biofisica e fisiologia

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BIOFÍSICA E 
FISIOLOGIA 
Mariluce Ferreira Romão
Visão geral da função renal
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Citar as principais estruturas do sistema renal.
 � Descrever suas principais funções.
 � Definir os processos renais básicos: filtração glomerular, reabsorção
tubular e secreção tubular.
Introdução
O sistema urinário é constituído por dois rins, dois ureteres, uma bexiga 
urinária e uma uretra — que tem três segmentos no sexo masculino e um 
segmento no sexo feminino. Depois de filtrar o plasma do sangue, os rins 
permitem a reabsorção tanto de água quanto de solutos para a corrente 
sanguínea. O que resta dessa reabsorção forma a urina, que passa pelo 
ureter até chegar à bexiga urinária, sendo eliminada por meio da uretra. 
A nefrologia é o estudo científico dos aspectos morfológicos e patoló-
gicos dos rins. A especialidade médica que cuida do aparelho urogenital 
masculino é conhecida como urologia. O médico especialista nessa área 
é chamado de urologista.
Neste capítulo, você vai estudar as principais estruturas do sistema 
renal e os processos renais básicos: filtração glomerular, reabsorção tubular 
e secreção tubular.
Estruturas do sistema renal
A urina é produzida nos rins. Os rins estão localizados ao nível da décima 
primeira e da décima segunda costelas, laterais em relação à coluna vertebral 
e retroperitoneais, ou seja, atrás do peritônio. A margem côncava é observada 
medialmente e a neurovascularização e o ureter transitam nessa região, co-
nhecida como hilo renal. Os rins recebem irrigação das artérias renais, que 
são ramos diretos da aorta abdominal; as veias renais são tributárias da veia 
cava inferior. Os rins recebem, em média, de 20 a 25% do débito cardíaco 
(sangue bombeado para o coração, por minuto), pesam em torno de 0,4% do 
peso total do corpo, ou 120–170 gramas, cada um (SILVERTHORN, 2017). 
A Figura 1 apresenta a estrutura do sistema urinário (a) e a relação dos rins 
com o peritônio (b).
Figura 1. (a) Estruturas do sistema urinário. (b) Relação dos rins com o peritônio. 
Fonte: Silverthorn (2017, p. 592).
A unidade funcional dos rins é o néfron. Uma unidade funcional é iden-
tificada como a menor constituição estrutural que exerce todas as funções de 
determinado órgão. Em secção transversa nos rins é possível identificar o córtex 
externo e a medula interna. Em torno de 80% dos néfrons de cada rim têm 
localização quase completa na região cortical, chamados de néfrons corticais, 
enquanto os 20% restantes são conhecidos como néfrons justamedulares, 
porque penetram na medula internamente. Cada néfron é fragmentado e, em 
cada compartimento, é observada uma relação direta com vasos sanguíneos 
especializados (SILVERTHORN, 2017).
As artérias renais se ramificam até o nível das arteríolas no córtex, formando 
um sistema porta — duas redes de capilares em série, organizadas uma após a 
outra. No sistema porta dos rins, o sangue passa das artérias renais para uma 
arteríola, conhecida como aferente. A partir da arteríolas aferentes, o sangue 
Visão geral da função renal2
flui diretamente para o glomérulo, que representa a primeira rede de capilares 
enovelada. Dos glomérulos, o sangue vai para uma arteríola chamada de efe-
rente, e, a partir dela, passa para a segunda rede de capilares, denominada de 
capilares peritubulares, que, por sua vez, envolvem o túbulo renal. Os vasos 
que penetram nos capilares peritubulares são identificados como vasos retos. 
Por último, os capilares peritubulares confluem nas vênulas e veias menores, 
emitindo o sangue para fora dos rins, pelas veias renais (SILVERTHORN, 2017).
Veja, na Figura 2, detalhes da estrutura interna do rim.
Figura 2. (a) Anatomia interna do rim. (b) e (c) Vascularização renal. 
Fonte: Silverthorn (2017, p. 592).
(a)
(b)
(c)
A prioridade funcional do sistema porta renal é filtrar o sangue nos capi-
lares glomerulares e reabsorver o fluido de volta para o sangue nos capilares 
peritubulares. As forças que impulsionam os fluidos no sistema porta renal 
são similares às forças que regem o filtrado de água e moléculas para a re-
gião externa dos capilares sistêmicos, considerando outros tecidos corporais 
(SILVERTHORN, 2017).
O túbulo renal é constituído por uma única camada de células epiteliais 
interconectadas, localizadas nas proximidades da sua superfície apical. 
As superfícies apicais possuem dobras, chamadas de microvilosidades, en-
3Visão geral da função renal
quanto a superfície basal epitelial polarizada fica disposta sobre uma lâmina ou 
membrana basal. As células são dispostas de forma bem “íntima”, entretanto, 
com certa permeabilidade iônica (SILVERTHORN, 2017).
O néfron começa em uma estrutura sem preenchimento, com forma de 
globo, denominada cápsula de Bowman, que é o envoltório do glomérulo. 
O revestimento interno do glomérulo é aderido ao epitélio da cápsula de 
Bowman, de maneira que o líquido filtrado dos capilares consegue passar de 
forma direta para a região interna do túbulo. Juntos, o glomérulo e a cápsula 
de Bowman são conhecidos como corpúsculo renal. 
Da cápsula de Bowman, o fluido filtrado vai para o túbulo proximal e 
para um segmento em forma de grampo que vai até a medula e depois volta 
para a região cortical — a alça de Henle. A alça de Henle se divide em um 
ramo descendente fino e um ramo ascendente segmentar grosso. O filtrado 
vai até os túbulos distais, que, por sua vez, drenam para o ducto coletor. Um 
túbulo distal com seu respetivo coletor constituem o néfron distal. Os ductos 
coletores transitam pelo córtex e chegam até a medula, drenando para a pelve 
renal. A urina passa pelo ureter para ser excretada (SILVERTHORN, 2017).
Visualize detalhes dessas estruturas na Figura 3.
Figura 3. Anatomia do néfron associada à irrigação sanguínea.
Fonte: Silverthorn (2017, p. 593).
(a) (b)
(c)
Visão geral da função renal4
O néfron é contorcido e se dobra, posteriormente, sobre si próprio, proje-
tando a parte distal do ramo ascendente da alça de Henle entre as arteríolas 
aferente e eferente. Nesse local, identifica-se o aparelho justaglomerular. A 
relação próxima entre o ramo ascendente e as arteríolas favorece a conexão 
parácrina entre essas duas estruturas, que representa aspecto essencial para 
a autorregulação dos rins (SILVERTHORN, 2017). Veja mais detalhes na 
Figura 4.
Figura 4. Anatomia do néfron associada à irrigação sanguínea.
Fonte: Silverthorn (2017, p. 593).
(a)
(b)
As moléculas sinalizadoras parácrina e autócrina chegam até suas células-alvo por 
difusão, por meio do líquido intersticial. Como a distância é um fator limitante para a 
difusão, o alcance efetivo dos sinais parácrinos é restrito às células vizinhas. Um bom 
exemplo de molécula parácrina é a histamina, uma substância química liberada por 
células danificadas (SILVERTHORN, 2017, p. 168).
5Visão geral da função renal
Anatomia externa dos rins 
Um rim adulto dentro dos padrões da normalidade tem um comprimento em 
torno de 10 a 12 cm, uma largura de 5 a 7 cm e uma espessura de, aproxi-
madamente, 3 cm de espessura, com uma massa em média, de 135 a 150g. 
Medialmente, a margem é côncava, na qual é encontrada uma região chamada 
de hilo renal (Figuras 2a e 2c). Pelo hilo emerge dos rins o ureter junto com 
a neurovascularização. 
Os rins são envolvidos por três camadas (Figuras 2a e 2b). Considerando 
a estratificação de superficial para profunda, identifica-se, superficialmente, 
a fáscia renal; em localização intermediária está a cápsula adiposa; e mais 
profunda e intimamente aderida ao rim está a cápsula fibrosa. 
A fáscia renal é uma lâmina fina de tecido conjuntivo denso não mode-
lado, que fixa os rins tanto à parede abdominal posterior quando às outras 
estruturas próximas; em relação ao peritônio, tem localização profunda. 
A cápsula adiposa protege os rins contra traumas e ajuda a mantê-lo posicio-
nado na cavidade abdominal. A cápsula fibrosa é um envoltório de superfícielisa e transparente de tecido conjuntivo denso não modelado, que é contínuo 
com o revestimento superficial do ureter.
A Figura 5 ilustra essas estruturas em secção transversa (a) e coronal (b) 
do abdome.
A nefroptose, condição também conhecida como rim flutuante, consiste no des-
locamento inferior (uma espécie de “queda”) do rim. Ela ocorre quando o rim desliza 
de sua posição normal porque não está bem fixado no lugar pelos órgãos adjacentes 
ou por seu revestimento de tecido adiposo. 
A doença se desenvolve mais frequentemente em pessoas muito magras, com 
cápsula adiposa ou fáscia renal deficiente. É uma condição perigosa porque o ureter 
pode torcer e bloquear o fluxo de urina, e o retorno de urina impõe pressão sobre o 
rim, danificando o tecido renal. O ureter torcido também provoca dor. 
A nefroptose é 10 vezes mais comum em mulheres do que em homens e é muito 
comum na população geral — aproximadamente 25% das pessoas têm algum grau 
de enfraquecimento das faixas fibrosas que mantêm o rim no lugar (TORTORA; DER-
RICKSON, 2016, p. 991).
Visão geral da função renal6
Figura 5. Revestimentos e posicionamento dos rins: (a) Secção transversa do abdome; 
(b) secção coronal do abdome.
Fonte: Tortora e Derrickson (2016, p. 990).
(a)
(b)
7Visão geral da função renal
Anatomia interna dos rins 
Internamente nos rins é possível identificar uma região periférica, com colo-
ração vermelho-clara, chamada de córtex renal, e uma área central castanho-
-avermelhada, denominada medula renal. A medula renal é formada por 
estruturas em formato de cone, conhecidas como pirâmides. A extremidade 
mais larga de cada pirâmide é chamada de base e fica voltada para a região 
cortical, enquanto a sua região mais estreita, ou ápice, está voltada para o hilo, 
e também pode ser chamada de papila renal (TORTORA; DERRICKSON, 
2016).
O córtex renal se estende da cápsula fibrosa até as bases das pirâmides 
e se projeta nos espaços entre elas. Essa região é dividida em zona cortical 
externa e zona justamedular interna. As partes corticais renais estendidas 
entre as pirâmides são chamadas de colunas renais. O córtex e as pirâmides 
juntos são considerados o parênquima, ou porção funcional dos rins. Dentro 
do parênquima, são encontradas as unidades funcionais dos rins, que repre-
sentam, em média, 1 milhão de estruturas microscópicas chamadas de néfrons 
(TORTORA; DERRICKSON, 2016).
O filtrado que é formado pelos néfrons é drenado para os ductos coletores 
que, por sua vez, são estendidos a partir das papilas renais das pirâmides. Dos 
ductos coletores o filtrado drena para os cálices menores, que são estruturas 
com formato de taça, e passam para os e cálices renais maiores. Cada rim possui 
de 8 a 18 cálices renais menores, e entre 2 ou 3 cálices renais maiores. A urina 
drenada para o cálice renal menor vem dos ductos coletores das papilas renais 
e vai para um cálice renal maior. Uma vez que o filtrado entra nos cálices, 
torna-se urina, porque não pode mais ocorrer reabsorção. A urina passa dos 
cálices renais maiores para a pelve renal e, em seguida vai para o ureter até 
chegar na bexiga urinária (TORTORA; DERRICKSON, 2016).
O seio renal é um espaço interno, no qual se expande o hilo, que abriga 
parte da pelve renal, dos cálices, bem como vasos sanguíneos e inervação. 
A gordura auxilia na estabilização da posição dessas estruturas no seio renal 
(TORTORA; DERRICKSON, 2016).
Acompanhe uma ilustração da anatomia interna dos rins na Figura 6.
Visão geral da função renal8
Figura 6. Anatomia interna dos rins: (a) secção coronal dos rins, com ênfase no parênquima; 
(b) secção coronal dos rins, com ênfase no hilo, seio renal e pedículo (estruturas que entram 
e saem dos rins).
Fonte: Tortora e Derrickson (2016, p. 991). 
(a)
(b)
9Visão geral da função renal
Funções renais
Os rins possuem funções essenciais no sistema urinário. Os demais cons-
tituintes do sistema urinário representam, basicamente, vias de transição e 
áreas responsáveis por armazenamento. A seguir, estão descritas as funções 
dos rins segundo Tortora e Derrickson (2016).
 � Regulação da composição iônica do sangue: os rins auxiliam na 
regulação dos níveis de vários íons no sangue. Os mais importantes 
são o sódio (Na+), o potássio (K+), o cálcio (Ca2
+), o cloreto (Cl–) e o 
fosfato (HPO4
2–).
 � Regulação do pH do sangue: os rins são responsáveis pela excreção de 
quantidades variáveis de hidrogênio (H+) para a urina, preservando os 
bicarbonatos (HCO3
–), que estão relacionados com o tamponamento de 
H+ no sangue. As duas ações auxiliam na regulação pH do sanguíneo. 
 � Regulação do volume de sangue: pela eliminação da urina, os rins 
ajudam no ajuste do volume sanguíneo. Quando o volume sanguíneo 
se eleva, aumenta também a pressão arterial e, em contrapartida, se o 
volume do sangue se reduz, a pressão arterial também diminui. 
 � Regulação da pressão arterial: outra forma de os rins auxiliarem no 
controle da pressão arterial é devido à secreção da enzima renina, que, 
por sua vez, aciona o sistema renina-angiotensina-aldosterona (RAA), 
que você pode visualizar na Figura 7. A elevação da renina ocasiona o 
aumento da pressão arterial.
 � Manutenção da osmolaridade do sangue: em relação à regulação da 
perda de água e de solutos na urina, os rins conseguem manter uma 
osmolaridade sanguínea relativamente, constante, em torno de 300 
miliosmóis por litro (mOsm/l).
 � Produção de hormônios: o calcitriol, produzido nos rins, é a forma 
ativa da vitamina D, que auxilia na manutenção da homeostase do 
cálcio. Já a eritropoietina, também produzida nos rins, está relacionada 
com a produção de eritrócitos. Veja mais sobre ambas nas Figura 8 e 9, 
respectivamente.
Visão geral da função renal10
Figura 7. Regulação da secreção de aldosterona pela via renina-angiotensina-aldosterona 
(RAA).
Fonte: Tortora e Derrickson (2016, p. 644–673).
 � Regulação do nível sanguíneo de glicose: de modo semelhante ao 
fígado, os rins utilizam a glutamina (aminoácido) na gliconeogênese 
(síntese de novas moléculas de glicose). Assim, ajudam a disponibilizar 
glicose no sangue, agindo na prevenção de desajustes na glicemia. 
 � Excreção de escórias metabólicas e substâncias estranhas: pela urina, 
os rins excretam escórias metabólicas, ou seja, substâncias que não 
possuem utilidade no corpo. A amônia e a ureia resultam da desaminação 
dos aminoácidos; a bilirrubina resulta da degradação da hemoglobina; 
a creatinina é resultado do fosfato clivado, sobretudo de creatina, nas 
fibras musculares, e o ácido úrico tem origem na degradação de ácidos 
nucleicos. Fármacos e toxinas ambientais também são escórias do 
metabolismo, eliminadas na urina. 
11Visão geral da função renal
Figura 8. Funções da calcitonina, paratormônio e calcitriol (setas laranjas) na homeostasia 
do cálcio.
Fonte: Tortora (2016, p. 644–673).
Figura 9. Formação e destruição das hemácias e reciclagem dos componentes da 
hemoglobina.
Fonte: Tortora (2016, p. 644–673).
Visão geral da função renal12
Processos renais: filtração glomerular, 
reabsorção tubular e secreção tubular
Em média, os rins excretam 1,5 litros de urina por dia. Um volume maior do 
que 99% do líquido que os néfrons recebem precisa retornar ao sangue, para 
evitar a desidratação corporal rápida. Portanto, os rins são responsáveis pelos 
processos de filtração, reabsorção e secreção, executados pelos néfrons, como 
mostra a Figura 10 (SILVERTHORN, 2017). 
A filtração sinaliza a movimentação de líquido do sangue para o néfron. 
Trata-se de um evento que acontece, somente, no corpúsculo renal, devido aos 
envoltórios dos capilares glomerulares e da cápsula de Bowman, que permite 
o fluxo de fluidos. Quando o filtrado chega ao espaço interno do néfron, ele 
passa a fazer parte do meio externo em relação ao corpo, da mesma maneira 
que as substâncias no espaço intersticial interno também passam a compor o 
meio externo. Por isso, o que é filtrado nos néfrons, exceto o que passa porreabsorção, é excretado na urina (SILVERTHORN, 2017).
Após o filtrado deixar a cápsula de Bowman, ele é modificado pelos pro-
cessos de reabsorção e secreção. 
A reabsorção transporta substâncias encontradas no filtrado do es-
paço interno tubular para o sangue, passando pelos capilares peritubulares 
(SILVERTHORN, 2017).
A secreção é responsável pela remoção seletiva de moléculas presentes no 
sangue, adicionando-as ao filtrado dentro dos túbulos. Apesar de a secreção e a 
filtração glomerulares moverem substâncias do sangue para o lúmen tubular, a 
secreção tem maior seletividade, utilizando, em geral, proteínas de membrana 
no transporte de moléculas pelo epitélio tubular (SILVERTHORN, 2017).
Não confunda secreção com excreção. Lembre-se dos 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. 
Ex- significa “fora” indicando algo fora 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) (SILVERTHORN, 2017, p. 596).
13Visão geral da função renal
Figura 10. Função do néfron.
Fonte: Silverthorn (2017, p. 595).
Visão geral da função renal14
Em torno de 180 litros de líquido com as mesmas características do plasma 
sanguíneo, praticamente isosmóticos (pressão osmótica igual), são filtrados 
para a cápsula de Bowman por dia — em média 300 mOsm. Conforme o 
filtrado vai fluindo pelo túbulo proximal, em torno de 70% do seu volume 
total é reabsorvido, permanecendo 54 litros no túbulo. A reabsorção acontece 
no momento em que as células do túbulo proximal movem os solutos para a 
parte externa do lúmen, fator determinante da reabsorção osmótica de água. 
Saindo do túbulo proximal, o filtrado sai com osmolalidade igual à do 
filtrado no momento em que entrou. Por isso, o principal aspecto funcio-
nal do túbulo proximal é a reabsorção isosmótica de água e solutos. O fil-
trado que sai do túbulo proximal atravessa a alça de Henle que, por sua vez, 
é considerada o principal lugar de produção de urina diluída. Atravessando 
a alça de Henle, os solutos são mais reabsorvidos do que a água, de ma-
neira que o filtrado vai se tornando hiposmótico, quando comparado com o 
plasma sanguíneo. Quando o filtrado deixa a alça de Henle, tem em torno de 
100 mOsm, com volume diminuído de 54 L/dia para 18 L/dia. Assim, o maior 
volume do filtrado na cápsula de Bowman já foi reabsorvido para os capilares 
(SILVERTHORN, 2017).
Da alça de Henle, o filtrado vai para o túbulo distal e desemboca no ducto 
coletor. Nesses locais, é regulado o balanço de sal e de água, com o auxílio 
de vários hormônios. Tanto a reabsorção quanto a secreção (com menor con-
tribuição) definem a constituição final do filtrado. Ao final, no ducto coletor, 
o filtrado possui um volume de 1,5 L/dia, com osmolalidade variando entre 
50 a 1.200 mOsm. O volume e a osmolalidade da urina ao final vão depen-
der da necessidade corporal de conservação ou excreção de água e soluto 
(SILVERTHORN, 2017).
A seguir e mais adiante, na Figura 11, um resumo dos processos de filtração, 
reabsorção, secreção e excreção:
 � Filtração: ocorre no corpúsculo renal à medida que o líquido passa dos 
capilares do glomérulo para dentro da cápsula de Bowman. 
 � 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. 
 � Excreção: 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. 
15Visão geral da função renal
Figura 11. Movimento de solutos através do néfron. 
Fonte: Silverthorn (2017, p. 596).
A perda de proteínas plasmáticas na urina causa edema. Em algumas doenças renais, 
os glomerulares capilares são danificados e se tornam tão permeáveis que as proteínas 
plasmáticas entram no filtrado glomerular. Como resultado, o filtrado exerce uma 
pressão coloidosmótica, que puxa a água para fora do sangue. Nessa situação, a 
pressão de filtração efetiva (PFE) aumenta e mais líquido é filtrado. Ao mesmo tempo, 
a pressão coloidosmótica do sangue diminui, porque as proteínas plasmáticas estão 
sendo perdidas na urina. Como a quantidade de líquido que é filtrada dos capilares 
sanguíneos para os tecidos em todo o corpo é maior do que a quantidade que retorna 
por meio da reabsorção, o volume sanguíneo diminui, e o volume de líquido intersticial 
aumenta. Assim, a perda de proteínas plasmáticas na urina causa edema, que nada 
mais é do que um volume anormalmente elevado de líquido intersticial (TORTORA; 
DERRICKSON, 2016, p. 1001).
Visão geral da função renal16
Para finalizar, o sistema urinário, bem como os pulmões no sistema respi-
ratório, utiliza o princípio do equilíbrio ou balanço de massas na manutenção 
da homeostase. A constituição da urina é alterada frequentemente, destacando 
a função renal na regulação de água e íons, seguida da excreção. Os rins são 
responsáveis pela filtração do plasma ao nível dos capilares e pela reabsorção 
e secreção, que sofrem interferência tanto de interações moleculares quanto 
de moléculas, que transitam nas membranas das células dos túbulos (SIL-
VERTHORN, 2017).
SILVERTHORN, D. U. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: 
Artmed, 2017.
TORTORA, G. J.; DERRICKSON, B. Anatomia e fisiologia. 14. ed. Porto Alegre: Artmed, 2016.
Leituras recomendadas
MAURER, M. H. Fisiologia humana ilustrada. 2. ed. Barueri, SP: Manole, 2014.
WIDMAIER, E. P.; RAFF, H.; STRANG, K. T. Vander: fisiologia humana: os mecanismos das 
funções corporais. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017.
17Visão geral da função renal