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Fisiologia Renal
Conceito
Os rins são órgãos pareados situados na parede posterior do abdome, retroperitoneais. O fluxo sanguíneo dos rins corresponde a 25% do Débito Cardíaco, porém
representam menos de 0,5% do peso corporal.
Exercem importantes funções fisiológicas ligadas a manutenção da homeostasia, como:
1. A excreção de metabólitos, substâncias químicas estranhas e tóxicas.
2. A regulação do equilíbrio eletrolítico, osmolaridade, pressão arterial, balanço acidobásico.
3. Realização de gliconeogênese.
4. Secreção, metabolismo e excreção de hormônios.
 
O Néfron
Os néfrons são estruturas constituídas pelo Corpúsculo Renal, Túbulo Proximal, Alça de Henle e Túbulo Distal e Ducto Coletor. Cada rim contém de 800.000 a 1 milhão
de néfrons que não podem ser regenerados. São estruturas fundamentais para a função renal.
Podem ser divididos em:
Corticais
Apresentam Alças de Henle mais curtas, que alcançam a medula renal externamente. Seu sistema tubular é recoberto por uma malha de capilares peritubulares e sua
função está relacionada a regulação e excreção.
Justaglomerulares
Apresentam alças de Henle mais longas e alcançam a região mais interna da medula renal. Longas arteríolas eferentes se estendem do glomérulo até a medula e se dividem
em capilares peritubulares especializados denominados Vasa Recta. Estão associados a manutenção da concentração da urina.
Corpúsculo Renal
A formação da urina começa com o movimento passivo do ultrafiltrado plasmático dos glomérulos para o espaço de Bowman, ou seja, o movimento passivo de líquido
essencialmente desprovido de proteínas dos. O Glomérulo consiste em uma rede de capilares suprida pela arteríola aferente e drenada pela arteríola eferente. A Cápsula
de Bowman é um túbulo de fundo cego que acolhe o túbulo contorcido distal. são importantes por produzirem, armazenarem e liberarem a renina, bem como o
mecanismo de retroalimentação tubuloglomerular.
 
Anatomia detalhada do corpúsculo renal e aparelho justaglomerular: Mácula densa (MD), células mesangiais extraglomerulares (MEG), células granulares (G),
Arteríolas aferentes (AA), Membrana basal (MB), Espaço de Bowman (EB), arteríola eferente (AE), célula endotelial (EN), Processos podais do podócito (PP), Células
mesangiais (M), Corpo celular do podócito (camada celular visceral) (PP), Epitélio parietal (EP), Célula do túbulo proximal (TP).
Filtração Glomerular (FG)
O filtrado glomerular é livre de proteínas e componentes celulares, como hemácias. A FG corresponde a cerca de 20% do filtrado glomerular e é determinado pelo balanço
das forças hidrostáticas e coloidosmóticas e o coeficiente de filtração glomerular (Kf).
A membrana capilar glomerular é formada por Endotélio Capilar, que apresenta milhares de fenestrações, Membrana Basal, apresenta trama colágena e fibrilas
proteoglicanas, e Células epiteliais (Podócitos), apresenta fendas de filtração onde o filtrado glomerular se desloca. Mesmo com alta intensidade de filtração, a membrana
capilar glomerular normalmente não filtra proteínas plasmáticas e outras moléculas grandes de carga negativa, pois as camadas porosas da membrana capilar glomerular
têm carga negativa dificultando essa filtração.
Correlação clínica
Nefropatia com alteração mínima: Quando as cargas negativas da membrana basal são perdidas de forma considerável, permitindo que proteínas sejam filtradas, tendo
na urina o aparecimento albumina, condição conhecida como Proteinúria.
A IFG (Índice de Filtração Glomerular) ou TFG (Taxa de Filtração Glomerular) é igual à soma das intensidades da filtração de todos os néfrons funcionantes. Portanto, é
índice da função renal. Queda na IFG geralmente representa a progressão de doença renal. A creatinina é produto do metabolismo da creatina na musculatura esquelética,
podendo ser usada para medir a IFG.
Como vimos, o Fluxo Sanguíneo Renal (FSR) é muito elevado, sendo importante para suprir plasma suficiente para ter alta intensidade de filtração glomerular, necessário
para a regulação dos volumes dos líquidos corporais e concentração do soluto.
 
Controle fisiológico da Filtração Glomerular e FSR.
A ativação do Sistema Nervoso Simpático diminui a Filtração Glomerular, geralmente em distúrbios graves agudos. Hormônios e Autacoides (fatores biológicos que agem
como hormônios locais) também influenciam a FG como:
A Norepinefrina, Epinefrina e Endotelina diminuem a FG pelos seus efeitos vasoconstritores, principalmente em condições patológicas.
A Angiotensina II provoca constrições das arteríolas aferentes na maioria das condições fisiológicas, pois é um poderoso vasoconstritor renal do Sistema Renina-
Angiotensina, diminuindo a FG.
O Óxido Nítrico é um autocoide liberado pelo endotélio vascular renal que diminui a resistência vascular renal, aumentando assim a FG.
A Prostaglandina e a Bradicinina são hormônios e autocoides que causam vasodilatação e aumento do FSR e da FG.
 
Autorregulação da IFG e FSR
A Regulação se dá por dois mecanismos que regulam o tônus da arteríola aferente
1. Por Pressão Arterial (Mecanismo Miogênico)
Quando a pressão arterial se eleva e a arteríola aferente se distende, a musculatura lise se contrai. Como o aumento da resistência arteriolar contrabalança o aumento da
pressão, o FSR e, portanto, a IFG permanecem constantes.
2. Por alterações na concentração de NaCl (feedback tubuloglomerular)
Aumento da IFG aumenta a [NaCl] no líquido tubular da alça de Henle. O aumento da [NaCl] é detectado pela mácula densa e convertido em sinal que eleva a resistência
da arteríola aferente (RA), o que diminui a IFG. Essa é a retroalimentação tubuloglomerular.
Formação da Urina e Função Tubular
A formação da urina envolve: Ultrafiltração do plasma pelo Glomérulo, reabsorção de água e solutos do ultrafiltrado e secreção dos fluidos selecionados para fluido
tubular. As substâncias reabsorvidas são transportadas através das membranas epiteliais tubulares para o líquido intersticial renal e depois retornar ao sangue, pelas
membranas dos capilares peritubulares. Os solutos são transportados através das células (via transcelular), por difusão passiva ou transporte ativo, ou entre as células (via
paracelular), por difusão. A água é transportada através das células e entre as células tubulares por osmose. O transporte de água e solutos do líquido intersticial, para os
capilares peritubulares, ocorre por ultrafiltração.
O Transporte Ativo Primário através da Membrana Tubular
O Transporte Ativo Primário relaciona a hidrólise do ATP com o movimento do soluto contra o gradiente eletroquímico. Um exemplo de mecanismo é a Bomba de Sódio-
Potássio que está envolvida na reabsorção ativa de sódio pela sódio-potássio ATPase e ocorre na maioria dos segmentos do túbulo. Dessa forma, a reabsorção resultante
dos íons sódio do lúmen tubular para o sangue ocorre com as seguintes etapas:
1. O sódio se difunde através da membrana luminal (apical) para dentro da célula a favor do gradiente eletroquímico estabelecido pela bomba de Sódio-Potássio
ATPase.
2. O sódio é transportado contra o gradiente de concentração estabelecido pela bomba de Sódio-Potássio ATPase.
3. O sódio, água e outras substâncias são reabsorvidos para os capilares peritubulares onde ocorre ultrafiltração.
O Transporte Ativo Secundário através da Membrana Tubular
Ocorre quando duas ou mais substâncias interagem com uma proteína específica de membrana e são ambas transportadas através da membrana. Uma vez que uma (o
sódio por exemplo) se difunde por seu gradiente eletroquímico, a energia liberada é utilizada para mover outra substância (como a glicose) contra seu gradiente. Ou seja,
como descrito nesse exemplo, a glicose será reabsorvida sem gasto de energia, porém secundariamente ao transporte ativo de sódio (bomba de sódio-potássio).
Algumas porções do túbulo proximal reabsorvem moléculas grandes através de Pinocitose, que é um transporte ativo para reabsorção de proteínas. Já a reabsorção passiva
de água por osmose está acoplada com a reabsorção de sódio e dependeda permeabilidade à água nos túbulos distais e coletores, sendo regulada pelo ADH. Os íons
Cloreto, a Ureia e outros solutos são reabsorvidos por difusão passiva.
Reabsorção em cada porção do Néfron
 Como vimos anteriormente, a transporte das substâncias pela membrana tubular depende da espessura da mesma, podemos resumir os nutrientes que transportam pelo
néfron, em cada parte, pelo seguinte esquema:
O ducto coletor medular tem algumas características especiais:
Tem sua permeabilidade regulada pelos níveis de ADH, que reduz o volume urinário e concentra os solutos da urina quando elevado.
É permeável à ureia.
O ducto coletor medular é capaz de secretar íons hidrogênio contra o gradiente de concentração.
Regulação da Reabsorção Tubular
Balanço Glomerulotubular: A partir de mecanismos como o feedback (retroalimentação) tubuloglomerular, os túbulos ao aumentam a TFG para compensar a
carga tubular aumentada.
Forças físicas do líquido Capilar Peritubular e Intersticial Renal: 
Pressão Hidrostática dos capilares peritubulares (se opõe a reabsorção)
Pressão Hidrostática no interstício renal (favorece a reabsorção)
Pressão Coloidosmótica das proteínas plasmáticas nos capilares peritubulares (favorece a reabsorção)
Pressão Coloidosmótica no interstício renal (se opõe a reabsorção)
A pressão hidrostática nos capilares peritubulares é influenciada pela pressão arterial (seu aumento inibe a absorção) e resistência das arteríolas aferentes e eferentes (seu
aumento estimula a absorção). Natriurese (aumento da excreção urinária de sódio) e Diurese (aumento da produção de urina) Pressórica são fenômenos em que o pequeno
aumento da PA (Pressão Arterial) causa acentuado aumento do DU (Débito Urinário). Os fatores que contribuem para esse fato são:
1. O aumento da FG.
2. Diminui a porcentagem de carga filtrada de sódio e água que é reabsorvida pelos túbulos. Ocorre especialmente nos vasa recta da medula renal, aumentando a
pressão hidrostática.
3. A angiotensina II aumenta a reabsorção do sódio pelos túbulos e estimula a aldosterona, que aumenta ainda mais a reabsorção.
A tabela abaixo ajuda na compreensão dos efeitos hormonais na reabsorção tubular:
A ativação intensa do Sistema Nervoso Simpático pode diminuir a excreção de sódio e água, reduzindo a FG. Ocorre devido a contração das arteríolas e estimulação da
liberação de Renina e formação de Angiotensina II, o que aumenta a reabsorção tubular e diminui a excreção de sódio.
Concentração da Urina
Os rins excretam água pela produção de urina diluída, ou seja, independe da excreção de soluto. O ADH tem grande importância no controle da concentração da urina por
mecanismo de feedback. O Hormônio Antidiurético aumenta a permeabilidade à água nos túbulos distais e coletores, permitindo a reabsorção e diminuição do volume
urinário.
O mecanismo de formação de urina consiste na reabsorção contínua de solutos, a partir dos segmentos distais do sistema tubular sem reabsorção de água. De forma geral,
no Túbulo Proximal o líquido tubular permanece isosmótico, é diluído no ramo ascendente da Alça de Henle, é mais diluído nos Túbulos Distais e Coletores (Na ausência
de ADH).
O túbulo distal dilui ainda mais o líquido tubular, pois promove o transporte ativo de íons sódio para fora do túbulo, mas é relativamente impermeável à água. Já no túbulo
coletor cortical, a quantidade de água reabsorvida depende das concentrações plasmáticas do ADH, devido a permeabilidade já discutida.
Mecanismo de Contracorrente
Para a excreção concentrada de urina é necessário alto nível de ADH e alta osmolaridade do líquido intersticial renal. Mecanismo de contracorrente é o processo em que o
líquido intersticial se torna hiperosmótico. Esse mecanismo depende da disposição anatômica peculiar das alças de Henle e da vasa recta, capilares peritubulares
especializados da medula renal. Os fatores que contribuem para o aumento da concentração de solutos da medula renal:
Transporte ativo de íons sódio e cotransporte de íons potássio, cloreto, e etc, no ramo ascendente espesso da alça de Henle para o interstício medular.
Transporte ativo de íons dos ductos coletores para o interstício.
Difusão facilitada de grande quantidade de ureia, dos ductos coletores medulares internos para o interstício.
Difusão de pequena quantidade de água para o interstício.
O Sistema Multiplicador de Contracorrente pode ser ilustrado a seguir:
1. Inicialmente a alça está isosmótica em relação ao plasma.
2. A bomba de íons ativa do ramo ascendente espesso reduz a concentração tubular e eleva a concentração do interstício.
3. Ocorre a regulação do equilíbrio osmótico no ramo descendente.
4. Corresponde ao fluxo adicional de líquido do túbulo proximal para a alça de Henle, fazendo com que o líquido hiperosmótico flua para o ramo ascendente.
5. Depois de chegar ao ramo ascendente, os íons são bombeados para o interstício, com retenção de água no líquido tubular.
6. O líquido no ramo descendente atinge o equilíbrio com o líquido intersticial medular hiperosmótico
7. Essas etapas ocorrem repetidas vezes, esse processo gradativamente retém solutos na medula e multiplica o gradiente de concentração, estabelecido pelo
bombeamento ativo de íons até que a osmolaridade chegue na etapa
A troca por contracorrente da Vasa Recta contribui também para a manutenção da hiperosmolaridade. O plasma que flui no ramo descendente dos vasa recta fica mais
hiperosmótico, em decorrência da difusão de água para fora do sangue e da difusão de solutos do líquido intersticial renal para o sangue. No ramo ascendente dos vasa
recta, os solutos se difundem de volta ao líquido intersticial, e a água retorna aos vasa recta também por difusão. Sem o formato em U dos capilares dos vasa recta,
haveria grande perda de solutos pela medula renal.
 
Papel da Ureia
 
 A ureia contribui de 40% a 50% da osmolaridade do interstício da medula renal (hiperosmótica), quando o rim está formando urina extremamente concentrada. A Ureia é
reabsorvida passivamente pelo túbulo. Recirculação da ureia absorvida pelo ducto coletor medular para o líquido intersticial. A ureia se difunde para a parte delgada da
alça de Henle, passa pelos túbulos distais e, por fim, retorna ao ducto coletor. A recirculação da ureia auxilia na retenção de ureia, no interstício medular, e contribui para a
hiperosmolaridade da medula renal.
Quanto aos transportadores de ureia:
UT-A1 e UT-A3: facilitam a difusão de ureia para fora dos ductos coletores medulares.
UT-A2 facilitam a difusão de ureia para dentro da alça de Henle descendente delgada.
Nervos Simpáticos Renais
Inervam as arteríolas aferentes e eferentes, bem como as células do néfron. Quando os barorreceptores vasculares são ativados, mandam estimulo para o SNA, gerando os
seguintes efeitos:
Contração de arteríolas aferentes e eferentes por receptores α-adrenérgicos, diminuindo a Pressão Hidrostática do Capilar Glomerular e consequente diminuição da
TFG.
As arteríolas aferentes estimulam, por receptores β-adrenérgicos, a secreção de renina.
Estimulação da reabsorção de NaCl
Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona
As células justaglomerulares são responsáveis pela síntese, armazenamento e liberação da Renina. A secreção é estimulada pela pressão de perfusão, atividade dos nervos
simpáticos e diminuição de NaCl pela mácula densa.
O Eixo SRAA pode ser sintetizado como:
1. A renina é sintetizada nos rins como pró-renina nas células justaglomerulares (situadas nas arteríolas aferentes próximas aos glomérulos).
2. Quando a PA sobe, a pró-renina é clivada em renina. Ela é uma enzima que age sobre o angiotensinogênio (globulina, liberando a angiotensina I (que tem ligeiras
propriedades vasoconstritoras, mas não suficientes).
3. 2 aminoácidos saem da angiotensina I e então ela vira angiotensina II. Essa conversão ocorre em grande parte nos pulmões, devido a presença de enzima conversora de
angiotensinogênio.
4. A angiotensina II é um potente vasoconstritor e é inativada por enzimas chamadas angiotensinases.5. A angiotensina II age na:
a. Vasoconstrição.
b. Diminuição da excreção de sal e água pelos rins.
6. A angiotensina II é um importante secretagogo para a aldosterona. Aumento na [K+] é outro estímulo importante para a secreção de aldosterona.
7. A Aldosterona reduz a excreção de NaCl pela estimulação de sua reabsorção pelo ramo espesso da alça de Henle, do túbulo distal e do ducto coletor.
Peptídeos Natriuréticos
Os miócitos atriais produzem e armazenam o hormônio peptídico PNA e os miócitos ventriculares produzem e armazenam, em sua maior parte, PNC, e são secretados
quando o coração se dilata. Suas ações quanto a excreção de água e NaCl é antagônico ao SRAA, como:
Vasodilatação da arteríola aferente e vasoconstrição da arteríola eferente do glomérulo.
Inibição da secreção de renina pelas arteríolas aferentes
Inibição da secreção de aldosterona pelas células glomerulosas do córtex suprarrenal, por inibição direta ou indireta.
Inibição da reabsorção de NaCl pelo ducto coletor, que também é causada, em parte, pelos níveis reduzidos de aldosterona.
Inibição da secreção do ADH pela hipófise posterior e a ação de ADH sobre o ducto coletor.
Correlações clínicas
Diabetes Insipidus
Central (Produção insuficiente de ADH)
Diz respeito a incapacidade de produção ou liberação de ADH pela hipófise posterior, devido a lesões ou infecções. Essa condição resulta na formação de grande volume
de urina diluída. Se o portador da enfermidade tomar água suficiente para superar a perda, não haverá queda no balanço dos líquidos corporais. Geralmente essa condição
faz com que o paciente urine 15L/dia. Seu tratamento consiste em administração de ADH sintético, desmopressina.
Nefrogênica (Insensibilidade dos rins ao ADH)
Os pacientes com essa condição apresentam índices normais ou elevados de ADH, mas os túbulos renais não respondem adequadamente a ele. Sintomaticamente igual a
Central. Doenças renais que provocam lesões medulares, uso de diuréticos de inibição de reabsorção de eletrólitos podem levar a esse quadro. Fármacos como lítio e
tetraciclinas também reduzem a resposta ao ADH.
A Diabetes Insipidus Central e Nefrogênica pode ser diferenciada a partir da administração da desmopressina e análise do volume urinário.
Injúria Renal Aguda (IRA) ou Lesão Renal Aguda (LRA)
Anteriormente descrita como Insuficiência Renal Aguda, é uma anomalia funcional ou estrutural do rim que se manifesta em 48 horas, sendo determinada por exame de
sangue, urina, biópsia e exames de imagem. Tem sua causa mais comum a Azotemia Pré-renal, caracterizada pela diminuição da perfusão renal, em especial, a perfusão
capilar glomerular.
Pode ser classificada em Lesão Renal Aguda Intrínseca, Pré-renal e Pós-renal, de acordo com suas respectivas causas.
Para saber mais acompanhe nossa aula de Injúria Renal Aguda:
https://medpri.me/medprime/aula/video/417
Doença Renal Crônica (DRC)
A DRC refere-se a muitas anormalidades clínicas que progressivamente se agravam à medida que a função renal diminui. É resultado de um grande número de doenças
sistêmicas que danificam os rins ou são intrínsecas a ele. Uma TFG persistente abaixo de 60 ml/min/1,73m² define a DRC. Ela é raramente percebida, persistindo assim a
perda de função.
Mesmo que a causa da DRC seja inativada a perda progressiva da função renal continua, se diferenciando assim da LRA (ou IRA), em que é possível corrigir e retomar a
função renal.
 
Referências:
1. STANDRING, Susan. Gray’s Anatomia: A Base Anatômica da Prática Clínica. 40°ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2010.
2. HALL, John E. Tratado de Fisiologia Médica. 12° ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2010.
3. HALL, John E. Tratado de Fisiologia Médica. 13° ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2017.
4. BERNE, Robert M.; LEVY, Matthew N. Fisiologia. 6° ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2009.
5. GOLDMAN, Lee. Cecil Medicina. 24° ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014.
Créditos
Autores
Isabella Martins Thomaz
Editore
Daniel Machado Moura
Thamara Alves de França
Ilustrador
Michel José de Carvalho
 
Edição
1º edição
Data de criação: 10/09/2019
28/09/20, 01:43
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