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Organização e Filtração do Sistema Renal

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Sistema Renal Organização Morfofuncional e Filtração 
Organização Morfofuncional do Sistema Renal e sua 
participação na manutenção da homeostasia 
 
O Sistema Renal 
• Introdução 
• O sistema vascular renal 
• A unidade funcional dos rins 
• As funções do sistema renal 
 
Introdução 
O sistema cardiovascular produz fluxo, perfundindo o sangue pelos tecidos. A 
intercomunicação do sistema circulatório com o sistema renal é vital para a 
manutenção da homeostasia. Um indivíduo que apresente uma estenose renal vai 
experimentar uma baixa perfusão renal, desencadeando uma série de eventos fisiológicos, 
que acabarão por repercutir sistemicamente. 
Os rins encontram-se situados na porção posterior da cavidade abdominal, estando 
relacionados, na sua porção superior, com as últimas costelas e, posteriormente, com a 
musculatura para-vertebral. 
Associadas aos rins, encontram-se as glândulas supra-renais, que apresentam uma 
fisiologia complexa, com uma região cortical e uma região medular, vastamente inervada e 
irrigada. 
 
O sistema vascular renal 
O tecido renal apresenta um sistema de capilarização extremamente desenvolvido. Os 
capilares dos rins são denominados glomérulos, cuja função primária é “filtrar” o sangue, ou 
seja, comunicar o sistema circulatório com um sistema de canalículos extremamente 
especializado, tanto na excreção, quanto na reabsorção de filtrados. A confluência destes 
canalículos forma os ureteres, que desembocam na bexiga, localizada na pelve. A bexiga 
tem como função armazenar a urina, para que se processe a micção. 
 1
Sistema Renal Organização Morfofuncional e Filtração 
O processo de filtração glomerular é contínuo e extremamente fundamental para a 
manutenção da homeostasia. Um indivíduo que apresente a função renal paralisada pode 
evoluir ao óbito, em poucas horas. 
As artérias que suprem os rins se subdividem, seqüencialmente, em: 
• Artérias renais principais; 
• Artérias sedimentares; 
• Artérias lobares; 
• Artérias lobulares. 
As artérias aferentes se originam das artérias lobulares, e são estas que vão chegar até 
os glomérulos. 
Os cálices renais representam confluências de várias unidades funcionais 
denominadas de néfrons. 
 
A unidade funcional dos rins 
O néfron é a unidade funcional básica dos rins. Ele é composto de um sistema 
vascular e de um sistema tubular. Existem néfrons localizados na região cortical dos rins, e 
outros localizados numa região intermediária, entre o córte
região justamedular. 
As arter
x e a medula renal, denominada 
íolas aferentes vão trazer sangue do 
sistema arterial em direção aos glomérulos. O glomérulo 
é uma região extremamente complexa, formada por um 
enovelado capilar, que dá origem às arteríolas eferentes. 
Sendo assim, há um sistema de arteríolas aferentes e um 
complexo sistema capilar, denominado glomérulo, que 
conflui para formar um sistema de arteríolas eferentes. Há 
um aspecto interessante nesta configuração, onde, a partir 
de um sistema aferente, ocorre uma capilarização que, em seguida, forma novamente outro 
sistema arterial, denominado de arteríolas eferentes. Este sistema é particularmente 
organizado, desta maneira, pelo fato de não haver ocorrido hematose, ou seja, não houve 
troca de oxigênio ou gás carbônico, quando se processou a capilarização. Nos glomérulos, 
 2
Sistema Renal Organização Morfofuncional e Filtração 
pode ser observado apenas um intenso fluxo de líquidos e solutos, entre os capilares e o 
sistema de canalículos renais, não havendo troca gasosa entre tecidos. 
Obviamente, o tecido renal necessita realizar estas trocas gasosas; porém, a 
capilarização que responde pelo suprimento tecidual renal, somente vai ocorrer depois da 
arteríola eferente. 
O sistema glomerular pode, desta forma, ser considerado um sistema porta vascular, 
pois, a partir de uma capilarização, há uma confluência destes capilares que, novamente, 
sofrem outro processo de capilarização. Categoricamente, o sistema de dupla capilarização 
renal não deveria ser chamado de um sistema porta, pois não há hematose no nível 
glomerular. 
O glomérulo está envolto por uma cápsula especializada, denominada cápsula de 
Bowman, onde se encontra, no seu interior, o espaço de Bowman, que se continua com os 
canalículos. 
O sistema canalicular é formado pelas seguintes estruturas: 
• Cápsula de Bowman; 
• Tubo contornado proximal; 
• Alça de Henle; 
• Tubo contornado distal; 
• Ducto coletor. 
 
A região denominada justaglomerular é uma região de contato entre a arteríola 
aferente e o tubo contornado distal, que responde pela produção de renina. Além disso, se 
especializam na capacidade de perceber a carga de sódio que está correndo no tubo 
contornado distal. 
Os podócitos conferem uma alta seletividade ao filtrado glomerular, ou seja, ao 
filtrado presente no espaço de Bowman. Uma pequena molécula, ou mesmo os íons sódio, 
vão atravessar o endotélio, a membrana basal, o podócito, e o folheto visceral da cápsula de 
Bowman, para ganhar o espaço de Bowman. 
 
As funções do sistema renal 
Além da eliminação de excretas, o sistema renal tem como funções complementares: 
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Sistema Renal Organização Morfofuncional e Filtração 
• O controle da osmolaridade do plasma; 
• O controle da volemia e, conseqüentemente, 
• Regulação da pressão arterial; 
• O equilíbrio ácido-básico; 
• O equilíbrio da eritropoiese, pois os rins secretam eritropoietina, um hormônio 
liberado quando há baixa perfusão, e atuam na medula óssea, estimulando a eritropoiese. 
 
Apenas uma pequena porção do sangue que circula no rim perfunde o órgão, com o 
intuito de suprir as necessidades metabólicas deste órgão. Sendo assim, os rins recebem um 
volume de sangue muitas vezes maior que a sua necessidade metabólica, indicando a sua 
posição estratégica no controle da homeostasia. 
 
O capilar glomerular 
• A organização do capilar glomerular 
• A taxa de filtração glomerular 
 
A organização do capilar glomerular 
Nem todo o sangue que passa pelos capilares glomerulares é filtrado. Nos glomérulos, 
pode ser encontrada uma tripla camada, composta pelo endotélio, pela membrana basal e 
pelo podócito. Esta barreira atua na seleção de compostos e moléculas por meio da carga 
elétrica e pelo tamanho destas partículas. Como esta barreira é carregada negativamente, 
moléculas ou compostos de mesma carga têm uma maior dificuldade em ganhar o 
espaço de Bowman. 
Quando esta barreira se encontrar comprometida, poderá se instalar no indivíduo um 
quadro de proteinúria, provocado por uma perda excessiva de proteínas do plasma, 
desencadeando uma manifestação generalizada de edema. 
No estado fisiológico, é possível encontrar no filtrado glomerular os seguintes 
componentes: 
• Água; 
• Íons sódio, potássio e cloreto; 
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Sistema Renal Organização Morfofuncional e Filtração 
• Não podem ser encontrados íons cálcio, pois estes se encontram fortemente carreados 
por proteínas; 
• Compostos hidrogenados, como a uréia e o ácido úrico; 
• Moléculas orgânicas, tais como a glicose e aminoácidos. 
 
Desta forma, pode-se perceber que a composição do filtrado glomerular é muito 
parecida com a do plasma sanguíneo, com exceção das proteínas, eritrócitos e ácidos graxos. 
As forças que vão interferir na filtração glomerular são as mesmas encontradas em 
qualquer outro capilar, na sua relação com os demais tecidos. Porém, ao longo do capilar 
glomerular, há um relativo aumento da pressão coloidosmótica, pois à medida que vai se 
processando a filtração, a pressão coloidosmótica vai aumentando. 
Em algumas situações, esta pressão coloidosmótica pode estar alterada, como pode 
ser demonstradoem pacientes desidratados, onde esta pressão vai estar aumentada, 
produzindo uma força que age contra a filtração glomerular. 
Existe um conceito, relacionado à área filtrante dos capilares glomerulares, como se 
fosse uma medida da permeabilidade capilar dentro do glomérulo. Esta medida pode ser 
afetada por vários fatores; dentre eles, podem ser destacados os traumas onde há uma perda 
de uma determinada área renal, diminuindo, conseqüentemente, a área filtrante, e o diabetes. 
 
A taxa de filtração glomerular 
A taxa de filtração glomerular é o resultado da ação das forças hidrostáticas e 
coloidosmóticas, que atuam através da membrana glomerular, e pelo coeficiente de filtração 
capilar Kf. A taxa de filtração glomerular pode ser medida pelo produto entre Kf e a pressão 
efetiva de filtração. A pressão efetiva de filtração corresponde ao somatório das forças 
hidrostáticas e coloidosmóticas, que favorecem a filtração através dos capilares glomerulares, 
ou se opõem a ela. Estas forças incluem: 
• A pressão hidrostática no interior dos capilares glomerulares (Pg), que promove a 
filtração; 
• A pressão hidrostática na cápsula de Bowman (Pb), que se opõe à filtração; 
• A pressão coloidosmótica exercida pelas proteínas plasmáticas no interior dos 
capilares glomerulares (πg), que se opõe à filtração; 
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Sistema Renal Organização Morfofuncional e Filtração 
• A pressão coloidosmótica das proteínas no interior da cápsula de Bowman (πb), que 
promove a filtração; 
Em condições fisiológicas, a pressão das proteínas, no interior da cápsula de 
Bowman, pode ser considerada nula. Sendo assim, a relação que define a taxa de filtração 
glomerular poderia ser definida a partir da seguinte relação: 
 
FG = Kf x (Pg – Pb - πg + πb)
 
Um aumento no coeficiente de filtração faz com que haja um aumento na taxa de 
filtração glomerular. De maneira inversa, um aumento da pressão no interior da cápsula de 
Bowman faz com que haja uma diminuição na taxa de filtração glomerular, como pode ser 
observado em pacientes que apresentem obstrução da função renal, tal qual se pode observar 
nos quadros de cálculos renais. 
Um aumento da pressão coloidosmótica dos capilares glomerulares faz com que haja 
uma diminuição da taxa de filtração glomerular, enquanto um aumento na pressão 
hidrostática faz com que haja uma maior taxa de filtração glomerular. 
 
Controle do fluxo sangüíneo renal e filtração glomerular 
• O controle fisiológico da filtração glomerular e do fluxo sanguíneo renal 
• A ativação do sistema nervoso simpático faz diminuir a taxa de filtração glomerular 
• O controle da circulação renal por hormônios e autacóides 
• O papel do óxido nítrico derivado do endotélio 
• As prostaglandinas e a bradicinina como elevadoras da taxa de filtração glomerular 
 
O controle fisiológico da filtração glomerular e do fluxo sanguíneo renal 
Dentre as variáveis que influem de forma determinante na taxa de filtração 
glomerular, podem ser destacadas a pressão coloidosmótica dos capilares glomerulares, e a 
pressão hidrostática glomerular. Estas duas variáveis sofrem influência direta do sistema 
nervoso simpático, de hormônios, dos autacóides (substâncias vasoativas liberadas nos rins e 
que atuam localmente) e por um controle intrínseco renal, denominado controle por feedback. 
 
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Sistema Renal Organização Morfofuncional e Filtração 
A ativação do sistema nervoso simpático faz diminuir a taxa de filtração glomerular 
Praticamente todos os vasos sanguíneos renais são ricamente vascularizados pelo 
sistema nervoso simpático. Uma ativação simpática faz com que se promova uma 
vasoconstrição das arteríolas renais, diminuindo-se, conseqüentemente, a taxa de filtração 
glomerular. Uma estimulação simpática moderada pouco altera a taxa de filtração 
glomerular, como pode ser observada nas alças reflexas barorreceptoras, que pouco alteram o 
fluxo sanguíneo renal, ou mesmo a taxa de filtração glomerular. Mesmo porque, os 
barorreceptores têm, como tendência, se adaptarem a variações persistentes na pressão 
arterial, de modo a justificar a sua pouca influência sobre o fluxo e a taxa de filtrado 
glomerular. Sendo assim, o sistema simpático atua promovendo a diminuição da taxa de 
filtração renal, quando diante de estímulos agudos ou distúrbios graves. Como estímulos 
agudos, podem ser destacados os mecanismos de luta ou fuga, a isquemia cerebral ou em um 
quadro hemorrágico grave. Desta forma, num indivíduo sadio, o tônus simpático é 
extremamente diminuído. 
 
O controle da circulação renal por hormônios e autacóides 
Existem diversos hormônios e autacóides que podem atuar sobre a taxa de filtração 
glomerular, bem como sobre o fluxo sanguíneo renal, conforme pode-se perceber no quadro 
abaixo: 
Hormônios ou autacóides Efeito sobre a taxa de filtração glomerular
Norepinefrina Diminui 
Epinefrina Diminui 
Angiotensina II Aumenta 
Óxido nítrico derivado de endotélio Aumenta 
Prostaglandinas Aumenta 
 
A angiotensina pode ser considerada, ao mesmo tempo, um hormônio e um autacóide. 
Esta substância causa a vasoconstrição das arteríolas eferentes, reduzindo o fluxo sanguíneo 
renal que sai dos glomérulos. Como conseqüência, há um aumento da pressão hidrostática 
glomerular, e uma maior taxa de filtração. Ao mesmo tempo em que há uma redução no 
fluxo sanguíneo renal, há também um aumento na reabsorção de sódio e de água. Por 
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Sistema Renal Organização Morfofuncional e Filtração 
conseguinte, uma dieta pobre em sódio, ou em casos de depleção de volume, há uma maior 
liberação de angiotensina II, no sentido de se preservar a taxa de filtração glomerular, para 
que seja possível a manutenção da excreção normal de resíduos metabólicos, tais como a 
uréia e a creatinina, que dependem da filtração glomerular para a sua eliminação. 
Paralelamente, a constrição das arteríolas eferentes, induzida pela angiotensina II, promove o 
aumento da reabsorção de sódio e de água, o que contribui na restauração do volume 
sanguíneo e da pressão arterial. 
 
O papel do óxido nítrico derivado do endotélio 
O óxido nítrico é um autacóide que tem como função diminuir a resistência vascular 
periférica renal. Há um nível basal de liberação de óxido nítrico, que atua no sentido de evitar 
a vasoconstrição excessiva dos rins, permitindo uma boa excreção de sódio e água. A 
administração de fármacos que inibem a formação do óxido nítrico faz com que haja um 
aumento da resistência vascular periférica renal, diminuindo, conseqüentemente, a taxa de 
filtração glomerular, bem como a excreção urinária de sódio que, por fim, acaba por 
repercutir na pressão arterial, elevando-a. 
 
As prostaglandinas e a bradicinina como elevadoras da taxa de filtração glomerular 
Estas substâncias atuam como promotoras de vasodilatação, causando, 
conseqüentemente, o aumento da taxa de filtração glomerular, e o aumento do fluxo 
sanguíneo renal; porém, em circunstâncias normais, estas substâncias pouco interferem 
nestas variáveis. Em condições estressantes, como na depleção de volume sanguíneo pós-
cirúrgico, a administração de antiinflamatórios não-esteróides, como a aspirina, podem inibir 
a síntese de prostaglandinas, causando reduções significativas na taxa de filtração 
glomerular. 
 
Auto-regulação 
• A auto-regulação da taxa de filtração glomerular e do fluxo sanguíneo renal 
• A importância da auto-regulação da taxa de filtração glomerular 
• O papel do feedback túbulo-glomerular na auto-regulação da taxa de filtração 
glomerular 
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Sistema Renal Organização Morfofuncional e Filtração 
• A auto-regulação miogênica do fluxo sanguíneo renal e da taxa de filtração 
glomerular 
 
A auto-regulação da taxa defiltração glomerular e do fluxo sanguíneo renal 
Os mecanismos intrínsecos ao rim normalmente mantém constantes o fluxo 
sanguíneo renal e a taxa de filtração glomerular, independentemente das oscilações de 
pressão arterial. Estes mecanismos ainda funcionam em rins perfundidos com sangue, após 
serem retirados do corpo, ou seja, eles atuam independentemente de interferências sistêmicas. 
A esta constância interna é que se denomina auto-regulação. 
Para os demais tecidos, com exceção dos rins, os mecanismos de auto-regulação estão 
diretamente associados às demandas de nutrientes e oxigênio, e à remoção dos resíduos do 
metabolismo destes tecidos. No entanto, no caso dos rins, o fluxo sanguíneo é muito superior 
à demanda metabólica tecidual. Desta forma, os mecanismos de auto-regulação atuam no 
sentido de preservar a taxa de filtração glomerular e o fluxo sanguíneo renal em valores 
constantes, para que se possa realizar com precisão a excreção renal de água e solutos. 
 
A importância da auto-regulação da taxa de filtração glomerular 
Estes mecanismos não podem ser considerados 100% eficientes no controle da taxas 
de filtração glomerular e na excreção renal de água e solutos. Porém, pode-se medir a sua 
importância, ao avaliar os impactos na taxa de filtração glomerular, e na excreção de água e 
solutos, frente à existência destes mecanismos. 
Em condições normais, a taxa de filtração glomerular é de 180 l/dia, enquanto a 
reabsorção tubular é de 178,5 l/dia, com a excreção de 1,5 l/dia de líquido pela urina. Na 
ausência de uma auto-regulação, uma pequena alteração da pressão arterial, de 100 mmHg 
para 125 mmHg, faria com que a taxa de filtração glomerular fosse elevada para 225 l/dia, ou 
seja, um aumento idêntico de 25%. No entanto, caso a reabsorção tubular também 
permanecesse constante em 178,5 l/dia, haveria um aumento considerável no fluxo de urina, 
que chegaria a 46,5 l/dia, ou seja, um aumento de mais de 30 vezes na produção de urina. 
Na realidade, um aumento de pressão desta magnitude pouco altera o volume de urina 
produzida, pelos seguintes motivos: 
• A auto-regulação renal impede variações bruscas na taxa de filtração glomerular; 
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Sistema Renal Organização Morfofuncional e Filtração 
• Existem, nos túbulos renais, mecanismos adaptativos adicionais, que permitem 
aumentar a reabsorção, quando há um aumento na taxa de filtração glomerular, fenômeno 
denominado balanço túbulo-glomerular. 
 
O papel do feedback túbulo-glomerular na auto-regulação da taxa de filtração glomerular 
Os rins dispõem de um mecanismo de auto-regulação, que estabelece uma ligação 
entre as concentrações de cloreto de sódio, na mácula densa, e o controle da resistência 
arteriolar renal. 
O feedback túbulo-glomerular conta com dois mecanismos de controle sobre a taxa de 
filtração glomerular: 
1. O mecanismo de feedback arteriolar aferente; 
2. O mecanismo de feedback arteriolar eferente. 
Estes mecanismos dependem de disposições anatômicas especiais do complexo 
justaglomerular. 
O complexo justaglomerular é composto por células da mácula densa, localizadas na 
porção inicial do túbulo distal, e pelas células justaglomerulares, que se encontram nas 
paredes das arteríolas aferentes e eferentes. 
A mácula densa é um conjunto especializado 
de células epiteliais dos túbulos distais, que entram 
em contato íntimo com as arteríolas aferentes e 
eferentes, de maneira que estas células podem 
secretar substâncias para estas arteríolas. 
As células da mácula densa detectam, através 
de mecanismos ainda não totalmente elucidados, a 
ocorrência de alterações no volume que chega ao 
túbulo distal. Estudos experimentais sugerem que 
uma diminuição da taxa de filtração glomerular faz com que haja uma maior reabsorção de 
íons sódio e cloreto, reduzindo, então, a concentração destes íons, quando o filtrado chega até 
a mácula densa, desencadeando a produção de dois efeitos: 
• Diminuição da resistência vascular das arteríolas aferentes, elevando a pressão 
hidrostática glomerular, auxiliando na regularização da taxa de filtração glomerular. 
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Sistema Renal Organização Morfofuncional e Filtração 
• Aumento na produção de renina pelas células justaglomerulares das arteríolas 
aferentes e eferentes, que constituem nos principais locais de armazenamento de renina. 
Com a liberação de renina, há a conseqüente formação de angiotensina II, que atua 
como um potente vasoconstritor das arteríolas eferentes. Desta forma, haverá o aumento da 
pressão hidrostática glomerular, normalizando a taxa de filtração glomerular. 
A utilização de drogas inibidoras da angiotensina II, sem que haja um controle 
adequado, pode levar a um quadro de insuficiência renal aguda, em pacientes que 
apresentam hipertensão, devido à estenose da artéria renal. Isto por que estas drogas 
produzem uma redução da taxa de filtração glomerular abaixo dos níveis normais. 
 
A auto-regulação miogênica do fluxo sanguíneo renal e da taxa de filtração glomerular 
A capacidade dos vasos sanguíneos de resistirem ao estiramento, provocado por um 
aumento de pressão, desencadeando uma contração da musculatura lisa, ajuda a manter 
constantes, tanto o fluxo sanguíneo renal, quanto a taxa de filtração glomerular, fenômeno 
este denominado de mecanismo miogênico. O estiramento das paredes vasculares promove 
uma maior entrada de íons cálcio para o interior das fibras musculares lisas das paredes dos 
vasos, induzindo a sua contração. 
 
 
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