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FISIOLOGIA RENAL aula prática teórica

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Faculdade de Medicina da Universidade 
do Porto 
 
Serviço de Fisiologia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aula Teórico-Prática 
 
FISIOLOGIA RENAL 
 
Texto de Apoio 
 
 
 
 
Dr. Tiago Henriques Coelho 
Prof. Doutor Adelino Leite Moreira 
 
 
 
Fisiologia Renal 2 
!"ÍNDICE 
 
 
Funções renais ........................................................................................................................... 3 
Anatomofisiologia renal ............................................................................................................ 4 
Princípios de formação de urina ................................................................................................ 6 
Mecanismos de transporte ......................................................................................................... 7 
Ultrafiltração glomerular ........................................................................................................... 9 
Reabsorção de sódio e água .....................................................................................................14 
Regulação da osmolalidade dos fluidos corporais ...................................................................17 
Regulação do volume extracelular e da excreção de NaCl.......................................................22 
Regulação do equilíbrio ácido-base .........................................................................................26 
Desequilíbrios ácido-base ........................................................................................................30 
Regulação do equilíbrio do potássio ........................................................................................33 
Função dos ureteres e da bexiga ..............................................................................................36 
Doenças renais .........................................................................................................................38 
Fisiologia Renal 3 
!"FUNÇÕES RENAIS 
 
Uma função renal adequada é vital porque os rins contribuem para a manutenção do meio 
interno e são local da síntese e degradação de moléculas essenciais para o organismo. 
 
1. Funções homeostáticas 
1.1 Regulação do volume plasmático e do equilíbrio hidrolítico (importante determinante 
da pressão sanguínea); 
1.2 Regulação da osmolalidade sanguínea; 
1.3 Manutenção do equilíbrio electrolítico (Na+, K+, Cl-, Ca2+, Mg2+, SO42-, PO42-); 
1.4 Regulação do equilíbrio ácido-base (regula o pH sanguíneo); 
1.5 Excreção de metabolitos (ex: ureia, ácido úrico, creatinina). 
 
2. Funções bioquímicas 
2.1 Produção de hormonas: 
- Eritropoietina (estimula a produção de eritrócitos pela medula óssea); 
- Renina (enzima que catalisa a produção de Angiotensina); 
- Calcitriol (forma biologicamente activa da vitamina D); 
2.2 - Produção de substâncias bioactivas (ex. prostaglandinas, adenosina, endotelina, NO, 
bradicinina, factor de crescimento epidérmico, factor de crescimento tipo insulina); 
2.3 - Síntese de glicose (gluconeogénese), angiotensinogénio e amónia; 
2.4 - Metabolismo de algumas substâncias (ex. insulina). 
 
 
 
Fisiologia Renal 4 
!"ANATOMOFISIOLOGIA RENAL 
 
Os rins são órgãos pares localizados retroperitonealmente, ligados funcionalmente ao 
organismo pelo hilo, local por onde passam os vasos sanguíneos e linfáticos, os nervos e o 
ureter (que conduz a urina do rim para a bexiga). 
Em corte coronal podemos distinguir duas regiões principais: o córtex (região externa) 
e a medula (região interna). A medula divide-se em regiões cónicas (pirâmides renais) que 
terminam na papila (extremidade do cone) que se projecta para a pelve renal. 
Os rins recebem, em condições normais, 21% do débito cardíaco, as artérias renais 
ramificam-se em artérias interlobares, artérias arqueadas, artérias interlobulares, as quais dão 
origem às arteríolas aferentes. As arteríolas aferentes ramificam-se em capilares que 
constituem o glomérulo renal; o sangue continua pelas arteríolas eferentes que dão origem aos 
capilares peritubulares, os quais drenam para veias de calibre crescente. Como os glomérulos 
só existem no córtex, os vasos que irrigam a medula originam-se das arteríolas eferentes 
justaglomerulares e designam-se por vasa recta (descendentes e ascendentes). Os linfáticos 
também se distribuem apenas ao córtex. 
A inervação do rim consiste quase exclusivamente de fibras simpáticas eferentes que 
inervam os vasos e os túbulos renais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A B 
Figura 1 - A: Anatomia renal; B: Estrutura e tipos de nefrónios. 
Fisiologia Renal 5 
 
O nefrónio é a unidade funcional do rim. Cada nefrónio é constituído por um 
glomérulo e por um túbulo associado, diferenciado em várias porções: 
• Cápsula de Bowman - parte mais proximal do túbulo; faz o contacto com os capilares do 
glomérulo; tem duas lâminas de células epiteliais: lâmina visceral (podócitos) e a lâmina 
parietal (entre as duas fica o espaço urinário que se continua com o lúmen do túbulo 
proximal); 
• Túbulo proximal - que consiste de uma parte contornada e uma recta; 
• Ansa de Henle - com os seus ramos descendente e ascendente (este com um segmento 
fino e outro grosso); a parte terminal do segmento grosso do ramo ascendente contacta 
com o pólo vascular glomerular e formam a mácula densa; 
• Túbulo contornado distal; 
• Ducto colector (resulta da junção de dez túbulos contornados distais). 
 
Existem dois tipos principais de nefrónios: 
• Nefrónios corticais - aqueles cujo glomérulo se situa no córtex externo e as ansas 
de Henle são pequenas (apenas uma pequena parte se situa na medula); 
• Nefrónios justaglomerulares - são cerca de 30 a 40% e os seus glomérulos 
localizam-se no córtex perto da medula; têm ansas de Henle longas que penetram 
na medula. 
 
 
Fisiologia Renal 6 
!"PRINCÍPIOS DE FORMAÇÃO DA URINA 
 
• Ultrafiltração glomerular 
A maioria das substâncias do plasma 
(excepto proteínas e elementos celulares) são 
filtradas livremente para o espaço de 
Bowman. A energia necessária para este 
processo é fornecida pelo trabalho cardíaco. 
A filtração é então, um movimento 
relativamente não selectivo. 
A taxa de filtração de uma substância 
pode ser obtida pela seguinte fórmula: 
Filtração = Taxa filtração glomerular x 
Concentração plasmática 
Figura 2 – Processos de filtração 
glomerular, reabsorção e secreção 
tubulares. 
 
• Reabsorção tubular 
Define-se como o movimento de água e solutos do lúmen tubular para o sangue 
(independentemente do mecanismo). Pode-se ser transcelular (através das células a substância 
absorvida tem de atravessar a membrana apical e a membrana basolateral) ou paracelular 
(através dos espaços juncionais entre as células). 
É um processo altamente selectivo e fundamental para algumas substânciascomo o Na+, 
Cl-, HCO3-, PO42-, Ca2+, Mg2+, glicose, a.a., água, entre outras. 
 
• Secreção 
Pode ser definida como a movimentação de solutos do sangue para o lúmen tubular ou, 
de substâncias produzidas nas células tubulares, do interior destas para o lúmen tubular. 
É um processo importante para algumas substâncias entre as quais o H+, K+, NH4+. 
 
• Excreção 
A excreção de uma determinada substância depende destes 3 processos que se relacionam 
matematicamente pela seguinte equação: 
Taxa excreção urinária = Taxa filtração – Taxa reabsorção + Taxa secreção 
Fisiologia Renal 7 
!"MECANISMOS DE TRANSPORTE 
 
Os mecanismos envolvidos na reabsorção e excreção renais são os mecanismos gerais de 
transporte de solutos através de membranas celulares e incluem os seguintes: 
1. Difusão simples (ureia, CO2, K+, Ca2+) 
É o resultado do movimento aleatório de partículas dissolvidas que, na presença de uma diferença 
de concentração química ou de um potencial eléctrico, pode resultar num movimento orientado. É, 
por definição, passiva do ponto de vista energético. A difusão de iões no epitélio tubular usa a via 
paracelular. 
2. Difusão facilitada (glicose e ureia) 
A substância a ser transportada liga-se à proteína transportadora; requer um gradiente 
electroquímico (é passiva); pode saturar e ser inibida por substâncias que competem para o mesmo 
transportador. 
3. Transporte activo primário (Na+, K+, H+, Ca2+) 
A energia para o transporte activo realizado contra gradiente electroquímico, é obtida directamente 
da hidrólise do ATP; pode ser saturado e depende do fornecimento contínuo de energia. 
Os transportadores primários activos que se conhecem incluem a ATPase Na+/K+, ATPase H+, 
ATPase K+/H+ e ATPase Ca2+. 
4. Transporte activo secundário (Cl-, K+, glicose, H+, HCO3-, a.a,) 
É um processo mediado por um transportador no qual o movimento activo de uma substância (ex: 
glicose) está associado ao transporte passivo de um ião cujo gradiente foi gerado activamente; a 
substância transportada activamente não está directamente ligada ao ATP (ou a outra fonte de 
energia). 
Relativamente à direcção do transporte das substâncias pode ser : 
#"Co-transporte ou simporte - as duas substâncias movimentam-se na mesma direcção; 
ex.: Na+/glicose, Na+/ a.a. 
#"Antiporte - as duas substâncias movem-se em direcções opostas; 
ex.: Na+/H+, 
Relativamente à carga das substâncias transportadas, pode ser: 
#"Electricamente neutro (ex. cotransportador Na+/Cl-, cotransportador Na+/K+/Cl-, 
trocador Na+/H+); não é afectado pelas diferenças de potencial. 
#"Electrogénico (ex. cotransporte Na+, 3HCO3-, cotransporte Na+/ glicose) pode ser afectada 
por gradientes eléctricos. 
 
 
Fisiologia Renal 8 
5. Pinocitose (proteínas) 
É uma forma de transporte activo existente em algumas partes do túbulo do nefrónio 
(principalmente, no túbulo proximal) para reabsorção de grandes moléculas, como as proteínas, 
com subsequente degradação nos lisossomas. 
6. Osmose 
É o movimento da água segundo o gradiente de actividade da água, isto é, o fluxo osmótico da 
água ocorre dos locais de baixa concentração de partículas (alta concentração de água) para os 
locais de alta concentração de partículas (baixa concentração de água). É determinado pela área da 
membrana, pela permeabilidade à água e pela diferença da concentração da partícula impermeável. 
Em parte, a permeabilidade à água é determinada pelas aquaporinas, proteínas transmembranares 
desenhadas especificamente para a passagem da água. Este movimento osmótico de água através 
dos canais pode arrastar substâncias dissolvidas de um modo indiscriminado (“Solvent drag”). 
 
 
 
Fisiologia Renal 9 
!"ULTRAFILTRAÇÃO GLOMERULAR 
 
O filtrado glomerular tem uma composição idêntica ao plasma excepto no conteúdo de 
proteínas que, virtualmente não existem no filtrado (0,03%) e nos elementos celulares, 
também ausentes neste. 
O plasma tem de transpor uma série de 
membranas: 
-endotélio fenestrado dos capilares; 
-membrana basal (matriz contendo colagéneo e 
glicoproteínas); é o primeiro local de restrição às 
proteínas plasmáticas; 
 
Figura 3 – Barreira de filtração. 
- lâmina interna da cápsula de Bowman - constituída pelos podócitos com os 
diafragmas de filtração entre os pedicelos. 
A filtração de solutos é determinada pelo seu tamanho e carga eléctrica: 
1) à medida que o peso molecular dos solutos aumenta, diminui a sua filtração 
(moléculas com peso molecular superior a 70Kd não são filtradas); 
2) moléculas carregadas negativamente são filtradas com maior dificuldade do que 
moléculas carregadas positivamente de igual tamanho; este facto deve-se à 
presença de cargas negativas fixas na barreira de filtração como os proteoglicanos 
heparinizados na membrana basal ou as sialoglicoproteínas nos pedicelos. A 
presença de proteínas na urina – proteinúria – pode ser por perda de selectividade 
pela carga (aumento da excreção da albumina sem alteração de excreção das 
globulinas) ou pelo tamanho (aumento da excreção da albumina e de globulinas). 
 
• Determinantes da Taxa de Filtração Glomerular (GFR) 
A GFR é determinada por: 
1) equilíbrio das forças hidrostática e osmótica ao nível da membrana capilar; 
2) coeficiente de filtração (Kf) que é o produto da área de superfície com a 
permeabilidade dos capilares. 
Pode ser expressa através de uma equação: 
Fisiologia Renal 10 
GFR = Kf x Pressão filtração 
e é cerca de 125 mL/min (ou 180L/dia) num adulto normal (muito maior do que na 
maioria dos capilares). Note-se que apenas 20% do plasma é filtrado de cada passagem 
do sangue pelos rins. 
A pressão de filtração é a soma das forças hidrostáticas e osmóticas que actuam ao 
nível dos capilares glomerulares e incluem: 
1) Pressão hidrostática glomerular (PG) – é normalmente 60 mmHg e promove a 
filtração; 
2) Pressão hidrostática na cápsula de Bowman (PB) - normalmente 18 mmHg e opõe-
se à filtração; 
3) Pressão colóide osmótica glomerular ( ΠΠΠΠG ) – a média é de 33 mmHg e opõe-se à 
filtração; 
4) Pressão colóide osmótica capsular ( ΠΠΠΠB ) – é aproximadamente 0, pelo que tem 
pouco efeito em condições normais. 
 
Pressão filtração = PG – PB - ΠΠΠΠG = 10mmHg 
 
Daqui podemos concluir que: 
a) Diminuição do Kf diminui a GFR ex: na Hipertensão e na Diabetes mellitus, a GFR é 
reduzida pela maior espessura da membrana glomerular ou por perda de superfície de filtração 
(por lesão dos capilares); 
b) Aumento da pressão na cápsula de Bowman diminui a GFR. ex: obstrução do ureter por 
um cálculo; 
c) Aumento da pressão colóide osmótica glomerular diminui a GFR - a ΠG é influenciada 
pela pressão colóide osmótica arterial; deste modo, o aumento desta conduz a um aumento de ΠG ; 
d) Aumento de pressão hidrostática glomerular aumenta a GFR; a PG é determinada por: 
1) pressão arterial – o seu aumento tende aumentar a PG; contudo, é normalmente controlado pelo 
mecanismo de autorregulação; 
2) resistência arteriolar eferente – o seu aumento conduz à elevação da PG e tende a aumentar a 
GFR durante o intervalo em que o fluxo renal não é comprometido. 
 
• Regulação da filtração glomerular 
A pressão hidrostáticaglomerular e a pressão oncótica glomerular são os determinantes da 
GFR mais susceptíveis de controlo fisiológico, nomeadamente por intermédio do sistema 
Fisiologia Renal 11 
nervoso simpático(SNS), hormonas e autacóides (substâncias vasoactivas libertadas pelo rim) e 
outros mecanismos de feedback intarrenal. 
1) A activação do sistema nervoso simpático diminui a GFR – uma activação forte do SNS 
leva à constrição das arteríolas renais, diminuindo o fluxo sanguíneo renal e a GFR. ex: isquemia 
cerebral ou hemorragia grave; 
2) As hormonas e autacóides controlam a GFR e o fluxo sanguíneo renal (RBF): 
Efeito sobre Hormona 
/Autacóide 
Local de libertação Acção 
GFR RBF 
Noradrenalina e 
Adrenalina 
medula suprarrenal Constrição das Arteríolas aferentes e 
eferentes 
↓ ↓ 
Endotelina células endoteliais Constrição das arteríolas renais ↓ ↓ 
Angiotensina II Constrição das arteríolas aferente e 
eferente (mais pronunciada nesta). 
= 
(previne↓) 
↓ 
NO derivado do 
endotélio (EDNO) 
células endoteliais vasculares Diminuição da resistência vascular renal ↑ ↑ 
Prostaglandinas 
(PGE2 e PGI2) 
podem atenuar os efeitos vasoconstritores do SNS ou da Angiotensina II 
(principalmente ao nível das A. aferentes) 
a inibição da sua síntese (ex: aspirina) pode causar diminuição marcada 
da GFR e do RBF (mais frequente em pacientes cujo volume extracelular 
está diminuido) 
↑ 
Tabela 1 – Hormonas e autacóides que controlam a GFR e o fluxo sanguíneo renal. 
3) Autorregulação 
A autorregulação permite uma constância relativa da GFR e do RBF dentro de um 
intervalo de pressões: 75-160 mmHg, prevenindo que alterações sistémicas da pressão 
sanguínea se repercutam sobre a GFR. 
a) Feedback Tubuloglomerular 
É o componente fundamental da autorregulação renal e depende do complexo 
justaglomerular; este é formado por células da mácula densa (na porção inicial do túbulo 
distal) e células justaglomerulares (localizadas na parede das arteríolas aferente e eferente). 
Quando a pressão sanguínea diminui, a concentração de NaCl ao nível da mácula densa 
diminui, o que conduz a dois efeitos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fisiologia Renal 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A B 
Figura 4. A – Complexo justaglomerular; B – Mecanismo de autorregulação. 
1. Diminuição da resistência das arteríolas aferentes – aumento da PG e da GFR em 
direcção a valores normais; 
2. Aumento da libertação de Renina pelas células justaglomerulares – aumento da 
formação de Angiotensina II – constrição da arteríola eferente – elevação da PG e da 
GFR em direcção a valores normais. 
 
b) Mecanismo miogénico 
Refere-se à capacidade intrínseca dos vasos sanguíneos se contraírem quando a pressão 
sanguínea aumenta, pelo que previne o estiramento excessivo dos vasos e o aumento 
excessivo da GFR e do RBF. 
 
4) Outros factores que influenciam a GFR e o RBF 
– Dieta rica em proteínas – aumento da GFR e do RBF (por estimulação do crescimento 
dos rins e por redução de resistência vascular renal) 
– Hiperglicemia (a glicose é cotransportada, tal como os aa, com o sódio no túbulo 
proximal); 
– Glucocorticóides – diminuem a resistência vascular renal (aumentam GFB e RBF); 
– Idade – diminui GFR e RBF por redução do número de nefrónios funcionantes 
(diminuem 10% por década a partir dos 40 anos). 
 
Fisiologia Renal 13 
• Determinação da GFR 
Usando o conceito de Clearance, a GFR é determinada pela medição da excreção urinária 
de uma substância marcadora X cuja quantidade filtrada é igual à quantidade excretada. 
Assim, 
Clearance x [X]plasma = Fluxo urinário x [X]urina 
Uma vez que o clearance de uma substância que nem é reabsorvida nem segregada é 
igual à GFR, então: 
GFR = [X]u x fluxo urinário / [X]p 
 
A substância marcadora ideal da taxa de filtração seria uma substância não absorvida 
nem segregada pelos túbulos renais e não metabolizada nem produzida pelos rins. 
As substâncias que cumprem estes requisitos são: 
• Inulina - é uma polifrutose exógena; tem que ser ministrada por via endovenosa para 
ser utilizada como marcador de filtração (uso clínico limitado); teoricamente é a 
substância ideal porque nem é reabsorvida nem excretada. 
• Creatinina - é uma substância endógena formada por desidratação irreversível da 
creatina ou fosfocreatina; é a mais usada na prática clínica apesar de ser ligeiramente 
excretada por secreção. 
Por definição, o CLEARANCE renal de uma substância é o volume de plasma que é 
completamente depurado dessa substância pelos rins por unidade de tempo. É um conceito um 
pouco abstracto porque não existe um volume isolado de plasma que seja completamente 
depurado de uma substância. 
Substância Taxas clearance (mL/min) 
Inulina 125 = GFR 
Glicose 0 
Ureia 62.5 
H+ 150 
PAH 625 = RPF 
Creatinina 140 
Tabela 2 – Taxas de clearance de algumas substâncias. 
 
Deste modo, podemos afirmar que clearances inferiores aos da inulina indicam 
reabsorção e clearances superiores secreção. 
Para quantificar o fluxo plasmático renal (RPF) pode-se utilizar o clearance de uma 
substância (X) que seja excretada totalmente na primeira passagem pelo rim (por filtração e 
secreção). Clx = RPF = Fluxo urinário x [X]u / [X]p 
Fisiologia Renal 14 
O ácido p-aminohipúrico (PAH) aproxima-se muito destes requisitos (90% do PAH 
que entra no rim é excretado ), pelo que permite uma estimativa razoável do RPF. 
A fracção de filtração é o ratio entre a GFR e o RPF: 
Fracção filtração = GFR/RPF = 125/650 = 0,19 
Para o cálculo do fluxo sanguíneo (RBF) é necessário considerar o hematócrito (Ht): 
RBF = RPF / ( 1-Ht) 
 A reabsorção e a secreção tubulares podem ser calculadas a partir dos clearances 
renais: 
ReabsorçãoX = (GFR x [X]p) - ([X]u x Fluxo urinário) 
 
SecreçãoX = ([X]u x Fluxo urinário) – (GFR x [X]p) 
Fisiologia Renal 15 
!"REABSORÇÃO DE SÓDIO E ÁGUA 
 
A quantidade de Na+ extracelular é cerca de 1700 mEq para um adulto de 60Kg e apenas 
de 100 mEq no espaço intracelular devido à baixa permeabilidade de sódio da maioria das 
membranas e extrusão activa de sódio pela bomba Na+ / K+ que é ubiquitária. 
• Reabsorção de NaCl e de água ao longo do sistema tubular 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A B 
Figura 5. A – Reabsorção de sódio; B – Reabsorção de água. 
a) Túbulo proximal 
- 65% do Na+ e água filtrados são reabsorvidos ao longo do túbulo proximal; 
- A concentração de Na+ no fluido tubular permanece constante até ao final do túbulo 
proximal; 
- A osmolalidade do fluído tubular proximal diminui ligeiramente relativamente ao 
plasma; 
- A concentração de Cl- aumenta e a de HCO3- diminui ao longo de túbulo proximal. 
b) Ansa de Henle 
- A reabsorção de água ocorre no ramo descendente da ansa; o ramo ascendente é 
impermeávelà água; 
- De modo contrário, a reabsorção de Na+ não ocorre no ramo descendente mas 20 a 
25% da reabsorção de Na+ ocorre no ramo ascendente. Por isso, o fluido tubular na 
parte final da ansa é sempre hipotónico. 
c) Túbulo distal e ducto colector 
Aproximadamente 10% de Na+ e 20% de água são reabsorvidos ao longo deste 
segmento; no entanto, é nesta parte do nefrónio que ocorre a regulação da reabsorção 
de Na+ e de água. 
Fisiologia Renal 16 
• Mecanismos de reabsorção de sódio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6 – Mecanismos de reabsorção da sódio. 
 
I – Transporte transcelular 
A – Basolateral 
A ATPase Na+/K+ está estritamente localizada na membrana basolateral das células epiteliais 
renais pelo que, a direcção do transporte de Na+ será do lúmen para o sangue à medida que 
este atravessa a membrana luminal. A bomba de Na+/K+ é a responsável pela extrusão de Na+ 
em todos os segmentos do nefrónio que o absorvem, apesar de terem diferentes níveis de 
actividade. Nos epitélios que absorvem Cl- existem também canais de Cl- para a extrusão do 
Cl- em cotransporte com o K+. 
B – Apical 
Os transportadores apicais que promovem o uptake de Na+ e/ou de Cl- variam com o 
segmento tubular (Tabela 3). Muitas vezes o uptake de Na+ é que possibilita o movimento de 
outros solutos, como glicose, aa, H+. 
Segmento Transportador apical Função 
CoT Na+ /glicose Uptake de Na+ e glicose 
CoT Na+ / Pi Uptake de Na+ e Pi 
CoT Na+ / aa Uptake de Na+ e aa 
CoT Na+ / lactato Uptake de Na+ e lactato 
AnP Na+ / H+ Uptake de Na+ e extrusão de H+ 
Tubulo proximal 
AnP Cl-/ base Uptake de Cl- 
CoT Na+ , 2Cl, K+ Uptake de Na+ , de Cl- e de K+ 
AnP Na+ / H+ Uptake de Na+ e extrusão de H+ 
Ramo ascendente fino 
Canais de K+ Extrusão de K+ 
Túbulo contornado distal CoT Na+ / Cl- Uptake de Na+ e de Cl- 
Ducto colector Canal de Na+ Uptake de Na+ 
Tabela 3 – Tipos de proteínas transportadoras por segmento tubular. 
 
Fisiologia Renal 17 
II – Transporte paracelular 
No túbulo proximal (parte distal) e ramo ascendente da ansa de Henle ocorre transporte 
paracelular de Na+ devido a uma pequena diferença positiva de potencial transtubular. 
No ducto colector, os iões Cl- podem seguir a via paracelular devido ao potencial 
transepitelial ser negativo no lúmen. 
 
• Reabsorção tubular de água 
A reabsorção de água ao longo do túbulo é determinada, por um lado, pela diferença de 
pressão osmótica e, por outro, pela permeabilidade à água . Deste modo, o túbulo proximal e 
o ramo descendente da ansa têm elevada permeabilidade à água mas uma diferença de pressão 
osmótica pequena, enquanto que o ramo ascendente da ansa e o túbulo contornado distal têm 
elevados gradientes osmóticos mas uma permeabilidade à água muito diminuta. No ducto 
colector, a permeabilidade à água é regulada pela hormona antidiurética (ADH). 
A alta permeabilidade à água correlaciona-se com a presença das aquaporinas (canais de 
água) presentes em ambas as membranas (apical e basolateral). 
A reabsorção transtubular de água é seguida pelo transporte de fluido do interstício para o 
sangue capilar, transporte este conduzido por forças de Starling. 
Note-se que, ao contrário do que acontece na maioria dos capilares do corpo, no rim os 
capilares especializados na filtração e na reabsorção estão anatomicamente separados: 
capilares glomerulares filtram e os capilares peritubulares absorvem. 
A pressão oncótica dos capilares peritubulares também regula uma fracção de fluido 
absorvido ao longo do epitélio. 
 
 
 
Fisiologia Renal 18 
!"REGULAÇÃO DA OSMOLALIDADE DOS FLUIDOS CORPORAIS 
 
O volume total dos fluidos corporais (ex: 36L num indivíduo com 60Kg) mantém-se 
constante ao longo do dia através do ajuste dos ganhos com as perdas de água. 
A água é obtida pelos alimentos, pelo metabolismo e pela sua ingestão directa e perdida 
através da urina, das fezes, da transpiração e por processos insensíveis como na perspiração e 
expiração que fazem parte das perdas e ganhos “obrigatórios”. No entanto, as quantidades de 
água perdidas na urina e ganhas pela sua ingestão directa são reguladas de modo a igualar o 
total de perdas com o total de ganhos. 
 
• Osmorregulação 
Uma vez que a ingestão directa de água não afecta a taxa de excreção de solutos urinários, 
a osmolalidade urinária varia inversamente ao fluxo urinário e afecta de igual modo os 
volumes intra e extracelulares. 
Quando a ingestão de água é normal, o fluxo urinário é de 1-2 mL/min. e a osmolalidade 
urinária de 500-700 mOsm/Kg. 
Quando a ingestão de água é elevada, a osmolalidade plasmática diminui e os rins 
excretam um grande volume de urina hiposmolar relativamente ao plasma (mínimo ~30 
mOsm / Kg). 
Quando a ingestão de água é baixa, ocorre o contrário: a osmolalidade dos fluidos 
corporais aumenta e os rins excretam um pequeno volume de urina hiperosmolar 
relativamente ao plasma (máximo ~1200 mOsm / Kg). Esta capacidade de concentrar a urina, 
propriedade encontrada apenas nos mamíferos e em algumas aves, foi uma importante 
adaptação à vida terrestre uma vez que permite reduzir o grau de dependência da água. 
Deste modo, a ansa de feedback homeostático negativo para estabilizar a osmolalidade 
dos fluidos corporais tem como efectores o controlo de ingestão de água pela sede e a resposta 
renal excretora de água. 
Relacionando a osmolalidade urinária com o volume de urina podemos definir 3 estados: 
 
 Osmolalidade urinária Volume urinário 
Antidiurese Hipertónica Baixo 
Diurese de água Hipotónica Elevado 
Diurese osmótica Isotónica Elevado (com excreção solutos aumentada) 
 
Tabela 4 – Distinção entre diurese de água, diurese osmótica e antidiurese. 
 
Fisiologia Renal 19 
• Hormona antidiurética (ADH) ou Vasopressina 
A ADH é um peptídeo de 8 aa sintetizada por neurónios dos núcleos supra-óptico e 
paraventricular do hipotálamo. É armazenada nos terminais axonais ao nível da hipófise 
posterior. É libertada para a circulação sistémica a partir deste local. 
O seu duplo nome deve-se aos seus dois principais efeitos: 
a) efeito antidiurético - ocorre via receptores V2 e com concentrações plasmáticas 
relativamente baixas; 
b) efeito vasoconstritor - é mediado por receptores V1 e ocorre com concentrações 
plasmáticas superiores. 
A sua libertação é controlada por osmorreceptores (presentes no hipotálamo) e por 
barorreceptores periféricos. Um aumento da osmolalidade plasmática acima dos 280 
mOsm/Kg provoca um aumento nos níveis plasmáticos da ADH. A sede é estimulada a 
osmolalidades superiores como segunda linha de defesa contra a hiperosmolalidade. 
Efeitos da ADH: 
1) Redução do fluxo urinário e aumento da osmolalidade da urina (faz a ligação fisiológica 
entre as osmolalidades plasmática e urinária) 
2) Aumento da permeabilidade à água do epitélio do ducto colector (10 a 20 vezes) 
Ao nível do ducto colector, a ADH liga-se ao receptor V2 presente na membrana 
basolateral, o qual conduz à formação de AMPc que activa a proteína cínase A; esta leva à 
produção de aquaporinas tipo 2 (por intermédio da fosforilação de proteínas ainda 
desconhecidas) que são inseridasna membrana apical aumentando assim a permeabilidade à 
água das células epiteliais do ducto colector. 
 
Figura 7 – Mecanismo de actuação celular da ADH. 
A SEDE é o componente principal dos mecanismos de osmorregulação na resposta ao 
aumento da osmolalidade plasmática. A sede - o impulso para beber - resulta na retenção de 
água até que a resposta de ingerir água irá adicionar nova quantidade de água ao corpo – só 
esta adição de água poderá corrigir correctamente o aumento de osmolalidade plasmática (que 
estimula também a libertação de ADH). 
Fisiologia Renal 20 
Quanto à diminuição da osmolalidade plasmática os efeitos renais da ADH são 
suficientes para repor a osmolalidade normal. 
 
• Formação de urina concentrada 
A capacidade do rim em concentrar a urina baseia-se no princípio físico de multiplicação 
em contracorrente o qual tem por base anatómica a disposição em contracorrente dos ramos 
ascendente e descendente da ansa e a sua associação com os ductos colectores. 
A multiplicação em contracorrente é o mecanismo pelo qual o conteúdo de dois tubos 
adjacentes se desloca em direcções opostas originando concentração de solutos 
progressivamente maiores. O gradiente de concentração entre os dois ramos da ansa é 
estabelecido com gasto de energia e tem por base 3 propriedades: 
1) Transporte activo de sódio e cotransporte de potássio, cloreto e outros iões ao longo 
das ramos ascendentes (porção grossa); 
2) Baixa permeabilidade à água dos ramos ascendentes; 
3) Alta permeabilidade à água dos ramos descendentes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8 – Mecanismo em contracorrente no rim. 
 
A nível renal, o sistema de contracorrente assume algumas particularidades: 
a) A multiplicação em contracorrentes ocorre apenas na medula externa. A concentração 
intersticial da NaCl aumenta em direcção à interface medula externa / medula interna 
Fisiologia Renal 21 
(resultado do transporte de NaCl e da reduzida permeabilidade à água na porção 
grossa do ramo ascendente) – o aumento de pressão osmótica intersticial provoca 
concentração do fluido tubular do ramo descendente pela saída de água para o 
interstício; 
b) Na presença de ADH, o aumento da pressão osmótica intersticial causa também 
reabsorção de água nos ductos colectores ao nível da medula externa; 
c) As porções cortical e medular externa dos ductos colectores são impermeáveis à ureia 
pelo que a sua concentração aumenta proporcionalmente à reabsorção de água; 
d) Deste modo, é criado um gradiente de reabsorção de ureia na porção medular interna 
dos ductos colectores, altamente permeável à ureia. A ADH aumenta também a 
permeabilidade à ureia nesta região do ducto colector; 
e) A ureia recirculante acumula-se na medula interna conduzindo à saída de água dos 
ramos descendentes e, consequentemente, à concentração de fluido tubular; alguma 
ureia entra para a ansa de Henle; 
f) O NaCl pode difundir pelo interstício na porção medular interna dos ramos 
ascendentes contribuindo também para a reabsorção de água nos ductos colectores. 
 
• Ureia 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9 – Reabsorção da ureia ao longo do sistema tubular. 
 
Ao longo do túbulo proximal 30 a 40% da ureia filtrada é reabsorvida por difusão 
simples (em direcção a um gradiente criado pela reabsorção de água). 
Na ansa de Henle, principalmente no ramo descendente , a ureia é adicionada ao fluido 
tubular (proveniente da porção medular interna dos ductos colectores). Os ramos ascendentes 
(porção grossa), túbulo contornado distal e o ducto colector até à medula externa são 
impermeáveis à ureia. 
Fisiologia Renal 22 
A porção medular interna é altamente permeável à ureia e permite a reabsorção de 
ureia por intermédio do transportador UT1, recentemente clonado. 
Cerca de metade da ureia filtrada é excretada normalmente na urina. 
 
• Troca em contracorrente 
O fluxo sanguíneo medular é relativamente baixo quando comparado com o cortical. Os 
capilares medulares (vasa recta) originam-se das arteríolas eferentes dos nefrónios 
justamedulares e dispõem-se em contracorrente: descem para a medula e ascendem em 
direcção ao córtex. Ao longo dos capilares descendentes o sangue fica progressivamente mais 
concentrado, uma vez que os vasa recta são altamente permeáveis à água e solutos. Nos 
ascendentes, o sangue torna-se progressivamente menos concentrado (à medida que os solutos 
voltam para o interstício e a água entra para os capilares. O resultado final é a manutenção da 
alta osmolalidade e tonicidade da medula renal. 
 
Nota: As células da medula renal suportam a hipertonicidade desta porque adaptaram-se à tonicidade do 
meio externo através do aumento da concentração intracelular dos designados osmólitos orgânicos 
compatíveis (como o sorbitol, a glicerofosforilcolina e o inositol). 
 
Fisiologia Renal 23 
!"REGULAÇÃO DO VOLUME EXTRACELULAR E DA EXCREÇÃO DE NaCl 
 
Os rins, pela capacidade que têm de regular o volume do fluido extracelular (ECV) pela 
variação da excreção de Na+ , desempenham um papel fundamental na manutenção de um 
volume apropriado do sistema vascular, pré-requisito para a perfusão adequada dos tecidos. 
Em condições isotónicas, o volume do ECV é determinado pela massa de solutos 
extracelulares: como os sais de Na+ são o soluto extracelular mais abundante, o ECV aumenta 
quando o conteúdo corporal de Na+ aumenta e diminui quando este diminui. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 10 - Mecanismos de regulação do volume extracelular. 
 
A regulação do ECV pode ser descrita como um mecanismo reflexo no qual o sódio 
corporal total e o ECV são monitorizados por sensores apropriados. 
A excreção de Na+ pode ser alterada pela modificações na reabsorção de Na+ ou na 
GFR (taxa filtração glomerular) e relaciona-se com estas pela seguinte equação: 
Excreção Na+ = (GFR x [Na+]p) – Reabsorção Na+ 
 
• Sensores de volume e variáveis dependentes do volume 
O volume plasmático determina a magnitude de algumas variáveis hemodinâmicas. 
1. Modificações no volume plasmático causam alterações directas na tensão da parede de 
certas estruturas vasculares – veias intratorácicas, aurículas e ventrículos – que 
possuem terminais nervosos sensíveis ao estiramento. Através do nervo vago, os 
impulsos são processados nos centros cardiovasculares no tronco cerebral. 
Fisiologia Renal 24 
2. Alterações no retorno venoso, enchimento cardíaco e débito cardíaco provocam 
modificações na pressão arterial que são detectadas pelos barorreceptores arteriais no 
arco aórtico e seio carotídeo. Os impulsos atingem os centro cardiovasculares através 
dos nervos vago e glossofaríngeo; 
3. Alterações no volume plasmático são detectadas pelo complexo justaglomerular 
(sensível à concentração de NaCl no fluido tubular e à pressão na arteríola aferente) 
que actua localmente, modificando a secreção de Renina. 
 
• Efectores do controlo do volume extracelular 
 
1. Actividade simpática renal e níveisde catecolaminas circulantes 
A expansão do ECV reduz a actividade simpática renal, o que conduz ao aumento da 
excreção de Na+ (a GFR e o RBF são pouco afectados).A depleção do ECV aumenta a 
actividade simpática renal, estimulando a reabsorção de Na+ por efeito tubular directo e 
por vasoconstrição e diminuição do RBF e da GFR (efeito indirecto). 
 
2. Sistema Renina – Angiotensina – Aldosterona 
A Renina é uma enzima sintetizada e libertada pelas células granulares (células 
musculares lisas modificadas localizadas na média das arteríolas aferentes renais) que 
integram o complexo justaglomerular. 
A Renina degrada o Angiotensinogénio (proteína circulante produzida no fígado e rins) 
em Angiotensina I (decapeptídeo) que, por sua vez, é convertida em Angiotensina II 
(octapeptídeo activo) pela enzima de conversão da angiotensina (ACE). O nível 
plasmático da Angiotensina II é determinado pelo nível de Renina plasmática. 
A secreção de Renina é estimulada por 3 mecanismos principais: 
a) Aumento da actividade simpática (através de receptores β presentes nas células 
granulares); 
b) Redução da pressão arteriolar aferente (mecanismo ainda desconhecido); 
c) Diminuição da concentração de NaCl na mácula densa: o oposto também se 
verifica, isto é, a secreção de Renina também é inibida por um aumento do NaCl 
na mácula densa. A concentração de NaCl neste local é dependente do sódio 
corporal total e é influenciada pela GFR e pela reabsorção tubular proximal, as 
duas variáveis que são modificadas pelo ECV. 
Fisiologia Renal 25 
A Angiotensina II estimula directamente a reabsorção de Na+ em vários segmentos 
tubulares, particularmente no túbulo proximal, onde activa o trocador Na+ / H+. Em 
concentrações mais elevadas, diminui a GFR por vasoconstrição da arteríola aferente e 
pela diminuição de Kf. A produção de angiotensina II plasmática é auto-limitada 
porque a sua formação inibe a secreção de Renina. 
A Aldosterona é uma hormona esteróide sintetizada na zona glomerulosa do córtex da 
glândula suprarrenal. A sua produção é estimulada por: 
1. Angiotensina II 
2. Diminuição da concentração plasmática de Na+; 
3. Aumento de concentração plasmática de K+; 
4. ACTH; 
5. Diminuição dos níveis plasmáticos do peptídeo natriurético auricular. 
O factor principal no controlo de secreção de Aldosterona é a Angiotensina II 
plasmática. 
A aldosterona estimula a reabsorção de Na+ renal actuando sobre as células principais 
do ducto colector: atravessa a membrana desta célula e liga-se a um receptor 
citosólico; o complexo aldosterona – receptor é então translocado para o núcleo onde 
activa a transcrição do RNAm; as proteínas translocadas – AIP (Aldoterone Induced 
Proteins) incluem canais de Na+, bomba Na+ / K+ e enzimas mitocondriais que 
aumentam a disponibilidade de ATP para a bomba. 
 
3 Peptídeo Natriurético Auricular (ANP) 
É uma hormona peptídica (28 aa) que é sintetizada pelos miócitos auriculares e libertada 
em resposta à distensão auricular. O ANP inibe directamente a reabsorção de Na+ (via 
GMPc ). Em concentrações mais elevadas aumenta a GFR (por vasodilatação das arteríolas 
aferentes e aumenta Kf). 
 
4 Hormona Antidiurética 
Como referido anteriormente, a libertação de ADH está também dependente de 
barorreceptores: diminuições marcadas no volume sanguíneo aumentam muito a ADH 
plasmática que vai actuar como vasoconstritora. Sob o ponto de vista da osmorregulação 
esta libertação de ADH é inadequada (uma vez que a osmolalidade plasmática é normal). 
Deste modo, numa depleção de volume grave, a homeostasia osmótica é sacrificada pela 
conservação de um volume máximo. 
Fisiologia Renal 26 
Os Sistemas Homeostáticos para o controlo da osmolalidade plasmática e do volume 
extracelular são distintos. As principais diferenças entre elas estão sumariadas na tabela 5. 
Sistema Osmorregulação Regulação do volume 
O que é sentido Osmolalidade plasmática Volume circulante efectivo 
Sensores Osmorreceptores plasmáticos Receptores do seio carotídeo, grandes veias, 
aurículas e intrarrenais 
Efectores ADH, Sede Renina/Angiotensina, Aldosterona, Nervos 
simpáticos, ANP, ADH 
O que é afectado Osmolalidade urinária, ingestão de água Excreção urinária de Na+ 
 
Tabela 5 – Distinção entre osmorregulação e regulação do ECV. 
 
 Uma perturbação da osmorregulação manifesta-se pela incapacidade de excretar 
quantidades apropriadas de água para manter a isotonicidade plasmática. Os sintomas típicos 
são a hiponatrémia ou hipernatrémia (concentração de Na+ plasmático baixa ou elevada, 
respectivamente). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11 – Comparação das alterações na regulação do volume e na osmorregulação. 
 
Uma perturbação da regulação do volume manifesta-se pela incapacidade de excretar 
quantidades apropriadas de Na+ para manter um ECV normal. Os sintomas típicos são o 
edema (acumulação de fluido intersticial) ou a depleção de volume. Embora conceptualmente 
distintas, as perturbações do volume e da osmorregulação apresentam-se muitas vezes 
associadas. 
 
 
Fisiologia Renal 27 
!"REGULAÇÃO DO EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE 
 
• Equilíbrio do ião hidrogénio 
A concentração do ião hidrogénio livre no ECV é extremamente baixa ( ≅ 40 nEq/L) e as 
variações normais são de apenas 3 a 5 nEq/L. O principal motivo da regulação apertada dos 
níveis de H+ deve-se ao facto destes iões afectarem a estrutura terciária de macromoléculas 
como proteínas, ácidos nucleicos e lípidos, e consequentemente, as propriedades funcionais 
destas moléculas. 
As concentrações de H+ são usualmente expressas em valores de pH que é dado pelo 
logaritmo negativo da concentração de H+ (pH = log 1 / [ H+ ] = - log [ H+ ] ). O pH é uma 
medida inversa da concentração de iões H+. 
O pH arterial normal é de 7.4, enquanto que o pH venoso e do fluido intersticial é de 7.35. 
Os ácidos são produzidos continuamente pela actividade metabólica. O ácido carbónico é 
o mais abundante (é derivado do CO2). A produção de outros ácidos é reduzida e resulta 
fundamentalmente do metabolismo de a.a.. 
A soma da produção de ácidos excede os processos de consumo de H+. 
O organismo tem três mecanismos principais de controlo do pH dos fluidos corporais: 
1. Sistemas tampão químicos 
Actuam imediatamente, combinando-se com os ácidos ou com as bases para prevenirem 
alterações excessivas na concentração de iões hidrogénio. 
2. Sistema respiratório 
Regula a remoção de CO2 e H2CO3 a partir do ECV; este mecanismo actua em segundos/ 
minutos; é utilizado como segunda linha de defesa. 
3. Sistema renal 
Excretam urina alcalina ou ácida, ajustando a concentração de H+ em direcção ao normal 
durante a alcalose ou acidose. Este mecanismo actua lentamente (horas a dias) mas de 
modo potente 
 
A primeira linha de defesa contra alterações da concentração de iões H+ é o 
tamponamento químico. Os mecanismos tampão são uma propriedade dos ácidos ou bases 
fracas. Um tampão pode ser definido como uma substância que se liga de modo reversível ao 
H+. A reacção de tamponamento pode ser expressa do seguinte modo: 
Tampão + H+ ⇔ HTampão 
Fisiologia Renal 28 
Deste modo,o H+ livre combina-se com um tampão para formar um ácido fraco: quando a 
concentração de H+ aumenta, a reacção é desviada para a direita e quando diminui, a reacção 
desloca-se para a esquerda. 
Os tampões biológicos estão presentes nos compartimentos intra e extracelulares. 
Os principais tampões extracelulares são: 
1. Bicarbonato / dióxido de carbono (HCO3- / CO2) 
2. Fosfato inorgânico (HPO42- / HPO4-) 
3. Proteínas plasmáticas 
No sangue, a hemoglobina é o principal tampão intracelular (os fosfatos orgânicos e as 
proteínas celulares têm uma contribuição pequena).Os iões H+ são também tamponados, numa 
pequena porção, no tecido ósseo por troca com o Na+ e o K+ e por dissolução de CaCO3 em 
HCO3-. 
Todos estes sistemas tampão estão expostos ao mesmo pH, pelo que, uma alteração no pH 
irá afectar o ratio ácido-base de todos estes tampões em solução - Princípio Isohídrico. 
A produção de CO2 e, consequentemente, de ácido carbónico parece desempenhar um 
desafio à homeostasia do H+ devido às enormes quantidades de CO2 produzidas. Deste modo, 
o CO2 produzido nos tecidos é tamponado transitoriamente pela hemoglobina (Hb) dos 
eritrócitos (a Hb reduzida é um receptor de H+ melhor que a Hb oxigenada – efeito de 
Haldane ). Este tampão é transportado para os pulmões. Após reposição do CO2 original pela 
oxigenação da Hb, o ácido volátil pode ser eliminado enquanto que os iões H+ são 
reincorporados na água. 
Por outro lado, a taxa de remoção de CO2 é directamente dependente da taxa de ventilação 
e esta é regulada pelo pH e pelo PCO2 (quimiorreceptores respiratórios centrais). Esta 
regulação é tão eficiente que permite que, em condições de produção máxima de CO2 (ex:. 
exercício físico violento), o CO2 seja removido à taxa que é produzido, sem alteração do 
equilíbrio ácido-base. 
Os ácidos não carbónicos são tamponados extracelularmente pelo sistema HCO3- / CO2 e 
intracelularmente pela hemoglobina e proteínas celulares. 
 
• Regulação renal de conteúdo corporal de bicarbonato 
Os iões H+ produzidos diariamente são tamponados e, portanto consomem HCO3-. Os rins 
têm de excretar estes iões H+ para reporem o pool de HCO3- . Todos os segmentos tubulares 
contribuem para a reabsorção de HCO3-, mas cerca de 85% deste é reabsorvido no túbulo 
proximal (principalmente, na primeira metade). 
Fisiologia Renal 29 
Não existe nenhum mecanismo de transporte conhecido para o HCO3-, pelo que, para ser 
absorvido tem de ser convertido em CO2 e H2O . Deste modo, a reabsorção tubular de HCO3- 
está dependente da secreção de H+. 
Os iões H+ são produzidos intracelularmente a partir do ácido carbónico que deriva da 
hidratação do CO2 por acção da anídrase carbónica intracelular. Os iões H+ são, então, 
transportados para o lúmen tubular por troca com o Na+ (túbulo proximal) ou com o K+ (ducto 
colector) ou directamente por um ATPase H+ (ducto colector) onde se combinam com o 
HCO3- para formarem ácido carbónico que é degradado em CO2 e H2O pela anídrase 
carbónica membranar do túbulo proximal. O CO2 e a H2O são absorvidos passivamente. Os 
iões HCO3- gerados intracelularmente são transportados para o sangue em associação com o 
Na+ (túbulo proximal) ou com o Cl- (células intercalares α do ducto colector). As células 
intercalares β são o inverso das α, isto é, segregam HCO3- para o lúmen tubular mas a 
importância deste processo no Homem é provavelmente limitado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12 – Mecanismos celulares de reabsorção de HCO3-. 
 
Em condições normais, apenas o tampão HPO42- / H2PO4- é filtrado em quantidade 
suficientes para actuar como um receptor intratubular de iões H+. Quando os iões H+ 
segregados são usados para titular o HPO42- filtrado, uma quantidade equivalente de HCO3- é 
adicionado aos fluidos corporais – formação de novo bicarbonato. A quantidade de iões H+ 
urinários ligados a tampões não carbónicos é designada por ácido titulado. Por definição, 
apenas há excreção de ácido titulado quando o pH urinário é inferior a 7.4. 
Uma segunda forma de produção de novo bicarbonato é a excreção urinária de ião amónio 
(NH4+), mecanismo independente da secreção tubular de H+. Na degradação da glutamina em 
glutamato e deste em α - cetoglutarato, são libertados 2 iões NH4+. A conversão subsequente 
Fisiologia Renal 30 
do α - cetoglutarato em glicose ou em CO2 + H2O consome iões H+ e permite a produção de 2 
iões HCO3- que são adicionados aos fluidos corporais. 
Se o NH4+ gerado for absorvido pelo epitélio tubular renal ou segregado para o sangue, é 
usado para formar ureia, uma reacção que consome HCO3- . Deste modo, a síntese da ureia é 
um processo acidificante que consome os iões HCO3- produzidos. 
Todas as células epiteliais renais têm a capacidade de produzirem ião amónio, mas o 
túbulo proximal é o que contribui para a maior parte da sua produção. O NH4+ é segregado 
preferencialmente através do trocador Na+ / H+ ( o NH4+ substitui o H+). A difusão de amónia 
(NH3) não é quantitativamente importante. 
Ao nível do ramo ascendente da ansa, o NH4+ é absorvido o que permite que, por um lado, 
continue a ser segregado no ramo descendente e, por outro, funcione como fonte de secreção 
transepitelial de NH4+ no ducto colector. O resultado final é que a quantidade de NH4+ 
excretado é sensivelmente igual à presente no fim do túbulo proximal. 
 
• Regulação da secreção de H+ e reabsorção de HCO3- 
Alterações na PCO2 arterial associam-se a alterações paralelas na reabsorção de HCO3- ou 
na secreção de iões H+, A diminuição da PCO2 arterial inibe a secreção H+ (e a reabsorção 
HCO3-) e o aumento da PCO2 arterial estimula este processo. 
A reabsorção HCO3- é afectada pela concentração plasmática de HCO3- : o HCO3- filtrado 
é quase totalmente absorvido até um certo nível plasmático de HCO3- acima do qual aumenta 
a excreção de HCO3- , enquanto que a excreção de H+ está inibida. 
A Aldosterona também estimula a secreção de H+ pelos ductos colectores. 
A excreção de NH4+ e a sua taxa de produção são reguladas e sofrem alterações 
adaptativas em certos desequilíbrios ácido-base (ex: maior produção de NH4+ em estados de 
acidose crónica). 
Fisiologia Renal 31 
!"DESEQUILÍBRIOS ÁCIDO-BASE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13 – Desequilíbrios ácido-base primários e mecanismos de compensação. 
 
• Desequilíbrios ácido-base respiratórios 
Quando existe um defeito primário na capacidade dos pulmões removerem CO2, ou 
quando a sua remoção está exagerada, há um ganho, ou uma perda de iões hidrogénio. A 
perturbação do equilíbrio ácido-base é designada respiratória. Deste modo, a alteração 
primária dos desequilíbrios respiratórios é na pressão de dióxido de carbono (PCO2). Na 
Acidose respiratória, a diminuição do pH resulta da redução do ratio HCO3- / PCO2 (<20). Na 
Alcalose respiratória, em que há remoção excessiva de CO2, o ratio aumenta (>20) e o pH 
eleva-se. 
 
 
 
• Desequilíbrios ácido-base metabólicos 
Têm como causa o excesso de ácidos ou de bases que consomem ou produzem tampões 
aniónicos adicionais. 
Causas de excesso de produção de ácidos: 
a) Produção de ácidos aumentada (ex: cetoacidose ou acidose láctica); 
b) Perda de HCO3- (ex: diarreia); 
c) Excreção urinária de H+ inadequada (ex: Insuficiência renal crónica) 
Causas deexcesso de produção de bases: 
a) Produção de bases aumentada (ex: dieta vegetariana); 
b) Perda de iões H+ (ex: vómito); 
c) Excreção urinária de HCO3- inadequada (ex: Hiperaldosteronismo). 
A alteração primária neste tipo de desequilíbrios é a modificação da concentração de 
HCO3- .Quando a concentração de HCO3- diminui, o ratio HCO3- / PCO2 diminui (<20) e o pH 
Fisiologia Renal 32 
diminui também, originando uma Acidose Metabólica. Na Alcalose Metabólica há aumento 
da concentração de HCO3- e do pH. 
 
• Mecanismos de compensação dos desequilíbrios ácido-base respiratórios 
Quando as alterações na PCO2 arterial persistem, são desencadeados, secundariamernte, 
alterações na excreção renal de iões H+. 
Na Acidose Respiratória, a reabsorção renal de HCO3- aumenta e, consequentemente, a 
concentração plasmática de HCO3- também aumenta. 
Na Alcalose Respiratória, há inibição da secreção renal de H+ e da reabsorção de HCO3-, 
o que conduz à redução da concentração plasmática de HCO3- . 
Após 2 / 4 dias, quando um novo equilíbrio é atingido, os grandes desvios iniciais do pH 
plasmático foram substancial mas não totalmente compensados. 
 
• Mecanismos de compensação dos desequilíbrios ácido-base metabólicos 
1. Compensação respiratória 
Os mecanismos de compensação dos desequilíbrios metabólicos ocorrem alguns minutos 
após o alteração primária. Deste modo, na Acidose Metabólica, o aumento da taxa de 
ventilação promove a excreção de CO2, o que permite a normalização quase total do pH e do 
ratio HCO3- / PCO2. Na Alcalose Metabólica, a taxa de ventilação diminui, pelo que o aumento 
da PCO2 normaliza parcialmente o pH plasmático. 
 
2. Correcção renal 
2.1 Acidose Metabólica 
Neste caso, a resposta renal lógica é a reabsorção completa de HCO3-. A secreção renal de 
H+ é estimulada pelos níveis plasmáticos elevados de Aldosterona que, deste modo, 
auxilia a reabsorção de todo o bicarbonato bem como a titulação de tampões que não o 
bicarbonato. Este mecanismo de secreção de aldosterona em resposta à acidose é, em 
parte, dependente da secreção de renina. Assim, a angiotensina II, pelo seu efeito sobre o 
trocador Na+ / H+, contribui directamente para o aumento da secreção de H+. O aumento 
da produção e excreção de amónio também contribui para o aumento da excreção de 
ácidos. Este mecanismo, ao contrário da formação de ácidos titulados, tem grande 
capacidade de reserva. Assim, primeiramente, há um aumento da excreção de amónio e, 
algum tempo depois, da síntese de NH4+. 
 
Fisiologia Renal 33 
2.2 Alcalose Metabólica 
Teoricamente, o aumento da excreção da concentração plasmática seria facilmente 
corrigida pela excreção urinária do excesso de HCO3-. No entanto, na prática clínica, este 
desequilíbrio é acompanhado, muitas vezes, de complicações que tendem a perpetuá-lo 
porque impedem a excreção eficiente de HCO3-. Este problema pode ser exemplificado 
com a perda de ácidos através do vómito. Nesta situação, para além da perda de iões H+, 
há também perda de outros iões como o Na+ e o Cl- e depleção do ECV. Inicialmente, há 
aumento da excreção HCO3-. No entanto, devido às alterações concomitantes, há 
diminuição da GFR e aumento da reabsorção de HCO3- o que impede a sua excreção 
apropriada. Deste modo, enquanto o volume não for corrigido, a alcalose metabólica irá 
persistir. 
Este distúrbio ácido-base é sempre acompanhado por depleção de K+. Processos que 
conduzam à depleção de potássio, como o Hiperaldosteronismo, o uso excessivo de 
diuréticos e a ingestão reduzida de K+, podem originar uma alcalose metabólica. 
 
 
Fisiologia Renal 34 
!"REGULAÇÃO DO EQUILÍBRIO DE POTÁSSIO 
 
A maior parte do potássio (K+)é armazenado no interior das células e apenas 1 a 2% do K+ 
total existe no espaço extracelular. A principal via de excreção do K+ é a renal com uma 
contribuição intestinal reduzida (secreção de K+ pelo cólon). 
A concentração extracelular de K+ necessita de ser regulada com precisão porque é um 
determinante crítico do potencial de membrana das células excitáveis: quando a concentração 
plasmática de K+ diminui, há hiperpolarização e quando a sua concentração aumenta há 
despolarização das membranas. Estas alterações do potencial de repouso alteram a 
excitabilidade e a condução de impulsos nos nervos e células musculares. As consequências 
mais graves verificam-se a nível cardíaco: arritmias, fibrilação auricular e ventricular. 
 
• Regulação da concentração de K+ por alteração na sua distribuição compartimental 
A insulina e a adrenalina têm uma capacidade de promoverem o uptake de K+ por 
estimulação da actividade de bomba Na+/ K+. Deste modo, após uma refeição contendo K+, a 
insulina é libertada e promove o uptake celular de K+, atenuando o aumento do K+ 
plasmático. Similarmente, durante o exercício físico violento, o aumento do K+ plasmático é 
contrariado pela adrenalina libertada pela suprarrenal. 
Três outros mecanismos não homeostáticos alteram as concentrações plasmáticas de K+: 
1) Desequilíbrios ácido-base: 
Acidose – o aumento do H+ plasmático provoca a entrada destes iões nas células, em parte por 
troca com o K+, causando Hipercaliémia. 
Alcalose – ocorre o oposto, isto é, Hipocaliémia 
2) Hiperosmolalidade – muitas vezes associada com a hiperglicemia diabética, conduz à 
perda de K+ das células e, potencialmente, hipercaliémia. 
3) Lise de grande número de células – há libertação do conteúdo celular, incluindo o K+ 
(Hipercaliémia). 
 
• Regulação renal do potássio 
Cerca de 50% do potássio filtrado e reabsorvido ao longo do túbulo proximal e, no final 
da ansa de Henle, apenas 10% do potássio filtrado permanece no lúmen tubular. Esta 
reabsorção de K+ é relativamente invariável. Contrariamente, ao longo dos ductos colectores, 
a excreção de K+ reflecte as variações de ingestão de K+. 
Fisiologia Renal 35 
No túbulo proximal, a reabsorção de K+ ocorre por solvent drag e por difusão paracelular 
(devido à positividade luminal do potencial). 
Na ansa de Henle, a reabsorção de K+ ocorre também por difusão paracelular. 
No ducto colector, dependendo da quantidade de K+ ingerido, pode haver reabsorção ou 
secreção de K+. A reabsorção de K+ realiza-se pelas células intercalares através de ATPase 
K+/H+ presente na membrana apical das células. A secreção de K+ pelas células principais é 
determinada pela actividade de ATPase Na+/K+, pelo gradiente electroquímico e pela 
permeabilidade da membrana apical ao K+. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 15 – Excreção renal de potássio. 
 
A Aldosterona, para além de reduzir a excreção de Na+, estimula a excreção renal de K+. 
A sua libertação é estimulada pelo aumento da concentração plasmática de K+. Os 
mecanismos celulares pelos quais a aldosterona actua são: 
a) aumento do gradiente electroquímico (pelo aumento da permeabilidade apical ao sódio) 
b) estimulação da ATPase Na+/K+ 
c) aumento da permeabilidade da membrana apical ao potássio. 
Um aumento do K+ plasmático, após uma refeição contendo K+, aumenta a excreção 
urinária deste ião por estimulação directa da secreção de K+ no ducto colector. 
A secreção de K+ relaciona-se tambémcom a taxa de fluxo tubular distal (a nível do ducto 
colector). Deste modo, uma taxa de fluxo elevada estimula a secreção de K+ porque : 
a) O aumento do uptake de Na+ através da membrana apical estimula a ATPase Na+/K+, o 
que conduz ao aumento da concentração de K+ intracelular; 
b) O aumento do uptake de Na+ conduz também à diminuição da diferença de potencial ao 
nível da membrana apical, o que aumenta o gradiente eléctrico e o K+ movimenta-se para 
o lúmen; 
Fisiologia Renal 36 
c) A baixa concentração de K+ no lúmen aumenta o gradiente químico, favorecendo a 
secreção de K+ 
A Hormona antidiurética estimula também a secreção de K+ nos ductos colectores: 
aumentando a permeabilidade da membrana apical ao Na+, aumenta a secreção de K+ por 
despolarização da membrana apical e por estimulação da ATPase Na+/K+. 
Uma vez que o movimento de K+ no ducto colector é controlado por vários factores, pode 
haver adição ou supressão de efeitos. Exemplificando: 
1. Efeito aditivo 
Taxas de fluxo distal elevadas, ingestão dietética elevada de K+ e aumento dos níveis 
plasmáticos de aldosterona, aumentam a secreção de K+. 
2. Efeito supressivo 
 Na depleção do volume extracelular há aumento dos níveis de aldosterona (via 
angiotensina II) o que deveria estimular a secreção de K+; no entanto, a reabsorção de água e 
solutos nos segmentos proximais ao ducto colector é elevada pelo que o fluxo distal será 
baixo. Deste modo, o efeito inibitório da reduzida taxa de fluxo sobre a secreção de K+ tende 
a anular o efeito da aldosterona. 
Os desequilíbrios ácido-base primários modificam a excreção renal de K+ e, portanto, 
influenciam sobre o equilíbrio do potássio corporal. Na alcalose metabólica há estimulação da 
excreção de K+ pelas células principais do ducto colector. Este é um efeito directo do aumento 
do pH, uma vez que a aldosterona, a taxa de fluxo tubular distal e a concentração plasmática 
de K+ não sofrem alterações significativas. Para além disso, a permeabilidade dos canais de 
K+ apicais é altamente dependente do pH: são encerrados pela acidose e abertos pela alcalose. 
Deste modo, a secreção de K+ está aumentando quando o pH intracelular está elevado (como 
nos estados de alcalose). 
 
Fisiologia Renal 37 
!"FUNÇÃO DOS URETERES E DA BEXIGA 
 
A urina que sai dos cones papilares não sofre modificações significativas ao longo da sua 
passagem pelos ureteres, bexiga e uretra. A explicação provável para este facto será a 
permeabilidade extremamente baixa à água e solutos do epitélio de transição que reveste os 
ureteres e a bexiga. 
A urina contida na pelve renal é conduzida para a bexiga através de movimento 
peristálticos das células musculares lisas dos ureteres. As ondas peristálticas são geradas em 
células pacemakers na área da pelve renal com uma frequência media de 5 por min. O 
peristaltismo dos ureteres é estimulado pelo sistema parassimpático e inibido pelo sistema 
simpático. A porção terminal dos ureteres atravessa a parede da bexiga de forma oblíqua o 
que confere a propriedade de esfíncter funcional: ocluí os orifícios uretrais que só abrem 
aquando da chegada da onda peristáltica. 
A bexiga funciona como um órgão de armazenamento e tem uma capacidade funcional 
máxima de cerca de 500 mL (adultos). Em condições normais forma-se, aproximadamente, 60 
mL de urina por hora, pelo que podem ser suportados períodos de 8h sem micção. 
Inicialmente, a bexiga acumula volume sem alterações marcadas da pressão. No entanto, 
quando é atingido um volume de 400-500 mL, há um aumento abrupto de pressão que vai 
despertar o reflexo da micção. 
As células musculares lisas da bexiga constituem, na sua totalidade, ao músculo detrusor 
e comportam-se como um sincício funcional (as várias células estão unidas por junções de 
hiato). 
O esvaziamento vesical é prevenido por dois esfíncteres: 
• Esfíncter interno – constituído por células musculares lisas com orientação 
circunferencial ao nível do colo da bexiga; não é controlado voluntariamente e o seu tono 
normal previne a saída de urina para a uretra. 
• Esfíncter externo – formado por um anel de células musculares estriadas ao nível do 
diafragma pélvico; é controlado voluntariamente. 
A actividade do músculo detrusor está sob o controlo de três grupos de neurónios: 
1) Neurónios parassimpáticos detrusores – têm origem nos segmentos sagrados (S2-S4); 
inervam o corpo da bexiga via nervo pélvico; o aumento da sua actividade causa 
contracção vesical. 
Nota: O nervo pélvico contém também fibras aferentes parassimpáticas (algumas têm 
origem nos terminais nervosos activados pelo estiramento). 
Fisiologia Renal 38 
2) Neurónios simpáticos – com origem nos segmentos torácicos baixos e lombares altos 
(T12-L2) são transportados pelo nervo hipogastro e inervam o corpo (inibição do 
músculo detrusor via receptores β) e o esfíncter interno (activação via receptores α). 
3) Neurónios motores somáticos - com origem nos segmentos sagrados, são transportados 
pelo nervo pudendo, inervam o esfíncter externo causando a sua contracção. A sua 
actividade está dependente do controlo do centro de micção (no tronco cerebral) o qual 
recebe influências corticais superiores. 
Todas estes grupos de neurónios participam de modo altamente interdependente no 
funcionamento vesical. Deste modo, na fase de enchimento: 
1) O músculo detrusor está relaxado devido à inibição dos neurónios motores detrusores e 
activação dos neurónios simpáticos (receptores β); 
2) Os esfíncteres interno e externo estão contraídos devido à activação dos neurónios 
simpáticos α (esfíncter interno) e dos motoneurónios somáticos (esfíncter externo). 
A micção é um reflexo autonómico controlado voluntariamente; caracteriza-se pela 
contracção do músculo detrusor (por estimulação dos neurónios parassimpáticos) 
sincronizada com o relaxamento completo dos dois esfíncteres (por inibição dos neurónios 
simpáticos e somáticos), o que permite o esvaziamento vesical completo. 
O controlo voluntário da micção é um comportamento adquirido. Na criança (antes do 
controlo esfincteriano) o esvaziamento vesical reflecte apenas o componente reflexo da 
micção desencadeado por estímulos sensitivos a partir dos receptores de estiramento. 
O esvaziamento voluntário está também perdido nos pacientes com lesão da espinal 
medula. Neste caso, o que acontece é a falta de sincronização entre a activação reflexa do 
músculo detrusor e o relaxamento esfincteriano. 
 A B 
Figura 16 A – Fase de enchimento; B - Reflexo da micção. 
 
Fisiologia Renal 39 
!"DOENÇAS RENAIS 
 
A maioria das doenças renais podem ser devidas em duas categorias principais: 
• Insuficiência Renal Aguda – o rim deixa de funcionar de modo abrupto mas pode 
eventualmente recuperar a sua função; 
• Insuficiência Renal Crónica – há uma perda progressiva e irreversível de nefrónios 
funcionantes. 
 
• Insuficiência Renal Aguda 
Pode ser subdividida em três categorias principais, em conformidade com a sua origem: 
1) Insuficiência Aguda Pré-renal 
É causadapela diminuição da irrigação sanguínea renal e pode ser consequência da redução 
do debito cardíaco e da pressão sanguínea (ex: Insuficiência cardíaca) ou do volume 
sanguíneo (ex: Hemorragia grave). Quando o fluxo sanguíneo diminui mais de 20% do 
normal, as células renais entram em hipóxia. 
2) Insuficiência Aguda Intrarrenal 
Resulta de anomalias no próprio rim, incluindo aquelas que afectam os vasos, os glomérulos 
(ex: Glomerulonefrite aguda) ou os túbulos (ex: necrose tubular aguda). 
3) Insuficiência Aguda Pós-renal 
É causada pela obstrução do sistema urinário desde os cálices até à saída da bexiga (ex: 
cálculos renais). 
 
• Insuficiência Renal Crónica 
As manifestações clínicas mais sérias da insuficiência renal crónica só ocorrem quando o 
número de nefrónios funcionantes é inferior a 70% do normal. As principais alterações que 
estão na origem desta situação são: 
• Lesão vascular – ex: aterosclerose, hiperplasia fibromuscular e nefrosclerose: 
• Lesão glomerular – ex: glomerulonefrite crónica; 
• Lesão do interstício renal ex: nefrite intersticial. 
A insuficiência renal crónica acarreta um conjunto de consequências. A perda de 
nefrónios funcionantes implica que os nefrónios sobreviventes excretem mais água e solutos; 
no entanto, como não conseguem compensar totalmente a perda de nefrónios, há: 
• Retenção de água e desenvolvimento de edema; 
• Aumento da ureia extracelular (Uremia) e de outras fontes de azoto (Azotémia); 
Fisiologia Renal 40 
• Acidose (a produção normal de ácidos excede a produção normal de bases, o que conduz 
à acumulação de ácidos na situação de insuficiência renal completa); 
• Anemia (quantidades insuficientes de eritropoietina) 
• Osteomalácia (diminuição da quantidade de vitamina D activa). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fisiologia Renal 41 
!"BIBLIOGRAFIA 
 
1. Berne RM, Levy MN, editors. Physiology. St Louis: Mosby, 1993: 719-809. 
2. Despopoulos A, Silbernegl S, editors. Color atlas of physiology. New York: Thieme, 
1991: 110-153. 
3. Fauci AS, Braunwald E, Isselbacher KJ, Wilson JD, Martin JB, Kasper DL, Hauser SL, 
Longo DL, editors. Harrison's principles of Internal Medicine. New York: McGraw-Hill, 
1998:1231-1233. 
4. Guyton AG, Hall JE, editors. Textbook of medical physiology. Philadelphia: Saunders, 
1996:297-421. 
5. Schermann JB, Sayegh SI. Kidney Physiology. Philadelphia: Lippincott-Raven, 1998.

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