Resumo - Super Material - Biofísica do Sistema Renal

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BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
SUMÁRIO
1. Introdução ..................................................................... 3
2. Equilíbrio acidobásico ............................................... 5
3. Fluxo renal sanguíneo .............................................. 8
4. Filtração .......................................................................12
5. Reabsorção ................................................................17
5. Excreção ......................................................................19
Referências Bibliograficas .........................................21
3BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
1. INTRODUÇÃO
O sistema renal é responsável pela 
manutenção do volume dos líquidos 
extracelulares e pela concentração 
dos mais variados íons e substâncias. 
Participa da regulação da pressão ar-
terial média e retira resíduos e impu-
rezas do sangue. Embora seja um sis-
tema relacionado à excreção, sabe-se 
que este está intimamente ligado ao 
sistema cardiovascular, desde o con-
trole volumétrico e seus íons até a 
síntese de enzimas que modulam 
diretamente a pressão arterial como 
da renina, reguladora da produção da 
angiotensina. 
SE LIGA! Os rins regulam o volume do 
líquido extracelular, a pressão do sangue 
e a osmolalidade; mantêm o balanço iô-
nico; regulam o pH; excretam resíduos e 
substâncias estranhas; e participam de 
vias endócrinas.
Os rins realizam suas diversas fun-
ções através da filtração glomeru-
lar, reabsorção e secreção tubular. O 
sangue é levado ao néfron, unidade 
funcional dos rins, através das arterí-
olas aferentes, as quais se ramificam 
no interior do corpúsculo glomerular, 
onde acontece a filtração. Estes ca-
pilares anastomosam para formar as 
arteríolas renais eferentes que con-
duzem o sangue para os capilares 
peritubulares em direção a circulação 
sistêmica. 
Filtração é o movimento de líquido 
do sangue para o lúmen do néfron. 
A filtração ocorre apenas no corpús-
culo renal, onde as paredes dos ca-
pilares glomerulares e da cápsula de 
Bowman são modificadas para per-
mitir o fluxo do líquido. 
Uma vez que o fluido filtrado, cha-
mado de filtrado, chega ao lúmen do 
néfron, ele se torna parte do meio ex-
terno 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 pro-
cessos de reabsorção e secreção. A 
reabsorção é um processo de trans-
porte de substâncias presentes no fil-
trado, do lúmen tubular de volta para 
o sangue através dos capilares peri-
tubulares. A secreção remove sele-
tivamente moléculas do sangue e as 
adiciona ao filtrado no lúmen tubular. 
Embora a secreção e a filtração glo-
merular movam substâncias do san-
gue 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.
4BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
Figura 1. Movimento de solutos através do néfron. Fonte: SILVERTHORN, D. Fisiologia Humana: Uma Abordagem 
Integrada, 7ª Edição, Artmed,. 2017.
Filtração
Função 
do néfron
Excreção
Reabsorção
Secreção
Movimento do sangue 
para o lúmen
Do lúmen para fora do corpo
Do lúmen para o sangue
Do sangue para o lúmen
5BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
2. EQUILÍBRIO 
ACIDOBÁSICO
A regulação do equilíbrio acidobásico 
é feita por processos fisiológicos que 
mantêm a concentração de certos 
íons nos líquidos do organismo em 
níveis compatíveis com a vida e o seu 
correto funcionamento. As alterações 
da homeostase acidobásica consti-
tuem problemas clínicos comuns, e a 
abordagem desses problemas requer 
o conhecimento dos princípios da fi-
siologia acidobásica. 
Para melhor entendermos o contro-
le do pH do organismo, é necessá-
rio que tenhamos conhecimento do 
transporte de gases pelo sangue e de 
como os rins podem ajudar a manter 
a concentração de hidrogênio dentro 
dos limites aceitáveis pelo organismo. 
Os rins têm um papel fundamental no 
equilíbrio acidobásico do organismo. 
Eles são órgãos responsáveis pela fil-
tração, excreção e reabsorção de vá-
rios metabólitos e íons, dentre eles o 
H+ e o HCO3-, íons essenciais para 
a manutenção do pH plasmático. Tor-
na-se importante, portanto, conhecer 
os mecanismos pelos quais os rins 
controlam as taxas de H+ e HCO3- 
no plasma. Vamos analisar alguns 
transportes que ocorrem no néfron, 
a unidade funcional do rim. É no né-
fron que as trocas ocorrem. O néfron 
é composto por várias partes, cadas 
uma delas com uma função diferente.
6BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
Figura 2. Estruturas do néfron. Fonte: SILVERTHORN, D. Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada, 7ª Edição, 
Artmed,. 2017.
SEGMENTO DO NÉFRON PROCESSOS
Corpúsculo renal (glomérulo + cápsula de Bowman) 
Filtração do plasma livre de proteínas dos capilares 
para a cápsula.
Túbulo proximal
Reabsorção isosmótica de nutrientes orgânicos, íons 
e água. Secreção de metabólitos e moléculas xenobi-
óticas, como a penicilina.
Alça de Henle
Reabsorção de íons superior à reabsorção de água 
para a geração de um fluido luminal diluído. O arranjo 
em contracorrente contribui para a concentração do 
líquido intersticial na medula rena
Néfron distal (túbulo distal + ducto coletor)
Regulação da reabsorção de íons e água para a ma-
nutenção do equilíbrio hidroeletrolítico e da homeos-
tasia do pH.
Tabela 1. Segmentos do néfron e suas funções
7BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
O sangue chega até o néfron através 
da arteríola aferente, que logo forma 
um enovelado de capilares, chamado 
de glomérulo, dentro da cápsula de 
Bowman. Após enovelar-se, ela sai 
da cápsula, agora como arteríola efe-
rente. A cápsula é formada por duas 
camadas, uma interna e outra exter-
na. Entre elas fica o espaço capsular, 
onde se acumula o filtrado glomerular. 
O sistema tubular do néfron inicia-se 
na cápsula de Bowman e logo sofre 
contorções que se denominam túbu-
lo contorcido proximal. Depois dis-
so, temos a Alça de Henle, formada 
por uma porção descendente e outra 
ascendente. O sistema tubular sofre 
nova contorção para formar o túbulo 
contorcido distal, que depois se abre 
para túbulo coletor, onde a urina, já 
formada, é conduzida, em última aná-
lise, até o ureter para ser excretada.
O rim controla a concentração de H+ 
no plasma, excretando mais ou me-
nos H+ no filtrado glomerular, for-
mando, assim, urina mais ácida ou 
mais alcalina, respectivamente. Há 
duas maneiras diferentes pelas quais 
o H+ pode ser excretado: 
• nos seguimentos tubulares proxi-
mais, por transporte ativo primário 
ou antiporter com o íon de sódio, e 
• nos segmentos tubulares distais, 
por transporte ativo primário. 
No túbulo proximal, o Na + filtrado 
pelo glomérulo é reabsorvido em tro-
ca da excreção de um H+ proveniente 
da célula renal. Essa troca é realiza-
da através de um antiporter de Na+ /
H+. O túbulo proximal é praticamen-
te impermeável ao íon de HCO3-. O 
H+ secretado em troca do Na+ reage 
com o bicarbonato, formando CO2 e 
H2O. O H2O fica no túbulo, diluindo 
o filtrado, e o CO2 é absorvido para 
dentro da célula tubular. O CO2, ago-
ra dentro da célula, faz a reação in-
versa, ou seja, reage com a água para 
formar hidrogênio e bicarbonato. O 
hidrogênio é secretado para a luz do 
túbulo por transporte ativo primário 
ou pelo antiporter de Na+ /H+, e o bi-
carbonato é reabsorvido para o plas-
ma através de um transporte ativo 
secundário à bomba de sódio e po-
tássio, um simporter com o sódio ou 
um antiporter com o íon de cloreto. 
Veja que, nesse processo, para cada 
H+ excretado, tem-se a reabsorção 
de um íon de HCO3-. A reabsorção 
é essencial para manter o funciona-
mento do sistema de tampão.
Nos túbulos distal e coletor, nós tam-
bém temos eliminação de H+. O pro-
cesso tem início com a absorção do 
CO2 para dentro da célula tubular. O 
CO2 combina-se com o H2O,sob ca-
tálise da anidrase carbônica, forman-
do H2CO3, que logo se dissocia em 
HCO3- e H+. O HCO3- é reabsorvido 
por um antiporter com o cloro. O H+ 
formado é excretado por uma proteína 
8BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
específica, com gasto de energia. O 
Cl- é excretado por transporte passivo 
para o filtrado glomerular. Nesse pro-
cesso, também houve reabsorção de 
HCO3- e eliminação de H+.
Figura 3. Sistema de transporte de bicarbonato nos túbulos distal e coletor. 
Fonte: Biofísica para ciências biomédicas, 2002.
3. FLUXO RENAL 
SANGUÍNEO
Em um homem de 70 quilos, o flu-
xo sanguíneo para ambos os rins é 
de cerca de 1.100 mL/min ou, apro-
ximadamente, 22% do débito cardí-
aco. Considerando o fato de que os 
dois rins constituem apenas cerca de 
0,4% do peso corporal total, pode-se 
observar que eles recebem fluxo san-
guíneo extremamente elevado, com-
parado a outros órgãos. 
Assim como em outros tecidos, o flu-
xo sanguíneo supre os rins com nu-
trientes e remove produtos indesejá-
veis. Entretanto, o elevado fluxo para 
os rins excede em muito essa neces-
sidade. O propósito desse fluxo adi-
cional é suprir plasma suficiente para 
se ter altas intensidades da filtração 
glomerular, necessárias para a regu-
lação precisa dos volumes dos líqui-
dos corporais e das concentrações 
de solutos. Como é de se esperar, 
os mecanismos que regulam o fluxo 
sanguíneo renal estão intimamente 
ligados ao controle da filtração glo-
merular (FG) e das funções excretoras 
dos rins. 
O fluxo sanguíneo renal é determina-
do pelo gradiente de pressão ao lon-
go da vasculatura renal (a diferença 
9BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
entre as pressões hidrostáticas na 
artéria renal e na veia renal) dividido 
pela resistência vascular renal total: 
A pressão na artéria renal é aproxi-
madamente igual à pressão arterial 
sistêmica, e a pressão na veia renal é, 
em média, de 3 a 4 mmHg na maioria 
das condições. Como em outros leitos 
vasculares, a resistência vascular total 
através dos rins é determinada pela 
soma das resistências nos segmen-
tos vasculares individuais, incluindo 
artérias, arteríolas, capilares e veias. 
A maior parte da resistência vascular 
renal reside em três segmentos prin-
cipais: artérias interlobulares, arterío-
las aferentes e arteríolas eferentes. A 
resistência desses vasos é controlada 
pelo sistema nervoso simpático, vá-
rios hormônios e pelos mecanismos 
renais de controle local, como discu-
tido adiante. Aumento da resistência 
de qualquer um desses segmentos 
vasculares dos rins tende a reduzir o 
fluxo sanguíneo renal, enquanto a di-
minuição da resistência vascular au-
menta o fluxo sanguíneo renal se as 
pressões na artéria e veia renal per-
manecerem constantes. 
Embora as alterações da pressão ar-
terial tenham alguma influência sobre 
o fluxo sanguíneo renal, os rins têm 
mecanismos efetivos para manter o 
fluxo sanguíneo renal e a FG relativa-
mente constantes em faixa de pres-
são arterial entre 80 e 170 mmHg, 
processo chamado autorregulação. 
Essa capacidade para a autorregula-
ção ocorre por mecanismos que são 
completamente intrínsecos aos rins.
10BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
Figura 4. Esquema das relações entre os vasos sanguíneos e estruturas tubulares e diferenças entre os néfrons cor-
ticais e justamedulares. Fonte: Hall, John E. 2015. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. 13th ed. Guyton 
Physiology. London, England: W B Saunders.
Papel da aldosterona
Esse sistema é ativado com a diminui-
ção da pressão sanguínea, diminui-
ção do volume sanguíneo, diminuição 
da pressão renal, diminuição de sódio 
no túbulo distal renal e/ou aumento da 
atividade simpática. O sistema inicia-
-se com a pró-renina que se converte 
em renina nas células justaglomeru-
lares do rim. 
Quando a renina está presente no 
plasma, ela catalisa a conversão do 
angiotensinogênio (produzido no fí-
gado) em angiotensina I. A angioten-
sina I sofre a ação da enzima con-
versora de angiotensina (ECA), para 
11BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
formar a angiotensina II nos pulmões, 
nos rins e nas células superficiais do 
endotélio. A angiotensina II estimula 
a secreção de aldosterona nas célu-
las da zona glomerular da glândula 
suprarrenal. 
A aldosterona tem a função de au-
mentar a reabsorção de sódio no tú-
bulo distal e nos ductos coletores, au-
mentando a osmolaridade, o volume 
do líquido extracelular e o volume 
sanguíneo. Também potencializa a 
atividade da bomba Na + /K+ -ATPa-
se para aumentar a retenção de sódio 
e excreção de potássio e do íon de 
H+. Portanto, a aldosterona também 
regula o equilíbrio acidobásico, já que 
ela absorve dois íons de sódio e em 
troca elimina na urina um íon de po-
tássio e um íon de hidrogênio.
Figura 5. Mecanismo de reabsorção de sódio mediado pela aldosterona na célula principal da porção final do túbulo 
distal e ducto coletor. Fonte: Biofísica para ciências biomédicas, 2002.
12BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
A angiotensina II atua diretamente 
elevando a pressão sanguínea, por 
sua ação vasoconstritora. Essa tam-
bém age diretamente no rim, poten-
cializando o trocador Na + /H+ no 
túbulo proximal e intensificando a re-
absorção de sódio e de bicarbonato 
(HCO3 - ).
4. FILTRAÇÃO
A filtração é um processo conhecido 
por nós. É o método em que se sepa-
ram substâncias sob pressão, como 
que ocorre quando coamos café.
Formalmente, podemos definir a fil-
tração como processo de separação 
de um sistema sólido-líquido ou só-
lido-gasoso e que consiste em fazer 
tal sistema passar através de um ma-
terial poroso (filtro) que retém o corpo 
sólido e deixa passar a fase líquida 
ou gasosa. Quando as substâncias 
retidas pelo filtro apresentam dimen-
sões muito pequenas (da ordem de 
micrômetros), o processo é denomi-
nado ultrafiltração.
Os rins têm como principal função 
filtrar o plasma para formar a urina. 
Nesse processo, as hemácias e as 
proteínas do plasma não são filtradas, 
já que são substâncias preciosas para 
o organismo.
Diariamente passam pelos rins cerca 
de 900 L de sangue, dos quais 180 li-
tros são filtrados. Porém, como só uri-
namos cerca de um litro por dia, 179 
litros serão reabsorvidos ao longo 
dos néfrons. Essa reabsorção se dá 
por processos de difusão de solutos, 
melhor explicado no tópico a seguir. 
Por hora, nossa ênfase é na filtração 
do plasma, que, como dissemos, é um 
processo que ocorre sob pressão.
SAIBA MAIS!
Difusão é a tendência de um soluto se espalhar homogeneamente pelo solvente; assim, em 
uma solução difusiva, seus componentes se espalham homogeneamente um no outro se-
gundo a regra da difusão. 
Assim, a difusão é um processo pelo qual o sistema caminha para estabilidade espontânea. 
É um processo de desorganização, pois os elementos do sistema em difusão perdem a sua 
ordem original, apontando para um estado de homogeneidade absoluta e incerteza máxima. 
O cristal de sódio, antes de se dissolver, apresenta um grau de ordem máximo: é um cubo 
perfeito, sobre o qual, mesmo no decorrer de milênios, continuaremos sabendo, com con-
siderável certeza, a localização de seus átomos. Com a dissolução, perdemos a ordem e as 
certezas. Depois que um determinado cristal se dissolve na água e se difunde por ela, não 
podemos mais estimar com precisão microscópica onde está cada um de seus átomos. 
Podemos classificar um sistema em que a difusão como um sistema em busca de equilíbrio, 
no qual, após a difusão, a energia estará homogeneamente distribuída dentro de seus limites. 
13BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
Para que ocorre a filtração, os vasos 
sanguíneos, ao chegarem aos né-
frons, formam uma rede capilar eno-
velada, que denominamos glomérulo. 
A pressão existente no glomérulo 
é a pressão hidrostática do san-
gue, que tende a acelerar o filtrado 
para fora (em direção a cápsula de 
Bowman, que é a porção inicial do 
néfron). Opondo-se à filtração, exis-
tem duas pressões - a pressão oncó-
tica no glomérulo, determinada pelas 
proteínas ali existentes, e a pressão 
hidrostática na cápsulade Bowman 
(pressão capsular), que aumenta à 
medida que o filtrado se acumula na 
cápsula.
Assim, a pressão efetiva da fração 
(PEF) é determinada pela aritmética 
entre a pressão hidrostática do glo-
mérulo (PH), a pressão oncótica (PO) 
e a pressão capsular (PC), da seguin-
te maneira: PEF é igual a PH, menos 
a soma entre PO e PC. 
Figura 6. Determinantes da pressão efetiva de filtração no glomérulo. Fonte: MOURÃO JÚNIOR, C.A.; ABRAMOV, 
D.M. Biofísica Essencial. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013.
14BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
HORA DA REVISÃO!
Pressão do líquido (ou pressão hidrostática) é a pressão exercida por um líquido em um 
corpo real ou hipotético. Em outras palavras, a pressão existe havendo ou não um corpo 
submerso no líquido. O líquido exerce uma pressão (P) em um objeto submerso nele a 
uma certa profundidade a partir da superfície (h). A lei de Pascal nos permite encontrar 
a pressão do líquido a uma profundidade específica para qualquer líquido. Ela estabelece 
que:
em que
P = pressão do líquido (medida em pascais, Pa)
ρ = densidade do líquido
g = aceleração devida à gravidade (10 m/s2)
h = profundidade abaixo da superfície do líquido
A pressão do líquido não está relacionada à forma do recipiente no qual está localizado. 
SE LIGA! A pressão hidrostática nos capilares glomerulares é de, em média, 55 mmHg, fa-
vorecendo a filtração. Opondo-se à filtração estão a pressão coloidosmótica de 30 mmHg 
e a pressão hidrostática da cápsula média de 15 mmHg. A força motriz resultante é de 10 
mmHg, a favor da filtração.
Forças que favorecem
Forças que 
Influenciam a 
Ultrafiltração
Forças que dificultam
Pressão Hidrostática 
no Capilar Glomerular
Pressão Oncótica do 
Espaço de Bowman
Pressão Hidrostática no 
Espaço de Bowman
Pressão Oncótica no 
Capilar Glomerular
15BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
A filtração ocorre no corpúsculo re-
nal, 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 en-
trarem no lúmen tubular: o endotélio 
do capilar glomerular, uma lâmina ba-
sal (membrana basal) e o epitélio da 
cápsula de Bowman.
A primeira barreira é o endotélio capi-
lar. Os capilares glomerulares são ca-
pilares fenestrados com grandes po-
ros, que permitem que a maioria dos 
componentes plasmáticos sejam fil-
trados através do endotélio. Os poros 
são pequenos o bastante, contudo, 
para impedir que as células do san-
gue deixem o capilar. Proteínas carre-
gadas negativamente, presentes na 
superfície dos poros, também ajudam 
a repelir as proteínas plasmáticas car-
regadas negativamente.
A segunda barreira de filtração é a 
lâmina basal, uma camada acelu-
lar de matriz extracelular que separa 
o endotélio do capilar do epitélio da 
cápsula de Bowman. A lâmina basal 
é constituída por glicoproteínas car-
regadas negativamente, colágeno e 
outras proteínas. Ela atua como uma 
peneira grossa, excluindo a maioria 
das proteínas plasmáticas do líquido 
que é filtrado através dela. 
A terceira barreira de filtração é o epi-
télio da cápsula de Bowman. A por-
ção 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 princi-
pal da célula.
Barreira 
de filtração 
glomerular
Células endoteliais
Membrana glomerular 
basal carga negativa
Podócitos (epiteliais)
16BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
Figura 7. O endotélio do capilar glomerular, a lâmina basal e o epitélio da cápsula de Bowman criam uma barreira de 
filtração de três camadas. As substâncias filtradas passam através dos poros endoteliais e das fendas de filtração. 
Fonte: SILVERTHORN, D. Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada, 7ª Edição, Artmed,. 2017.
SAIBA MAIS!
Nefropatia diabética: O estágio final da insuficiência renal, no qual a função dos rins se de-
teriora além da capacidade de recuperação, é uma complicação que ameaça a vida de 30 a 
40% das pessoas com diabetes tipo 1, e de 10 a 20% dos pacientes com diabetes tipo 2. 
Como em muitas outras complicações do diabetes, a causa exata da insuficiência renal não 
é clara. A nefropatia diabética geralmente inicia com um aumento na filtração glomerular. 
Este é seguido pelo aparecimento de proteínas na urina (proteinúria), uma indicação de que a 
barreira de filtração normal sofreu alterações. Nos estágios posteriores, a taxa de filtração di-
minui. Esse estágio é associado ao espessamento da lâmina basal glomerular e a mudanças 
nos podócitos e nas células mesangiais. O crescimento anormal das células mesangiais com-
prime os capilares glomerulares e impede o fluxo sanguíneo, contribuindo para a redução da 
filtração glomerular. Nesse estágio, os pacientes precisam ter sua função renal suplementada 
por diálise, e, por fim, podem necessitar de um transplante renal. 
Diálise
Quando os rins falham, ou seja, na insu-
ficiência renal, é preciso filtrar o sangue 
artificialmente, por meio de um proces-
so denominado diálise (rim artificial), 
que consiste em um processo físico-
-químico pelo qual duas soluções (de 
concentrações diferentes) são separa-
das por uma membrana semipermeá-
vel; após certo tempo, as substâncias 
17BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
passam pela membrana para igualar as 
concentrações.
O termo diálise vem do grego e signi-
fica “passar através”. Ela consiste em 
realizar a filtração do sangue, permitin-
do se retirarem os catabólitos celulares. 
Esse processo é feito através de mem-
branas semipermeáveis, chamadas de 
dialisadoras. O processo de diálise com 
as membranas dialisadoras tenta imitar, 
da melhor maneira possível, a filtração 
glomerular normal, nos pacientes com 
insuficiência renal aguda e crônica, bem 
como naqueles com intoxicações exó-
genas ou endógenas. 
As membranas dialisadoras podem ser 
naturais ou artificiais. A membrana diali-
sadora natural mais utilizada para diálise 
é a membrana peritoneal, a qual reveste 
a superfície interna da cavidade abdomi-
nal, delimitando com ela um espaço, que 
será utilizado para a diálise peritoneal. 
As membranas artificiais são obtidas da 
celulose (celofane e ceprofane) ou das 
polissulfonas (poliacrilonitrila, metilmeta-
crilato e amicon). 
Hemodiálise é a modalidade de diálise 
que se processa num circuito extracor-
póreo devidamente construído e instala-
do no “rim artificial”. O circuito extracor-
póreo é constituído por uma linha arterial 
e outra venosa de material plástico, entre 
as quais se interpõem um hemodialisa-
dor. Através de uma via de acesso vas-
cular (fístula arteriovenosa, shunt etc.), é 
obtido um fluxo de sangue do paciente, 
que, por várias horas, continuamente 
perfunde um hemodialisador e dele re-
torna ao paciente pela linha venosa. O 
hemodialisador é um artefato plástico 
que contém a membrana dialisadora 
artificial. A membrana dialisadora, pela 
face interna, delimita um espaço que 
será perfundido pelo sangue do pacien-
te e, pela face externa, um espaço que 
será ocupado pelo dialisato ou “banho” 
de diálise (solução de sais e glicose com 
composição e concentração semelhante 
à do volume extracelular normal). 
Diálise peritoneal é a modalidade que 
utiliza o dialisador peritoneal, isto é, a ca-
vidade abdominal com seu revestimen-
to pela membrana peritoneal, visceral e 
parietal. O acesso é feito por cateteres 
especiais, através do qual se infunde um 
volume de solução dialisadora peritone-
al, com a qual se processarão as trocas.
5. REABSORÇÃO
Em geral, a reabsorção tubular é quan-
titativamente mais importante do que a 
secreção na formação da urina, mas a 
secreção tem papel importante na deter-
minação das quantidades de potássio, 
íons hidrogênio e outras poucas subs-
tâncias que são excretadas na urina. A 
maioria das substâncias que devem ser 
retiradas do sangue, principalmente os 
produtos finais do metabolismo, comoureia, creatinina, ácido úrico e uratos, é 
pouco reabsorvida e, assim, excretada 
em grande quantidade na urina. Certos 
fármacos e substâncias estranhas são 
também pouco reabsorvidos, mas, além 
18BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
disso, são secretados do sangue para os 
túbulos, de modo que suas intensidades 
de excreção são altas. De modo oposto, 
eletrólitos como os íons sódio, cloreto e 
bicarbonato, são reabsorvidos e, assim, 
pequena quantidade aparece na urina. 
Certas substâncias nutricionais, como os 
aminoácidos e a glicose, são completa-
mente reabsorvidas dos túbulos para o 
sangue e não aparecem na urina, mes-
mo que grande quantidade seja filtrada 
pelos capilares glomerulares. 
Cada um dos processos — filtração glo-
merular, reabsorção tubular e secreção 
tubular — é regulado de acordo com as 
necessidades corporais. Por exemplo, 
quando ocorre excesso de sódio no cor-
po, a intensidade com que o sódio nor-
malmente é filtrado aumenta e pequena 
fração do sódio filtrado é reabsorvida, 
resultando em excreção urinária aumen-
tada de sódio. 
Para a maioria das substâncias, as in-
tensidades de filtração e de reabsorção 
são extremamente altas em relação às 
de excreção. Portanto, mesmo ligeiras 
alterações na filtração glomerular ou na 
reabsorção tubular podem levar a alte-
rações relativamente grandes da excre-
ção renal. Por exemplo, aumento da fil-
tração glomerular (FG) de apenas 10% 
(de 180 para 198 L/dia) poderia elevar 
o volume urinário por 13 vezes (de 1,5 
para 19,5 L/dia) se a reabsorção tubular 
permanecesse constante. Na realidade, 
alterações da filtração glomerular e da 
reabsorção tubular geralmente agem de 
forma coordenada para produzir as alte-
rações necessárias da excreção renal.
SAIBA MAIS!
Por que grandes quantidades de solutos são filtradas e depois reabsorvidas pelos rins?
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 subs-
tâncias 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 exter-
no, 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 homeosta-
sia, 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. 
19BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
5. 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 seme-
lhança com o líquido que foi filtrado 
para a cápsula de Bowman. Glicose, 
aminoácidos e metabólitos úteis de-
saparecem, tendo sido reabsorvidos 
para dentro do sangue, e os resíduos 
orgânicos estão mais concentrados. 
A concentração de íons e água na uri-
na é extremamente variável, depen-
dendo do estado do corpo.
Apenas a taxa de excreção de uma 
substância não nos diz nada sobre 
como o rim maneja essa substância. 
A taxa de excreção de uma substân-
cia depende:
• (1) da taxa de filtração da substân-
cia e 
• (2) de se a substância é reabsorvi-
da, 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. Indústrias farmacêuticas que 
desenvolvem fármacos precisam for-
necer à Food and Drug Administra-
tion informação completa sobre como 
o rim maneja cada novo composto. 
Todavia, como os investigadores que 
lidam com seres humanos vivos po-
dem avaliar a filtração, a reabsorção 
e a secreção em néfrons individuais? 
Eles não têm como fazer isso de ma-
neira direta: os rins não são facilmente 
acessíveis e os néfrons são microscó-
picos. Por essa razão, cientistas tive-
ram de desenvolver uma técnica que 
lhes permitisse avaliar a função renal 
usando apenas a análise da urina e 
do sangue. Para fazer isso, eles apli-
cam o conceito de depuração.
A depuração descreve quantos milili-
tros de plasma que passam pelos rins 
são totalmente limpos de um soluto 
em um dado período de tempo.
Pela Tabela abaixo, dois fatos são 
evidentes. Primeiro, os processos de 
filtração glomerular e de reabsorção 
tubular são quantitativamente maio-
res, em relação à excreção urinária, 
para muitas substâncias. Essa situ-
ação significa que uma pequena al-
teração da filtração glomerular ou da 
reabsorção tubular é, em potencial, 
capaz de causar alteração relativa-
mente grande na excreção urinária. 
Por exemplo, diminuição de 10% na 
reabsorção tubular, de 178,5 para 
160,7 L/dia, aumentaria o volume uri-
nário de 1,5 para 19,3 L/dia (aumento 
de quase 13 vezes), caso a filtração 
glomerular (FG) permanecesse cons-
tante. Na realidade, no entanto, as al-
terações na reabsorção tubular e na 
filtração glomerular são precisamente 
20BIOFÍSICA DO SISTEMA RENAL
coordenadas, de modo que grandes 
flutuações na excreção urinária são 
evitadas. 
Segundo, diferentemente da filtração 
glomerular, que é relativamente não 
seletiva (isto é, praticamente todos os 
solutos do plasma são filtrados, exce-
to as proteínas plasmáticas ou subs-
tâncias ligadas a elas), a reabsorção 
tubular é muito seletiva. Algumas 
substâncias, como glicose e aminoá-
cidos, são quase que completamente 
reabsorvidas pelos túbulos, de modo 
que a intensidade da excreção uriná-
ria é, em termos práticos, zero. Muitos 
dos íons do plasma, como sódio, clo-
reto e bicarbonato, também são muito 
reabsorvidos, mas suas intensidades 
de reabsorção e de excreção urinárias 
são variáveis, dependendo das ne-
cessidades do organismo. Resíduos 
de produtos como ureia e creatinina, 
ao contrário, são pouco reabsorvidos 
pelos túbulos, sendo excretados em 
quantidades relativamente altas. 
Assim, pelo controle da reabsorção 
de diferentes substâncias, os rins re-
gulam a excreção de solutos, inde-
pendentemente uns dos outros, ca-
racterística essencial para o controle 
preciso da composição dos líquidos 
corporais. Neste Capítulo, discutire-
mos os mecanismos que permitem 
que os rins seletivamente reabsor-
vam ou secretem substâncias dife-
rentes com intensidades variáveis.
Tabela 2. Taxas de Filtração, Reabsorção e Excreção de substâncias diferentes pelos rins. Fonte: Hall, John E. 2015. 
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. 13th ed. Guyton Physiology. London, England: W B Saunders.
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