, 
demonstrando a função integrada dos sistemas 
renal e circulatório. A ANG II aumenta a 
pressão arterial tanto direta quanto 
indiretamente através de cinco mecanismos 
adicionais: 
1. A ANG II aumenta a secreção de 
vasopressina. Receptores de ANG II no 
hipotálamo iniciam 
este reflexo. A 
retenção de líquido 
nos rins sob a 
influência da 
vasopressina ajuda a 
conservar o volume 
sanguíneo, mantendo, 
assim, a pressão 
arterial. 
2. A ANG II estimula a 
sede. A ingestão de 
líquido é uma resposta 
comportamental que 
aumenta o volume 
sanguíneo e eleva a 
pressão arterial. 
3. A ANG II é um dos mais 
potentes 
vasoconstritores conhecidos em seres 
humanos. A vasoconstrição faz a 
pressão arterial aumentar sem que 
ocorra mudança no volume sanguíneo. 
4. A ativação de receptores de ANG II no 
centro de controle cardiovascular 
aumenta a estimulação simpática do 
coração e dos vasos sanguíneos. A 
estimulação simpática aumenta o 
débito cardíaco e a vasoconstrição, os 
quais aumentam a pressão arterial. 
5. A ANG II aumenta a reabsorção de Na+ 
no túbulo proximal. A ANG II estimula um 
transportador apical, o trocador Na-
H(NHE). A reabsorção de sódio no 
túbulo proximal é seguida pela 
reabsorção de água, de forma que o 
efeito resultante é a reabsorção 
isosmótica do líquido, conservando 
volume 
Uma vez que esses efeitos de aumento da 
pressão causados pela ANG II se tornaram 
conhecidos, não foi uma surpresa as 
companhias farmacêuticas começarem a 
buscar por fármacos que bloqueassem a 
ANG II. Essas pesquisas resultaram no 
desenvolvimento de uma nova classe de 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
fármacos anti-hipertensivos, chamados de 
inibidores da ECA. Esses medicamentos 
bloqueiam a conversão de ANG I em ANG II 
mediada pela ECA, ajudando, assim, a 
relaxar os vasos sanguíneos e baixar a 
pressão arterial. Menos ANG II significa 
menos liberação de aldosterona, e, por fim, 
uma redução no volume do LEC. Todas 
essas respostas contribuem para baixar a 
pressão arterial. 
Entretanto, os inibidores da ECA causam 
efeitos colaterais em alguns pacientes. A 
ECA inativa uma citocina chamada de 
bradicinina. Quando a ECA é inibida por 
medicamentos, os níveis de bradicinina 
aumentam, e, em alguns pacientes, isso 
produz uma tosse seca. Uma solução foi o 
desenvolvimento de fármacos chamados de 
bloqueadores dos receptores de 
angiotensina, que bloqueiam os efeitos da 
ANG II sobre a pressão arterial ligando-se 
aos receptores AT1. Recentemente, outra 
classe de fármacos foi aprovada, os 
inibitores diretos da renina. Eles diminuem a 
atividade plasmática da renina, o que 
bloqueia a produção de ANG I e inibe 
toda a via SRA. 
 
ADH OU VASOPRESSINA 
 
Como as células do túbulo distal e do 
ducto coletor alteram sua permeabilidade 
à água? Esse processo envolve a adição 
ou a remoção de poros de água na 
membrana apical sob estímulo de um 
hormônio da neuro-hipófise, chamado de 
vasopressina. Devido à vasopressina 
provocar a retenção de água no corpo, 
ela também é conhecida como hormônio 
antidiurético (ADH). Quando a vasopressina 
atua nas células-alvo, o epitélio do ducto 
coletor torna-se permeável à água, 
permitindo a sua saída do lúmen tubular. A 
água move-se por osmose devido à maior 
osmolalidade das células tubulares e do 
líquido intersticial medular em comparação 
à osmolalidade do líquido tubular. Na 
ausência de vasopressina, o ducto coletor 
é impermeável à água. Embora exista um 
gradiente de concentração através do 
epitélio, a água permanece no túbulo, 
produzindo urina diluída. A permeabilidade 
à água do ducto coletor não é um 
fenômeno tudo ou nada, como o parágrafo 
anterior pode sugerir. 
A permeabilidade é variável, dependendo 
de quanta vasopressina está presente. O 
efeito gradual da vasopressina permite ao 
corpo regular a concentração de urina de 
acordo com as necessidades corporais: 
quanto maiores os níveis de vasopressina, 
mais água é reabsorvida. 
Vasopressina e aquaporinas - A maioria 
das membranas do corpo é permeável à 
água. O que torna as células do néfron 
distal diferentes? A resposta tem relação 
com os poros de água que são 
encontrados nessas células. Os poros de 
água são aquaporinas, uma família de 
canais de membrana, com pelo menos 10 
isoformas diferentes, que existem nos tecidos 
de mamíferos. O rim apresenta várias 
isoformas das aquaporinas, incluindo a 
aquaporina 2 (AQP2), o canal de água 
que é regulado pela vasopressina. 
A AQP2 pode ser encontrada em dois 
locais nas células do ducto coletor: na 
membrana apical, voltada para o lúmen 
tubular, e na membrana das vesículas de 
armazenamento, no citoplasma. (Duas outras 
isoformas de aquaporina estão presentes 
na membrana basolateral, mas estas não 
são reguladas pela vasopressina.) 
 Quando os níveis de vasopressina – e, 
consequentemente, a permeabilidade à 
água dos ductos coletores – são baixos, as 
células dos ductos coletores têm poucos 
poros de água em sua membrana apical e 
estocam seus poros de água AQP2 nas 
vesículas citoplasmáticas de 
armazenamento. Quando a vasopressina 
chega ao ducto coletor, ela se liga aos 
seus receptores V2 na membrana 
basolateral das células. Essa ligação ativa 
uma proteína G e o sistema de segundo 
mensageiro do AMPc. A fosforilação 
subsequentede proteínas intracelulares faz 
as vesículas de AQP2 se moverem para a 
membrana apical e fundirem-se com ela. 
A exocitose insere os poros de água AQP2 
na membrana apical, tornando a célula 
permeável à água. Esse processo, no qual 
partes da membrana celular são 
alternadamente adicionadas por exocitose 
e removidas por endocitose, é denominado 
reciclagem da membrana. 
Um ponto que às vezes é difícil de lembrar 
é que este não é um sistema estático, em 
que o filtrado permanece passivamente 
dentro do lúmen tubular aguardando pela 
reabsorção de solutos e água. O ducto 
coletor, assim como outros segmentos do 
néfron, é um sistema de fluxo. Se a 
membrana apical possui baixa 
permeabilidade à água, a maioria da 
água filtrada passará pelo túbulo sem ser 
reabsorvida e terminará sendo excretada 
na urina. 
O volume sanguíneo e a osmolalidade 
ativam osmorreceptores 
 Quais estímulos controlam a secreção da 
vasopressina? Eles são três: osmolalidade 
plasmática, volume sanguíneo e pressão 
arterial. O estímulo mais potente para a 
liberação da vasopressina é o aumento da 
osmolalidade plasmática. A osmolalidade é 
monitorada por osmorreceptores, neurônios 
sensíveis ao estiramento que aumentam sua 
frequência de disparo quando a 
osmolalidade aumenta. Nosso modelo atual 
indica que quando os osmorreceptores 
encolhem, canais catiônicos inespecíficos 
associados aos filamentos de actina se 
abrem, despolarizando a célula. 
Os principais osmorreceptores que regulam 
a liberação da vasopressina se encontram 
no hipotálamo. Quando a osmolalidade 
plasmática está abaixo do valor limiar de 
280 mOsM, os osmorreceptores não 
disparam, e a liberação da vasopressina 
pela hipófise cessa. Se a osmolalidade 
plasmática aumenta acima de 280 mOsM, 
os osmorreceptores retraem-se e disparam 
para estimular a liberação de vasopressina. 
A redução da pressão arterial e do volume 
sanguíneos são estímulos menos poderosos 
para a liberação da vasopressina. 
Os principais receptores que detectam a 
redução de volume são os sensíveis ao 
estiramento, presentes nos átrios. A pressão 
arterial é monitorada pelos mesmos 
barorreceptores carotídeos e aórticos que 
iniciam as respostas cardiovasculares. 
Quando a pressão arterial ou o volume 
sanguíneo diminuem, esses receptores 
sinalizam para o hipotálamo secretar 
vasopressina e conservar líquido. 
 
Em adultos, a secreção de vasopressina 
também apresenta um ritmo circadiano, com 
secreção aumentada durante a noite. 
Como resultado desse aumento, menos urina 
é produzida durante a noite do que 
durante o dia, e a primeira urina excretada 
pela manhã é mais concentrada. Uma 
teoria para a causa da enurese noturna em 
crianças (i.e., crianças que urinam na cama) 
é que elas têm um retardo no 
desenvolvimento do padrão normal de 
secreção aumentada de vasopressina 
durante a noite. Com menos vasopressina, o 
débito urinário da criança permanece 
elevado, fazendo a bexiga urinária encher 
até a sua capacidade máxima e esvaziar 
espontaneamente durante o sono. Muitas 
dessas crianças podem ser tratadas com 
sucesso com um spray nasal de 
desmopressina, um derivado da 
vasopressina, administrado antes de dormir. 
Peptídeos natriuréticos promovem a 
excreção de Na e água 
Então, em 1981, um grupo de 
pesquisadores canadenses observou que 
injeções do homogeneizado atrial de rato 
causavam uma rápida, mas breve, excreção 
de Na e água na urina de ratos. Eles 
pensaram ter achado o hormônio que 
faltava, com atividade complementar à da 
aldosterona e à da vasopressina. Como 
visto, eles tinham descoberto o primeiro 
peptídeo natriurético (PN), um membro da 
família dos hormônios que parecem ser 
antagonistas endógenos do SRA. 
O peptídeo natriurético atrial (PNA; também 
chamado de atriopeptina) é um hormônio 
peptídico produzido em células 
especializadas do miocárdio, localizadas 
principalmente no átrio cardíaco. O PNA é 
sintetizado como parte de um grande pró- 
-hormônio que é clivado em vários 
fragmentos de hormônio ativo. Um hormônio 
relacionado, o peptídeo natriurético 
cerebral (PNC), é sintetizado por células 
miocárdicas ventriculares e por certos 
neurônios do cérebro. Os peptídeos 
natriuréticos são liberados pelo coração 
quando as células miocárdicas se estiram 
mais que o normal. Os peptídeos 
natriuréticos ligam-se a enzimas receptoras 
de membrama, que funcionam através do 
sistema de segundo mensageiro do GMPc. 
O PNA é a molécula sinalizadora mais 
importante na fisiologia normal. 
O PNA e seus peptídeos natriuréticos 
associados são liberados quando o volume 
sanguíneo aumentado causa um aumento 
do estiramento dos átrios. No nível sistêmico, 
o PNA aumenta a excreção de Nae água 
para reduzir o volume sanguíneo; além 
disso, ele atua em vários locais. No rim, ele 
aumenta a TFG através da dilatação das 
arteríolas aferentes, além de reduzir 
diretamente a reabsorção de Na+ no ducto 
coletor. 
Os peptídeos natriuréticos também atuam 
indiretamente para aumentar a excreção 
de Na+ e água através da inibição da 
liberação de renina, aldosterona e 
vasopressina, ações que reforçam o efeito 
natriurético direto. Além disso, os peptídeos 
natriuréticos agem diretamente no centro 
de controle cardiovascular do bulbo para 
diminuir a pressão arterial. O PNC é agora 
reconhecido como um marcador biológico 
importante para a insuficiência cardíaca, 
pois sua produção aumenta com a 
dilatação e com o aumento da pressão 
ventricular. Centros de emergências 
hospitalares têm utilizado os níveis de PNC 
para distinguir dispneia (dificuldade de 
respirar) na insuficiência cardíaca da 
dispneia causada por outros fatores. Os 
níveis de PNC também são usados como um 
preditor independente de insuficiência 
cardíaca e morte súbita decorrente de 
arritmias cardíacas.