Fisiologia Médica apenas parte renal

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S E Ç Ã O V I
O S I S T E M A U R I N Á R I O
Capítulo 33 • Organização do Sistema 
Urinário ...... 749
Capítulo 34 • Filtração Glomerular e Fluxo 
Sanguíneo Renal ...... 767
Capítulo 35 • Transporte de Sódio 
e Cloreto ...... 782
Capítulo 36 • Transporte de Ureia, Glicose, 
Fosfato, Cálcio, Magnésio e Solutos 
Orgânicos ...... 797
Capítulo 37 • Transporte de Potássio ...... 821
Capítulo 38 • Concentração e Diluição 
da Urina ...... 835
Capítulo 39 • Transporte de Ácidos 
e Bases ...... 851
Capítulo 40 • Integração do Balanço 
de Água e Sal ...... 866
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C A P Í T U LO 3 3
O R G A N I Z A Ç Ã O D O 
S I S T E M A U R I N Á R I O
Gerhard Giebisch e Erich Windhager
Os rins desempenham três funções essenciais. Primeiro, eles 
removem produtos do metabolismo e toxinas do sangue e os 
eliminam na urina e, por essa razão, funcionam como filtros. 
Segundo, eles regulam o estado dos fluidos corporais, o balanço 
de eletrólitos e o equilíbrio acidobásico. Terceiro, os rins produ-
zem ou ativam hormônios que estão envolvidos na eritropoiese, 
no metabolismo do Ca2+ e na regulação da pressão e do fluxo 
sanguíneos.
ANATOMIA FUNCIONAL DO RIM
Essa seção apresenta inicialmente uma visão macroscópica da 
estrutura renal e, em seguida, descreve o néfron, a unidade fun-
cional microscópica que se repete aproximadamente um milhão 
de vezes em cada rim.
Os rins são órgãos retroperitoneais pareados, 
formados por uma complexa associação 
de elementos vasculares e epiteliais
Os rins humanos são estruturas pares, em forma de feijão, 
localizados atrás do peritônio em cada lado da coluna verte-
bral (Fig. 33-1A). Eles se estendem desde a XII vértebra torá-
cica até a III vértebra lombar. Os dois rins juntos perfazem 
menos de 0,5% do peso corporal total; nos homens, cada rim 
pesa entre 125 e 170 g, ao passo que nas mulheres cada rim pesa 
entre 115 e 155 g.
Cada rim é coberto por uma cápsula fibrosa, praticamente não 
distensível (Fig. 33-1B). A região medial da superfície côncava 
renal apresenta uma fenda na cápsula, chamada hilo, que serve 
como porta de entrada para a artéria renal e nervos e como saída 
para a veia renal, vasos linfáticos e ureter. O hilo se abre para um 
espaço superficial chamado seio renal, que é completamente 
cercado por parênquima renal, exceto onde se conecta com a 
extremidade superior do ureter. O seio renal inclui os espaços 
preenchidos pela urina: a pelve renal propriamente dita, suas 
extensões e os cálices maior e menor. Os vasos sanguíneos e 
os nervos também passam pelo seio. A cápsula se dobra no seio 
renal, na região do hilo, de forma que suas camadas internas 
revestem o seio e suas camadas externas dão suporte aos vasos 
sanguíneos e à pelve renal.
Uma secção do rim (Fig. 33-1B) revela basicamente duas 
camadas, o córtex (região granular externa) e a medula (região 
interna mais escura). A granulosidade do córtex se deve à pre-
sença de tufos de capilares microscópicos chamados glomérulos 
e a um grande número de estruturas epiteliais altamente convo-
lutas em forma de túbulos. A medula não possui glomérulos e 
consiste em um arranjo em paralelo de túbulos e pequenos vasos 
sanguíneos.
A medula é subdividida em oito a 18 pirâmides renais côni-
cas, cujas bases estão voltadas para a fronteira corticomedular 
e as extremidades terminam na pelve renal. No ápice de cada 
pirâmide, existem perfurações, praticamente invisíveis a olho 
nu, pelas quais a urina flui para os cálices menores do seio renal.
Os rins são únicos por possuírem alto fluxo 
sanguíneo e capilares glomerulares ligados 
a arteríolas em ambas as extremidades
Apesar de os rins perfazerem menos de 0,5% do peso corporal 
total, eles recebem ≈20% do débito cardíaco. Esse alto fluxo san-
guíneo fornece o plasma sanguíneo necessário para a formação 
de um ultrafiltrado no glomérulo. A circulação renal tem uma 
sequência única de elementos vasculares: uma arteríola de alta 
resistência (a arteríola aferente), seguida por uma rede de capila-
res glomerulares de alta pressão para filtração, seguida por uma 
segunda arteríola de alta resistência (a arteríola eferente), seguida 
por uma rede de capilares de baixa pressão que cerca os túbulos 
renais (capilares peritubulares) e retoma o fluido absorvido por 
esses túbulos.
As principais características do sistema vascular renal estão 
ilustradas na Figura 33-1B e C. Uma única artéria renal entra 
no hilo e se divide em ramos anteriores e posteriores, que dão 
origem às artérias interlobares e, em seguida, às artérias arquea-
das. As artérias arqueadas margeiam a junção corticomedular e 
se ramificam em artérias interlobulares ascendentes que entram 
no córtex e dão origem a numerosas arteríolas aferentes. Essas 
arteríolas se ramificam e dão origem aos capilares glomerulares, 
os quais se unem novamente para formar as arteríolas eferen-
tes. As arteríolas eferentes dos néfrons corticais originam uma 
densa rede de capilares peritubulares que suprem de oxigênio e 
nutrientes os túbulos do córtex. As arteríolas aferentes e eferentes 
determinam a pressão hidrostática nos capilares glomerulares 
750 Seção VI • O Sistema Urinário
que se situam entre elas. O tônus de ambas as arteríolas está sob 
controle de uma rica inervação simpática e uma ampla variedade 
de mediadores químicos.
Ramos muito pequenos da artéria arqueada (ou da porção 
proximal da artéria interlobular) suprem uma subpopulação 
de glomérulos justamedulares que estão localizados na junção 
corticomedular ou próximos dela. As arteríolas eferentes desses 
néfrons seguem em direção à papila renal, dando origem a vasos 
em formato de tubos em U, chamados de vasos retos, que for-
mam uma rede de capilares que irrigam os túbulos na medula. 
Aproximadamente 90% do sangue que entra no rim perfunde 
os glomérulos superficiais e o córtex, ao passo que apenas ≈10% 
perfundem os glomérulos justamedulares e a medula.
Os vasos linfáticos drenam o fluido intersticial do córtex e 
deixam o rim seguindo as artérias em direção ao hilo. A linfa 
presente no interior desses vasos pode conter altas concentrações 
de hormônios renais, como a eritropoietina (EPO). A ausência de 
vasos linfáticos na medula renal evita a drenagem da alta osmola-
lidade do fluido intersticial medular, cuja existência é necessária 
para a produção de urina concentrada (Capítulo 38).
A unidade funcional do rim é o néfron
Cada rim contém entre 800.000 a 1.200.000 néfrons. Cada néfron 
é uma entidade independente até o ponto em que seu ducto 
coletor se funde com o ducto coletor de um ou mais néfrons.
Figura 33-1 Estrutura do sistema urinário. B, Visão posterior do rim direito.
751Capítulo 33 • Organização do sistema urinário 
Um néfron é formado por um glomérulo e um túbulo. O 
glomérulo é um aglomerado de vasos sanguíneos a partir do 
qual se origina o filtrado de plasma. O túbulo é uma estrutura 
epitelial formada por muitas subdivisões, que converte o fil-
trado glomerular em urina. Essas duas entidades — vascular 
e epitelial — se encontram no fundo cego do epitélio tubular, 
que é chamado de cápsula de Bowman ou de cápsula glome-
rular. Essa cápsula circunda o glomérulo e contém o espaço 
de Bowman, o qual é contíguo com o lúmen tubular. É nesse 
espaço que o filtrado passa do sistema vascular para o sistema 
tubular.
O restante do néfron consiste em subdivisões do túbulo 
(Fig. 33-2). Os elementos epiteliais do néfron incluem a cápsula 
de Bowman, o túbulo proximal, os ramos delgados descendente 
e ascendente da alça de Henle, o ramo espesso ascendente da alça 
de Henle, o túbulo convoluto distal e o túbulo conector. O túbulo 
conector, por sua vez, leva ao túbulo coletor inicial, túbulo coletor 
cortical e ductos coletores medulares.
No interior do córtexrenal, como citado anteriormente, é 
possível distinguir duas populações de néfrons (Fig. 33-2). Os 
néfrons superficiais, que possuem alças curtas que se estendem 
até o limite entre a medula externa e interna, e os néfrons jus-
tamedulares, que desempenham um papel especial na produção 
de urina concentrada e possuem alças longas que se estendem até 
a extremidade da medula.
O corpúsculo renal possui três componentes: 
elementos vasculares, o mesângio e a cápsula e 
o espaço de Bowman
O corpúsculo renal, local de formação do filtrado glomerular, é 
constituído pelo glomérulo, pelo espaço e pela cápsula de Bow-
man. Durante o desenvolvimento do rim, a interação entre o 
botão uretérico — que dá origem ao sistema urinário desde os 
ductos coletores até os ureteres — e o mesênquima frouxo que 
o cerca (Fig. 33-3A) leva à ramificação do botão uretérico e à 
Figura 33-2 Estrutura do néfron.
752 Seção VI • O Sistema Urinário
Figura 33-3 A-G, Desenvolvimento do glomérulo e da cápsula de Bowman. H, Lúmen capilar. As quatro principais camadas da barreira de 
filtração glomerular. I, Modelo de pedicelos (prolongamentos dos podócitos) e da membrana fenestrada. O diagrama mostra a nefrina e as 
outras proteínas da fenda diafragmática. (A-E modificada de Ekblom P: In Seldin DW, Giebisch G: The kidney, 2nd ed, pp 475-501. New York: 
Raven Press, 1992; H modificada de Kriz W, Kaissling B: In Seldin DW, Giebisch G [eds]: The kidney: Physiology and Pathophysiology, 3rd ed, 
pp 587-854. New York: Raven Press, 2000.)
753Capítulo 33 • Organização do sistema urinário 
condensação do mesênquima (Fig. 33-3B). Essas células conden-
sadas se diferenciam em um epitélio que forma uma estrutura 
tubular oca em forma de S (Fig. 33-3C) e dá origem aos elementos 
tubulares do néfron entre a cápsula de Bowman e o segmento 
conector. A porção distal da estrutura tubular em forma de S 
se alonga e se conecta com ramificações do botão uretérico em 
desenvolvimento (Fig. 33-3D) ao mesmo tempo em que a extre-
midade proximal cega desse túbulo em forma de S se une ao feixe 
vascular arterial, que, posteriormente, se desenvolve no tufo de 
capilares glomerulares. O adelgaçamento do epitélio em uma 
das extremidades do túbulo em forma de S leva à emergência da 
futura camada parietal da cápsula de Bowman. Em contraste, 
a camada visceral oposta se torna espessa e se une aos capila-
res glomerulares (Fig. 33-3D). Essas células epiteliais viscerais 
aumentam de tamanho e se tornam os podócitos (Fig. 33-3E).
No rim maduro, os capilares glomerulares são cobertos 
por prolongamentos dos podócito denominados de pedicelos 
(Fig. 33-3F). Esses podócitos são células epiteliais modificadas 
e representam a camada visceral da cápsula de Bowman. Além 
disso, essas células são contínuas com a camada parietal dessa 
mesma cápsula, a partir do polo vascular. O filtrado glomerular 
é drenado para o interior do espaço entre essas duas camadas 
(espaço de Bowman) e flui para o túbulo proximal no polo uri-
nário do corpúsculo renal.
A barreira de filtração glomerular formada entre o lúmen dos 
capilares glomerulares e o espaço de Bowman compreende quatro 
elementos com diferentes propriedades funcionais (Fig. 33-3G): 
(1) camada de glicocálice, que cobre a superfície luminal das 
células endoteliais; (2) células endoteliais; (3) membrana basal 
glomerular e (4) os podócitos epiteliais.
O glicocálice possui glicosaminoglicanos carregados 
negativamente (Capítulo 2) que podem prevenir o vazamen-
to de macromoléculas carregadas negativamente. As células 
endoteliais dos capilares glomerulares são quase que com-
pletamente cercadas pela membrana basal glomerular e por 
uma camada formada pelos pedicelos, prolongamentos dos 
podócitos (Fig. 33-4). A exceção se encontra apenas em uma 
pequena região em direção ao centro do glomérulo, onde as 
células endoteliais não possuem membrana basal nem podócitos 
e ficam em contato direto com células mesangiais que possuem 
características similares às do músculo liso. A filtração ocorre 
longe das células mesangiais, na porção periférica da parede do 
capilar, a qual é coberta pela membrana basal e pelos podócitos. 
As células endoteliais contêm grandes fenestrações, fendas de 
70 nm que não restringem o movimento de água e pequenos 
solutos — incluindo proteínas ou outras moléculas grandes 
— para fora do lúmen capilar (Fig. 33-5). Dessa maneira, as 
células endoteliais provavelmente limitam apenas a filtração 
dos elementos celulares (p. ex., eritrócitos).
A membrana basal está localizada entre as células endoteliais 
e os pedicelos (Fig. 33-3G) e separa a camada endotelial da epi-
telial em todas as partes do tufo glomerular. A membrana basal 
possui três camadas (Fig. 33-3H): (1) camada delgada interna 
(lâmina rara interna); (2) camada espessa (lâmina densa) e (3) 
camada delgada externa (lâmina rara externa). A membrana basal 
contribui de modo importante para as características de per-
meabilidade da barreira de filtração por restringir a passagem de 
solutos de tamanho intermediário ou grande (peso molecular > 
1 KDa). Essa membrana restringe especialmente solutos grandes 
carregados negativamente devido à existência de proteoglicanas 
contendo heparan sulfato em sua constituição (Fig. 34-4).
Figura 33-4 Capilares glomerulares cobertos pelos pedicelos 
dos podócitos. Essa eletromicrografia de varredura mostra a visão dos 
capilares glomerulares da perspectiva do espaço de Bowman. A super-
fície externa das células endoteliais dos capilares é coberta por uma 
camada de pedicelos interdigitados. O corpo celular do podócito se 
liga aos pedicelos por conexões em forma de perna. (Cortesia de 
Don W. Fawcett.)
Figura 33-5 Aspecto interno dos capilares glomerulares, mostrando 
as fenestrações e as células endoteliais (setas). Essa eletromicrografia 
de varredura mostra uma visão da parede do capilar glomerular da 
perspectiva do lúmen capilar. Múltiplas fenestrações, cada uma com 
≈70 nm de diâmetro, perfuram as células endoteliais. (De Brenner 
BM: Brenner and Rector’s The kidney, 7th ed, vol 1, p 10. Philadelp-
hia: Saunders, 2004.)
754 Seção VI • O Sistema Urinário
Os podócitos possuem prolongamentos (pedicelos) que 
se interdigitam cobrindo a membrana basal (Fig. 33-4). Entre 
as interdigitações estão localizadas as fendas de filtração 
(Fig. 33-3H). Essas fendas são conectadas por uma estrutura 
diafragmática delgada, chamada de fenda diafragmática, que 
possui poros de tamanho entre 4 e 14 nm. Glicoproteínas carre-
gadas negativamente cobrem os podócitos, as fendas de filtração 
e as fendas diafragmáticas, o que restringe a filtração de grandes 
ânions (Fig. 33-4). As fendas diafragmáticas são formadas por 
nefrina, neph1, podocina e outras proteínas organizadas em 
pontes lipídicas nos podócitos (Fig. 33-3I). Regiões conservadas 
reconhecidas por fosfotirosinas presentes nos domínios intrace-
lulares de algumas dessas proteínas podem recrutar outras molé-
culas envolvidas na sinalização que controla a permeabilidade da 
fenda. Os domínios extracelulares da nefrina, neph1 e FAT1 de 
podócitos adjacentes podem-se unir para ajudar na formação 
da fenda de filtração. A ausência genética de nefrina leva a uma 
severa proteinúria, como observado em pacientes com nefrose 
Finnish-type
As alças dos capilares glomerulares são amparadas por uma 
rede de células mesangiais contráteis que secretam a matriz 
extracelular, a qual se estende até as células mesangiais extraglo-
merulares (Fig. 33-3F). Essa rede de células mesangiais é contínua 
com as células musculares lisas das arteríolas aferente e eferente. 
O aparelho justaglomerular (AJG) inclui as células mesangiais 
extraglomerulares, a mácula densa e as células granulares. A 
mácula densa é uma região de células epiteliais especializadas do 
ramo espesso ascendente onde há contato com o glomérulodo 
mesmo néfron (Fig. 33-3F). Essas células possuem núcleos nota-
damente grandes e se apresentam bem compactadas, o que as faz 
adquirir uma aparência de placa. As células granulares, também 
conhecidas como células justaglomerulares ou epitelioides, são 
células musculares lisas especializadas, presentes nas paredes 
das arteríolas aferentes que produzem, estocam e liberam renina 
(Capítulo 40). O AJG faz parte de um complexo mecanismo de 
feedback que regula o fluxo sanguíneo renal e o ritmo de filtração 
(Capítulo 34), além de modular indiretamente o balanço de Na+ 
(Capítulo 40) e a pressão sanguínea sistêmica (Capítulo 23).
Os componentes tubulares do néfron incluem o 
túbulo proximal, a alça de Henle, o túbulo distal 
e o ducto coletor
A Figura 33-6 ilustra a ultraestrutura das células dos diferentes 
segmentos tubulares. A Tabela 33-1 lista esses segmentos e suas 
abreviações. Com base em seu aspecto em menor aumento, o 
túbulo proximal pode ser dividido em túbulo proximal convo-
luto (Fig. 33-6A) e túbulo proximal reto (Fig. 33-6B). Entretanto, 
com base em sua ultraestrutura, o túbulo proximal pode ser 
alternativamente subdividido em três segmentos: S1, S2 e S3. O 
segmento S1 tem início no glomérulo e inclui a primeira porção 
do túbulo proximal convoluto. O segmento S2 tem início na 
segunda metade do túbulo proximal convoluto e se estende até 
a primeira metade do túbulo proximal reto. Finalmente, o seg-
mento S3 inclui a metade distal do túbulo proximal reto, que se 
estende até a medula.
Tanto a membrana apical (luminal) como a basolateral (peri-
tubular) das células do túbulo proximal são extensamente ampli-
ficadas (Fig. 33-6A, B). A membrana apical possui invaginações 
bem desenvolvidas na forma de borda em escova. Esse aumento 
da área da superfície apical está relacionado com a principal 
função desse segmento do néfron, que é reabsorver a maior parte 
do fluido filtrado e devolvê-lo para a circulação. Um cílio cen-
tral, que pode participar como um sensor do fluxo de fluido, 
projeta-se a partir do polo apical das células do túbulo proximal 
em praticamente todas as células tubulares.
As membranas basolaterais de células adjacentes do túbulo 
proximal formam numerosas interdigitações, as quais possibili-
tam a presença abundante de mitocôndrias em contato próximo 
com a membrana plasmática. As interdigitações das mem-
branas laterais também formam um extenso compartimento 
extracelular ligado pelas junções de oclusão (tight junctions) por 
um lado e pela membrana basal do epitélio pelo outro lado. As 
células do túbulo proximal contêm lisossomos, vacúolos endo-
cíticos e um retículo endoplasmático bem desenvolvido. Essas 
células também são caracterizadas por possuírem um complexo 
de Golgi bastante proeminente (Capítulo 2), importante na 
síntese, classificação e direcionamento de muitos componentes 
da membrana para regiões específicas da superfície da célula. A 
diminuição progressiva da complexidade celular do segmento 
S1 para o S3 está relacionada com o declínio gradual da taxa 
de reabsorção ao longo do túbulo. Assim, as células exibem 
uma membrana de borda em escova progressivamente menos 
desenvolvida, interdigitações laterais com menor complexidade, 
uma área de membrana basolateral diminuída e uma redução 
no número de mitocôndrias.
As células que revestem os ramos delgados descendente e 
ascendente da alça de Henle são muito menos complexas em 
comparação com as células do segmento S3 do túbulo proximal 
(Fig. 33-6C, D), com poucas mitocôndrias e poucas amplifica-
ções da membrana celular. Os ramos delgados ascendentes são 
extremamente curtos nos néfrons superficiais (Fig. 33-2). Entre-
tanto, eles formam a maior parte das alças longas dos néfrons 
justamedulares.
As células epiteliais do ramo espesso ascendente da alça de 
Henle até a região da mácula densa apresentam interdigitações 
altas e numerosas mitocôndrias localizadas nas extensas invagi-
nações das membranas basolaterais (Fig. 33-6E). Essa maquinaria 
complexa está relacionada com o importante papel desempe-
nhado por essas células em tornar o interstício medular hiperos-
mótico.
Até o final do século XX os morfologistas definiam o túbulo 
distal clássico — com base em estudos de microscopia de luz — 
como o segmento do néfron que se alonga a partir da mácula 
densa até a primeira confluência de dois néfrons no sistema de 
ductos coletores. Hoje, o túbulo distal clássico é subdividido 
em três segmentos, fundamentados em estudos de ultraestru-
tura: o túbulo convoluto distal (com início na mácula densa), 
o túbulo conector (ou de conexão) e o túbulo coletor inicial. O 
que era considerado túbulo distal inicial no sistema clássico é 
principalmente o túbulo convoluto distal, ao passo que o termo 
túbulo distal final no sistema clássico é considerado atualmente 
o túbulo coletor inicial.
O túbulo convoluto distal se estende desde a mácula densa 
até a transição para o túbulo conector (Fig. 33-6F). As célu-
las do túbulo convoluto distal são similares em estrutura àquelas 
do ramo espesso ascendente. Entretanto, uma heterogeneidade 
significativa caracteriza o segmento tubular que se segue.
O túbulo conector, que termina na transição com o túbulo 
coletor inicial, é formado por dois tipos celulares: células do 
túbulo conector e células intercaladas. As células do túbulo 
conector são únicas por produzirem e liberarem a calicreína 
755Capítulo 33 • Organização do sistema urinário 
Figura 33-6 Estrutura das células tubulares ao longo do néfron. As secções transversais do túbulo não estão 
em escala devido à variabilidade entre os segmentos tubulares.
756 Seção VI • O Sistema Urinário
renal, um hormônio local cuja função específica ainda não está 
determinada. As células intercaladas serão discutidas adiante.
Os dois segmentos posteriores ao túbulo conector, o túbulo 
coletor inicial (até a primeira confluência) e o túbulo coletor 
cortical (após a confluência), são idênticos. Eles são compostos 
por células intercaladas e principais, as quais exibem diferenças 
morfológicas e funcionais impressionantes. As células intercala-
das, estruturalmente similares às células intercaladas do túbulo 
conector, perfazem cerca de um terço do revestimento desses 
segmentos de túbulos coletores (Fig. 33-6H, I). Elas são inco-
muns entre as células tubulares por não possuírem cílio central. 
Uma subpopulação dessas células (células intercaladas A ou a) 
secretam H+ e reabsorvem K+, ao passo que outra subpopulação 
(células intercaladas B ou b) secretam HCO–3. As células princi-
pais perfazem cerca de dois terços do total de células dos túbulos 
coletores inicial e cortical (Fig. 33-6H, I). Comparadas com as 
células intercaladas, as células principais possuem menos mito-
côndrias, apenas invaginações modestas da membrana basolateral 
e um cílio central na membrana apical. As células principais 
reabsorvem Na+ e Cl– e secretam K+.
O ducto coletor medular é revestido principalmente por 
um tipo celular que se torna mais alto em direção à medula 
(Fig. 33-6J, K). O número de células intercaladas diminui, fenô-
meno que tem início no ducto coletor medular externo. As células 
desse segmento também transportam eletrólitos e participam na 
regulação hormonal do transporte de água e ureia. As células são 
extremamente altas no extremo final do ducto coletor medular 
(p. ex., no ducto coletor papilar ou ducto de Bellini).
A resistência do epitélio tubular aumenta do 
túbulo proximal até o túbulo coletor medular
O epitélio pode ser “firme” ou “frouxo”, dependendo da permea-
bilidade de suas junções de oclusão (Capítulo 5). De modo geral, 
a resistência do epitélio tubular aumenta do túbulo proximal até 
o túbulo coletor medular. Como demonstrado em estudos de 
criofratura, no túbulo proximal, que é um epitélio frouxo (muito 
permeável), os complexos juncionaissão superficiais e apresentam 
apenas poucos filamentos de proteínas de membrana (Capítulo 2). 
Em contraste, no túbulo coletor as junções de oclusão se estendem 
profundamente em direção ao espaço intracelular e consistem em 
múltiplos filamentos de proteínas de membrana. Os segmentos 
tubulares cujas junções de oclusão consistem em apenas um fila-
mento apresentam baixa resistência elétrica e alta permeabilidade 
aos solutos, ao passo que os túbulos que possuem vários filamentos 
tendem a apresentar alta resistência elétrica e baixa permeabilidade.
As junções comunicantes (gap junctions) (Capítulo 6) pro-
porcionam vias de baixa resistência entre algumas, mas não entre 
todas, células vizinhas de um túbulo. Essas junções estão localiza-
das em vários pontos ao longo das membranas celulares laterais. 
Há acoplamento elétrico entre as células do túbulo proximal, mas 
não entre tipos celulares heterogêneos, como aqueles encontrados 
nos túbulos conector e coletor.
PRINCIPAIS ELEMENTOS 
DA FUNÇÃO RENAL
Os néfrons formam um ultrafiltrado a partir 
do plasma sanguíneo e posteriormente 
reabsorvem de forma seletiva o fluido tubular 
ou secretam solutos nesse fluido
Assim como ocorre nos capilares em outros locais do organismo, 
as forças de Starling governam o fluxo de fluidos através das 
paredes dos capilares no glomérulo, e o resultado da ação dessas 
forças é a filtração. Entretanto, no caso dos capilares glomerulares, 
o filtrado não flui para o interstício, mas sim para o espaço de 
Bowman, o qual é contíguo com o lúmen do túbulo proximal.
A principal função dos túbulos renais é recuperar a maior parte 
dos fluidos e solutos filtrados pelo glomérulo. Se o fluido não fosse 
recuperado, o rim excretaria o volume total de plasma sanguíneo 
em menos de meia hora. A recuperação da maior parte do filtrado 
glomerular ocorre no túbulo proximal, o qual reabsorve NaCl, 
NaHCO3, nutrientes filtrados (p. ex., glicose e aminoácidos), íons 
divalentes (p. ex., Ca2+, HPO4
2– e SO4
2–) e água. Finalmente, no 
túbulo proximal ocorre a secreção, em direção ao lúmen, de NH4
+ 
e uma série de outros solutos, tanto endógenos quanto exógenos.
A principal função da alça de Henle (i.e., o ramo delgado 
descendente da alça de Henle [RDAH], o ramo delgado ascen-
dente da alça de Henle [RDAAH] e o ramo espesso ascendente 
da alça de Henle [REAAH]) é participar na formação da urina 
concentrada ou diluída. A alça realiza essa tarefa bombeando 
NaCl para o interstício da medula sem fluxo considerável de 
água, o que torna o interstício hipertônico. À jusante, o ducto 
coletor medular explora essa hipertonicidade permitindo ou 
não a passagem da água por osmose para o interstício. Nos seres 
humanos, apenas ≈15% dos néfrons são justamedulares, com 
alças longas que descem até a ponta da papila. Contudo, essa 
subpopulação de néfrons (Fig. 33-2) é extremamente importante 
para a criação dos gradientes osmóticos no interior da papila, o 
que permite o movimento da água para fora do lúmen de toda a 
população de ductos coletores medulares. Como resultado desse 
movimento de água, a osmolalidade da urina nos ductos coletores 
pode exceder, e muito, a osmolalidade do plasma.
Tabela 33-1 Segmentos Tubulares do Néfron
Segmento Tubular Abreviação
Túbulo convoluto proximal TCP
Túbulo reto proximal TRP
Ramo delgado descendente da alça de Henle RDDAH
Ramo delgado ascendente da alça de Henle RDAAH
Ramo espesso ascendente da alça de Henle REAAH
Túbulo convoluto distal TCD
Túbulo conector TC
Túbulo coletor inicial TCI
Túbulo coletor cortical TCC
Ducto coletor medular externo DCME
Ducto coletor medular interno DCMI
757Capítulo 33 • Organização do sistema urinário 
As células do REAAH secretam a glicoproteína Tamm-Horsfall 
(THP). Indivíduos normais excretam de 30 a 50 mg/dia de THP 
na urina, o que perfaz — junto com a albumina (< 20 mg/dia) — 
a maior parte da proteína normalmente presente na urina. A THP 
adere a certas linhagens de Escherichia coli e pode ser parte da 
defesa inata contra infecções no trato urinário. A THP também 
constitui a matriz de todos os cilindros urinários, definidos como 
fragmentos cilíndricos presentes na urina que assumem a forma 
do lúmen tubular no qual foram formados.
O túbulo distal clássico e o sistema de ductos coletores 
realizam o controle fino da excreção de NaCl e água. Embora 
apenas pequenas frações do filtrado glomerular alcancem esses 
segmentos mais distantes do néfron, são nesses segmentos que 
vários hormônios exercem seus principais efeitos na excre-
ção dos eletrólitos e da água (p. ex., aldosterona e arginina 
vasopressina).
O aparelho justaglomerular é a região onde 
o ramo espesso ascendente tem contato 
com o glomérulo
Os elementos do AJG desempenham dois papéis regulatórios 
importantes. Primeiro, se a quantidade de fluido e NaCl que 
alcança a mácula densa (Fig. 33-3F) de um néfron aumenta, a 
taxa de filtração glomerular (TFG) desse néfron diminui. Esse 
fenômeno é chamado de feedback tubuloglomerular e será dis-
cutido no Capítulo 34.
O segundo mecanismo regulatório é acionado durante uma 
queda na pressão da artéria renal que distribui sangue para as 
várias arteríolas aferentes. A queda da pressão sanguínea reduz 
o estiramento da parede da arteríola aferente, que percebe a 
alteração como um barorreceptor (Capítulo 23), estimulando 
diretamente as células granulares a aumentar a liberação de reni-
na para a circulação sistêmica. O eixo renina-angiotensina-aldos-
terona, importante para o controle da pressão arterial sanguínea 
sistêmica em longo prazo, será discutido no Capítulo 40.
Fibras nervosas simpáticas regulam o fluxo 
sanguíneo renal, a filtração glomerular 
e a reabsorção tubular
A inervação autonômica renal é inteiramente simpática; os rins 
não possuem fibras nervosas parassimpáticas. O suprimento 
simpático para os rins se origina no plexo celíaco (Fig. 14-3) e 
geralmente segue os vasos arteriais em direção ao interior do rim. 
As varicosidades das fibras simpáticas liberam norepinefrina e 
dopamina no tecido conjuntivo frouxo próximo às células mus-
culares lisas da vasculatura (i.e., da artéria renal, assim como das 
arteríolas aferentes e eferentes) e próximo aos túbulos proxi-
mais. A estimulação simpática renal possui três maiores efeitos. 
Primeiro, as catecolaminas causam vasoconstrição. Segundo, 
as catecolaminas aumentam intensamente a reabsorção de Na+ 
pelas células do túbulo proximal. Terceiro, em virtude do denso 
acúmulo de fibras simpáticas próximo às células granulares do 
AJG, o aumento da atividade nervosa simpática estimula de 
maneira dramática a secreção de renina.
Os nervos renais também incluem fibras aferentes (i.e., senso-
riais). Poucas fibras nervosas mielinizadas conduzem os impulsos 
dos barorreceptores e quimiorreceptores originados no rim. O 
aumento da pressão de perfusão estimula os barorreceptores 
renais nas arteríolas interlobulares e aferentes. A isquemia renal 
e a composição anormal do fluido intersticial estimulam os 
quimiorreceptores localizados na pelve renal. Esses quimiorre-
ceptores pélvicos provavelmente respondem à alta concentração 
extracelular de K+ e H+ e podem provocar mudanças no fluxo 
sanguíneo capilar.
Os rins também são órgãos endócrinos: eles 
produzem renina, a forma biologicamente ativa 
da vitamina D, eritropoietina, prostaglandinas 
e bradicinina
Além da produção de renina pelas células granulares do AJG 
(Capítulo 40), os rins desempenham uma série de outras 
funções endócrinas. As células do túbulo proximal conver-
tem a 25-hidoxivitamina D em seu metabólito ativo, a 1, 
25-di-hidroxivitamina D. Esse hormônio controla o metabolis-
mo do Ca2+ e do fósforo e age no intestino, nos rins e nos ossos 
(Capítulo 52), além de ser importante para o desenvolvimento e 
manutenção da estrutura do osso.Células semelhantes a fibroblastos no interstício do córtex e 
da medula externa secretam eritropoietina (EPO) em resposta 
à queda tecidual local de PO2 (ver PÁG. 453). A EPO estimula 
o desenvolvimento de eritrócitos por agir em células-tronco 
hematopoiéticas na medula óssea. Na falência renal crônica, a 
deficiência de EPO resulta em severa anemia que pode ser tratada 
com EPO recombinante.
Os rins liberam prostaglandinas e várias cininas, agentes 
parácrinos que controlam a circulação no interior do rim. Essas 
substâncias geralmente são agentes vasodilatadores e podem 
desempenhar uma função protetora quando o fluxo sanguíneo 
renal está comprometido. As células tubulares também secretam 
angiotensina, bradicinina, AMPc e ATP em direção ao lúmen, 
mas a função exata dessa secreção local não é totalmente com-
preendida.
MEDIDA DA DEPURAÇÃO RENAL 
E DO TRANSPORTE TUBULAR
Muitos testes podem acessar a função renal. Alguns são aplicáveis 
apenas em animais de experimentação, já outros são úteis no 
cenário clínico e se enquadram em duas categorias gerais:
1. Técnicas modernas de imagens que fornecem excelentes visões 
macroscópicas do fluxo sanguíneo renal, da filtração e da 
função excretora.
2. Medidas da assim chamada depuração (clearance) renal de 
várias substâncias que avaliam a capacidade dos rins de mane-
jar solutos e água.
Esta seção foca nas medidas de depuração, que compara a 
taxa (ou ritmo) em que o glomérulo filtra uma substância (água 
ou soluto) com a taxa em que os rins excretam essa substância 
na urina. Medindo-se a diferença entre a quantidade filtrada e a 
quantidade excretada de uma substância em particular, é possível 
estimar a quantidade total reabsorvida ou secretada pelos túbu-
los renais e avançar na compreensão de três funções básicas do 
rim: a filtração glomerular, e a reabsorção e secreção tubulares. 
Embora amplamente utilizados, os métodos de depuração pos-
suem a limitação inerente de medir a função total do néfron. Essa 
função é total em dois diferentes sentidos. Primeiro, a depuração 
soma várias operações individuais de transporte que ocorrem de 
758 Seção VI • O Sistema Urinário
forma sequencial ao longo de um néfron. Segundo, a depuração 
soma o resultado de todos os dois milhões de néfrons em paralelo. 
Dessa maneira, a depuração não fornece informação dos sítios 
precisos nem dos mecanismos de transporte. Esse tipo de infor-
mação pode, entretanto, se tornar conhecida por meio do estudo 
individual dos néfrons, de células tubulares ou mesmo de mem-
branas celulares isoladas. O conceito de depuração também pode 
ser aplicado em outras questões, como a depuração da bile pelo 
fígado (Capítulo 46) ou a depuração dos hormônios do sangue.
A depuração de um soluto é o volume virtual 
de plasma que estaria totalmente livre desse 
soluto em um determinado intervalo de tempo
Todos os solutos excretados na urina vêm, em última análise, do 
plasma sanguíneo que perfunde os rins. Assim, a taxa em que os 
rins excretam um soluto na urina é igual à taxa em que esse soluto 
desaparece do plasma, desde que o rim não produza, consuma ou 
armazene o soluto. Imagine que, em 1 minuto, 700 mL de plasma 
fluirá pelos rins. Esse plasma contém 0,7 L × 142 mM ou ≈100 
mmol de Na+. Desse Na+, os rins removem e excretam na urina 
apenas uma pequena quantidade, ≈0,14 mmol. Em princípio, 
essa quantia de 0,14 mmol de Na+ poderia ter sido originada 
em apenas 1 mL de plasma, o qual teria todos os seus íons Na+ 
removidos desse volume (i.e., depurados). A depuração de um 
soluto é definida como o volume virtual de plasma sanguíneo 
(por unidade de tempo) necessário para fornecer a quantidade 
do soluto que aparece na urina. Dessa maneira, no nosso exemplo, 
a depuração de Na+ foi 1 mL/min, ainda que 700 mL de plasma 
tenha passado pelos rins.
Os métodos de depuração renal são baseados no princípio do 
balanço das massas e na anatomia especial do rim (Fig. 33-7). 
Para qualquer soluto (X) que o rim não sintetiza, degrada ou 
acumula, a única rota de entrada no rim é a artéria renal, e as duas 
únicas rotas de saída são a veia renal e o ureter. Assim, a entrada 
de X será igual à saída de X,
upcurlybracketleft upcurlybracketmid� upcurlybracketright�
upcurlybracketleft upcurlybracketmid�� upcurlybracketright��
�
upcurlybracketleft upcurlybracketmid� upcurlybracketright�
��� �� �⋅ = ⋅






+ ⋅






P FPR P FPR U VX,a
mmol
mL
a
mL
min
Entrada arterial de X
X,v
mmol
mL
v
mL
min
Saída venosa de X
X
mmol
mL
mL
min
Saída de X na urina
 (33-1)
PX,a e PX,v correspondem às concentrações plasmáticas de X 
na artéria renal e na veia renal, respectivamente. FPRa e FPRv 
correspondem às taxas de fluxo plasmático renal (FPR) na artéria 
renal e na veia renal, respectivamente. Ux corresponde à concen-
tração de X na urina. �V corresponde ao fluxo urinário (o ponto 
representa a derivada do tempo pelo volume). O produto Ux. �V 
corresponde à taxa de excreção urinária, ou seja, a quantidade de 
X excretada na urina por unidade de tempo.
No intuito de desenvolver o conceito de depuração renal, a 
Equação 33-1 é transformada de duas maneiras, ambas baseadas 
na suposição de que os rins depuram todo X que chega no plasma 
arterial. Primeiro, o FPRa será substituído pelo influxo do volume 
virtual — a depuração de X (CX) — que fornece exatamente 
aquela quantidade de X que aparece na urina. Segundo, será atri-
buído à saída virtual venosa um valor de zero. Assim, a Equação 
33-1 se transforma na equação a seguir:
upcurlybracketleftupcurlybracketmid� upcurlybracketright�
�
upcurlybracketleftupcurlybracketmid� upcurlybracketright�� ( )⋅ = + ⋅P C O U VX,a X
Entradaarterial virtual Saída venosa virtual
X
Saídarealdeurina
 (33-2)
Para o cálculo da depuração, temos:
�
C
U V
PX
X
X
=
⋅
 (33-3)
Essa é a clássica equação da depuração, que descreve o volume 
virtual de plasma que ficaria totalmente livre de um soluto em 
determinado intervalo de tempo (Tabela 33-2A). É necessário 
saber apenas três parâmetros para calcular a depuração de um 
soluto X:
1. a concentração de X na urina (UX);
2. o volume de urina produzido em determinado intervalo de 
tempo ( �V) ; e
3. a concentração de X no plasma sanguíneo sistêmico (PX), igual 
a PX,a na Equação 33-1.
Px,a︸mmolml⋅FPRa︸mlmi-
n︸Entrada arterial de X=-
Px,v︸mmolml⋅FPRv︸mlmin︸-
Saída venosa de X+U-
x︸mmolml⋅V˙︸mlmin︸Saí-
da de X na urina
V˙
V˙
Px,a⋅Cx︸Entrada arterial vir-
tual=O︸Saída venosa virtual+Ux⋅-
V˙︸Saída real de urina
CX=UX⋅V˙PX
V˙
Figura 33-7 Balanço das massas de solutos no rim. Os detalhes 
estão descritos no texto.
Tabela 33-2 Depuração Renal
A. Depuração de uma Substância Qualquer X
�
C
U V
P
(mgoumol / mL) (mL / min)
mgoumol / mL
mL
minX
X
X
=
×
=
⋅
=
CX pode variar entre zero, para uma substância que não aparece 
na urina (p. ex., glicose), e ≈700 mL/min (i.e., o FPR total) para 
uma substância que é totalmente removida do sangue em 
apenas uma passagem pelo rim (p. ex., PAH).
B. A depuração de PAH se aproxima do FPR (em baixas 
concentrações plasmáticas de PAH)
�
C FPR
U V
PPAH
PAH
PAH
= =
⋅
C. A depuração de inulina é igual à TFG
�
C RFG
U V
PIn
In
In
= =
⋅
C, depuração (do inglês, clearance); FPR, fluxo plasmático renal; In, inulina; 
P, plasma; PAH, p-amino-hipurato; TFG, taxa de filtração glomerular; U, 
urina; �V , volume por unidade de tempo ou fluxo urinário.
CX=UX×V˙PX=(mg ou mol/mL)⋅(mL/min)mg ou mol/mL=mLmin
CPAH=FPR=UPAH×V˙PPAH
CIn=RFG=UIn×V˙PIn
V˙
759Capítulo 33 • Organização do sistema urinário 
Juntas, as três funções básicas do rim — filtração glomerular, 
reabsorção e secreção tubulares— determinam a depuração 
renal de um soluto. No caso especial em que os rins limpam 
completamente X do plasma durante uma única passagem 
(PX,v = 0 na Equação 33-1), a depuração renal de X é igual ao 
FPRa na Equação 33-1. Devido ao fato do p-amino-hipurato 
(PAH) se enquadrar nas características descritas anteriormente, 
sua depuração é uma boa estimativa do FPRa, o qual pode ser 
simplificado em FPR (Tabela 33-2B). O FPR será discutido no 
Capítulo 34.
Para todos os solutos que não se comportam como o PAH, 
o plasma na veia renal ainda contém certa quantidade de X. 
Dessa maneira, o volume virtual depurado de X em um certo 
intervalo de tempo é menor do que o FPR. Para a maioria dos 
solutos, então, a depuração descreve um volume virtual de plas-
ma que seria totalmente depurado de um soluto, ao passo que, 
na realidade, um volume muito maior de plasma é parcialmente 
depurado desse soluto.
É possível usar uma abordagem baseada nas informações de 
depuração para estimar outro parâmetro renal importante: a 
TFG, que corresponde ao volume de fluido filtrado em direção 
à capsula de Bowman por unidade de tempo. Imagine um soluto 
X que satisfaz dois critérios. Primeiro, X é livremente filtrado 
(i.e., a concentração de X no espaço de Bowman é a mesma que 
aquela no plasma sanguíneo). Segundo, os túbulos não absor-
vem, secretam, sintetizam, degradam ou acumulam X. Assim, 
a quantidade de X que aparece na urina por unidade de tempo 
(UX. �V) é a mesma que a quantidade de X que o glomérulo filtra 
por unidade de tempo (PX. TFG):
upcurlybracketleftupcurlybracketmid� upcurlybracketright�
�
upcurlybracketleftupcurlybracketmidupcurlybracketright
P RFG U VX
Entrada noespaçodeBowman
X
Saída na urina
⋅ = ⋅
 (33-4)
A entrada no espaço de Bowman também é conhecida como 
carga filtrada de soluto e é geralmente dada em milimoles (ou 
miligramas) por minuto. Após rearranjar a Equação 33-4, temos:
�
RFG
U V
P
X
X
=
⋅
 (33-5)
A Equação 33-5 está na forma exata da equação clássica da 
depuração (Equação 33-3). Em outras palavras, a TFG corres-
ponde ao CX (ou clearance de X) se X possuir as propriedades 
necessárias. Como será discutido no Capítulo 34, a inulina é 
exatamente um desses solutos (Tabela 33-2C).
A excreção urinária de um soluto é a soma 
algébrica de sua carga filtrada e sua reabsorção 
e/ou secreção pelos túbulos
A homeostasia dos fluidos corporais depende de forma crítica 
da capacidade dos rins em determinar a quantidade de um dado 
soluto que será excretado na urina. A taxa de excreção renal (EX) 
depende de três fatores (Fig. 33-8):
1. a taxa de filtração de X (FX): a carga filtrada (FX = TFG. PX);
2. a taxa de reabsorção de X (RX) pelos túbulos; e
3. a taxa de secreção de X (SX) pelos túbulos.
Essas inter-relações são expressas quantitativamente da 
seguinte forma:
� �� �
E F R SX
Carga excretada por
unidadede tempo
X
Carga filtrada por
unidadede tempo
X
Carga reabsorvida por
unidadede tempo
X
Carga secretada por
unidadede tempo
= − +
 (33-6)
Entretanto, para certas substâncias (p. ex., inulina), não ocorre 
nem reabsorção nem secreção. Para a maioria das substâncias, ou 
a reabsorção ou a secreção determina a quantidade presente na 
urina final. Porém, para algumas substâncias, tanto a reabsorção 
quanto a secreção determinam a excreção.
Se um soluto é apenas reabsorvido, mas não secretado, é pos-
sível rearranjar a Equação 33-6 para se obter a taxa de reabsorção:
upcurlybracketleftupcurlybracketmid� upcurlybracketright�
�
� �
= ⋅ − ⋅R RFG P U VX
Taxa de
reabsorção
(mg/min)
X
Carga filtrada
(mg/min)
X
Taxa de
excreção
(mg/min) (33-7)
De forma inversa, se um soluto é apenas secretado, mas não 
reabsorvido, a taxa de secreção se obtém da seguinte maneira:
�
upcurlybracketleftupcurlybracketmid� upcurlybracketright�� �
= ⋅ − ⋅S U V RFG PX
Taxa de secreção
(mg/min)
X
Taxa de excreção
(mg/min)
X
Taxa de filtração
(mg/min)
 (33-8)
V˙
PX⋅RFG︸Entrada no espaço de Bow-
man=UX⋅V˙︸Saída na urina
RFG=UX⋅V˙PX
EX︸Carga excretada porunida-
de de tempo=FX︸Carga filtra-
da porunidade de tempo−RX︸Car-
ga reabsorvida porunidade de tem-
po+SX︸Carga secretada porunida-
de de tempo
RX︸Taxa dereabsorção(mg
/min)=RX︸Carga filtrada(mg/-
min)−UX⋅V˙︸Taxa deexcreção(mg
/min)
SX︸Taxa desecreção(mg/min)
=UX⋅V˙︸Taxa de excreção(mg
/min)−RFG⋅PX︸Taxa de filtração(mg
/min)
Figura 33-8 Fatores que contribuem para a excreção final de uma 
substância na urina.
760 Seção VI • O Sistema Urinário
Ao aplicar as Equações 33-7 e 33-8, é necessário estar ciente 
de duas limitações importantes. Primeiro, ao se estimar a taxa na 
qual uma substância aparece no filtrado — a carga filtrada — a 
partir do produto TFG. PX, parte-se do pressuposto que PX é 
a concentração livremente filtrada de X. De fato, muitas subs-
tâncias, principalmente eletrólitos univalentes, ureia, glicose e 
aminoácidos são livremente filtrados. Entretanto, se um soluto se 
liga a uma proteína, por exemplo, então ele não será livremente 
filtrado. Para esses solutos, incluindo o Ca2+, fosfato, Mg2+ e PAH, 
é necessário medir a ligação plasmática e corrigir para a fração 
não filtrável do soluto. Segundo, para aplicar a equação do balan-
ço das massas (Equação 33-6), o rim não pode sintetizar, degradar 
ou acumular o soluto. Um exemplo de soluto que é sintetizado 
pelos rins é o amônio. Exemplos de solutos degradados pelos 
rins incluem glutamina e glutamato (os quais são deaminados 
para produzir amônio), assim como vários outros aminoácidos 
e ácidos mono e dicarboxílicos.
Quando o rim reabsorve e secreta uma determinada subs-
tância, os dados da depuração são inadequados para descrever o 
manejo renal. Por exemplo, se o túbulo proximal reabsorve com-
pletamente um soluto que em um segmento posterior é secretado, 
apenas os dados da depuração sugeririam que ocorreram fil-
tração e alguma reabsorção. Não teríamos motivo para envolver 
a secreção. Combinações complexas de reabsorção e secreção 
acontecem com o K+, o ácido úrico e a ureia.
Outro parâmetro útil para aferir como os rins lidam com 
um soluto livremente filtrado é a fração de excreção (FE), que 
é a razão da quantidade excretada na urina (UX. �V ) pela carga 
filtrada (PX. TFG):
�
FE
U V
P RFGX
X
X
=
⋅
⋅
 (33-9)
De acordo com a Equação 33-3, entretanto, o termo 
(UX. �V/PX) é simplesmente a depuração de X (CX):
FE
C
RFGX
X
= (33-10)
Como será discutido no Capítulo 34, é possível estimar a TFG 
medindo-se a depuração da inulina (CIn). Portanto, a excreção 
fracionada de um soluto livremente filtrado é igual à razão da 
depuração:
FE
C
CX
X
In
= (33-11)
Técnicas de microscopia tornam possível 
a medida da taxa de filtração, reabsorção 
e secreção em néfron único
Devido ao fato de os métodos de depuração tratarem o rim 
como uma “caixa preta”, por refletirem a atividade de muitos 
néfrons individuais e segmentos de néfrons, é muito difícil 
de determinar quais segmentos do néfron são responsáveis 
por quais processos de transporte. Também é impossível deter-
minar quais néfrons são responsáveis pela excreção urinária 
total. Para aprender como funciona um único néfron, e para 
entender como segmentos individuais dos néfrons contribuem 
com a sua função global, os fisiologistas desenvolveram uma 
série de técnicas invasivas para estudar células renais nos labo-
ratórios de pesquisa (Fig. 33-9).
Para aplicar o conceito de depuração para um único segui-
mento do néfron, é possível usar a abordagem da micropunção 
de fluxo livre (Fig. 33-9A) e medir a concentração do soluto no 
fluido tubular naquele seguimento (FTX), volume do fluxo naque-
le seguimento (i.e., a taxa de coleta) e a concentração plasmática 
(PX). Por analogia com a equaçãoda depuração macroscópica, é 
possível escrever uma equação de depuração para néfron único:
C
FT taxadevolumecoletado
PX
X
X
=
×
 (33-12)
Comparada com a equação 33-3, FTX substitui UX e “taxa de 
volume coletado” substitui �V . É possível usar essa equação bási-
ca para computar a quantidade de fluido que um único néfron 
filtra, assim como a quantidade de fluido e solutos que um único 
segmento tubular maneja.
Ritmo de Filtração Glomerular de Néfron Único Se X na 
Equação 33-12 for um marcador da TFG (p. ex., inulina ou In), 
é possível calcular a taxa de filtração de néfron único (TFGNU) 
usando uma equação parecida com aquela descrita na Tabe-
la 33-2C para calcular a TFG total:
RFGNU
TF taxadevolumecoletado
P
In
In
=
×
 (33-13)
Se forem utilizados os valores numéricos obtidos em expe-
rimentos usando rins de ratos apresentados na Figura 33-10, é 
possível usar a Equação 33-13 para calcular a TFGNU:
RFGNU
(3mg/mL) (10nL/min)
1mg/mL
30nL/min=
×
= (33-14)
Manejo da Água pelos Segmentos Tubulares de Néfron 
Único É possível utilizar a mesma informação que foi usada 
para calcular a TFGNU para calcular a taxa de reabsorção de água 
entre o glomérulo e o sítio da micropunção. A fração de água fil-
trada que resta no local da micropunção é calculada como se 
segue:
Fraçãorestantedaágua filtrada=
taxadevolumecoletado
RFGNU
 (33-15)
Ao substituir a expressão para a TFGNU (Equação 33-13) na 
Equação 33-15, temos:
Fraçãorestanteda
água filtrada
=
taxadevolumecoletado
(FT taxadevolumecoletado)/P
P
FT
In In
In
In
×
=
 (33-16)
V˙
FEX=UX⋅V˙PX⋅RFG
V˙
FEX=CXRFG
FEX=CXCIn
CX=FTX×taxa de volume coleta-
doPX
V˙
RFGNU=TFIn×taxa de volume cole-
tadoPIn
RFGNU=3 mg/ml×10 nl/min1 mg/
ml
Fração restante da água filtra-
da=taxa de volume coletadoRFGNU
Fração restante da água fil-
trada=taxa de volume coleta-
do(FTIn×taxa de volume coletado)
/PIn=PInFTIn
761Capítulo 33 • Organização do sistema urinário 
Assim, para saber a fração da água filtrada que resta no sítio 
de coleta, não é necessário conhecer a taxa de coleta, mas apenas 
as concentrações de inulina no plasma sanguíneo e no local da 
coleta. No exemplo da Figura 33-10, no qual o túbulo reabsorve 
dois terços do fluido, a fração de água filtrada restante no local 
da coleta é (1 mg/mL)/(3 mg/mL) ou ≈0,33.
A fração da água filtrada que foi reabsorvida é 1 menos a 
fração de água filtrada que resta no local da coleta:
Fraçãoreabsorvidadaágua filtrada 1
P
FT
In
In
= − (33-17)
No exemplo utilizado, a fração da água filtrada que foi reab-
sorvida é 1 – 0,33 ou ≈0,67.
Manejo de Solutos pelos Segmentos Tubulares de Néfron 
Único É possível usar os mesmos conceitos de depuração 
de néfron único para quantificar a reabsorção ou secreção de 
qualquer soluto ao longo do néfron. O primeiro passo é estimar 
a fração do soluto filtrado que resta no sítio da punção. Esse 
parâmetro — a excreção fracionada de soluto — é a razão entre 
a quantidade de soluto que aparece no sítio da micropunção e a 
quantidade de soluto filtrada no glomérulo (i.e., carga filtrada 
de néfron único):
Excreçãofracionada
desoluto
taxadeexcreçãodosolutono
sítiodamicropunção
carga filtradadenéfronúnico
=
 (33-18)
O numerador é o produto entre a taxa de volume coletado e a 
concentração tubular do soluto (FTX) e o denominador é o produto 
entre a TFGUN e a concentração do soluto no plasma (PX):
Excreçãofracionadadesoluto
taxadevolumecoletado FT
RFGNU P
X
X
=
×
×
 (33-19)
Fração reabsorvida da água filtra-
da=1−PInFTIn
Excreção fracionada de solu-
to=taxa de volume coleta-
do(FTIn×taxa de volume coletado)
/PIn=PInFTIn
Excreção fracionada de solu-
to=taxa de volume coleta-
do×FTXRFGNU×PX
Figura 33-9 Métodos para o estudo da função renal em laboratórios de pesquisa.
762 Seção VI • O Sistema Urinário
Foi visto nas Equações 33-15 e 33-16 que a razão (taxa de 
volume coletado/TFGNU) é (PIn/FTIn). Ao fazer essa substituição 
na Equação 33-19, obtém-se uma expressão alternativa para a 
excreção fracionada de soluto:
Excreçãofracionadadesoluto
FT /P
FT /P
X X
In In
= (33-20)
A vantagem da Equação 33-20 em relação à Equação 33-19 
é que não há necessidade de medir as taxas de volume coletado.
A Equação 33-20 é importante para o entendimento do trans-
porte de um soluto ao longo do néfron. Se (FTX/PX)/(FTIn/PIn) for 
maior que 1, é possível concluir que houve secreção. O simples 
fato de a concentração do soluto no fluido tubular aumentar ao 
longo do néfron não significa necessariamente que houve secre-
ção do soluto; a concentração desse soluto também aumentaria 
se a água tivesse sido reabsorvida. É possível concluir que ocorreu 
secreção apenas na situação em que a concentração do soluto no 
fluido tubular relativa à sua concentração no filtrado for maior 
do que a concentração da razão da inulina. Se (FTX/PX)/(FTIn/PIn) 
for menor que 1, significa que houve reabsorção.
Também é possível fazer referência à reabsorção fracionada 
de soluto no ponto da micropunção, em vez de fazer referência 
à excreção fracionada de soluto (i.e., restante) até o ponto da 
micropunção. Por analogia à Equação 33-17 descrita para a 
água, esse parâmetro analisado para o soluto é apenas 1 menos 
a excreção fracionada de soluto:
Reabsorçãofracionadadesoluto 1
FT /P
FT /P
X X
In In
= − (33-21)
Assim, os princípios da depuração e do balanço das mas-
sas podem ser aplicados para um único néfron e, a partir daí, a 
TFGNU e as reabsorções fracionadas de água e solutos podem 
ser calculadas no sítio da micropunção.
OS URETERES E A BEXIGA
Como será discutido nos Capítulos 44 e 45, o epitélio do trato 
gastrointestinal modifica o seu conteúdo continuamente até 
o ponto em que o conteúdo deixa o corpo. A situação é bem 
diferente no sistema urinário de mamíferos. A partir do momento 
em que o fluido deixa a parte mais distal dos ductos coletores, 
ele possui a constituição da urina final. Assim, a pelve renal, os 
ureteres, a bexiga e a uretra não modificam de forma substancial 
o volume ou a composição da urina.
Os ureteres impulsionam a urina da pelve renal 
para a bexiga por meio de ondas peristálticas 
conduzidas ao longo de um sincício de células 
musculares lisas
Os ureteres servem como um canal para a passagem da urina da 
pelve renal para a bexiga urinária (Fig. 33-1A). Localizados no 
retroperitônio, cada ureter enlaça a parte superior da artéria e 
veia ilíaca comum do mesmo lado do corpo e segue em direção 
à pelve. Os ureteres entram na parte inferior da porção posterior 
da bexiga (junção ureterovesical), passam obliquamente pela 
sua parede muscular e se abrem para o lúmen 1 a 2 cm acima e 
lateralmente ao orifício da uretra (Fig. 33-11A). Os dois orifícios 
ureterais (conectados por uma elevação de tecido) e o orifício 
da uretra formam os ângulos de um triângulo (trígono da bexi-
ga). Uma válvula do tipo oscilatória constituída de membrana 
mucosa cobre cada orifício ureteral. Essa válvula anatômica, 
em conjunto com o efeito da válvula fisiológica criado pela 
passagem oblíqua dos ureteres pela parede da bexiga, previne 
contra o refluxo da urina em direção aos ureteres durante a 
contração da bexiga.
O lúmen de cada ureter é revestido por um epitélio de 
transição, o qual está sobre uma camada submucosa de tecido 
conjuntivo, além de uma camada interna longitudinal e uma 
camada externa circular de músculo liso. O músculo liso ure-
teral funciona como um sincício e é considerado um exemplo 
de músculo liso unitário (Capítulo 9). As junções comunicantes 
(Capítulo 6) conduzem a atividade elétrica célula a célula em 
uma velocidade de 2 a 6 cm/s. Estímulos químicos ou mecânicos 
Excreção fracionada de soluto=FTX
/PXFTIn/PIn
Reabsorçãofracionada de solu-
to=1−FTX/PXFTIn/PIn
Figura 33-10 Medida da taxa de filtração glomerular de néfron único. 
Os dados apresentados são valores encontrados em ratos.
763Capítulo 33 • Organização do sistema urinário 
(p. ex., estiramento) ou uma despolarização da membrana aci-
ma do limiar pode deflagrar um potencial de ação (Fig. 33-11B) 
do tipo platô (Capítulo 9).
A contração do músculo liso ureteral é similar à de outros 
músculos lisos (Capítulo 9), na qual a Ca2+-calmodulina ativa a 
quinase da cadeia leve da miosina (MLCK, do inglês, myosin light 
chain kinase). A proteína quinase dependente de AMPc (PKA) 
pode fosforilar a MLCK, o que diminui a afinidade da MLCK pela 
Ca2+-calmodulina e prejudica a fosforilação das cadeias leves da 
miosina. Esse mecanismo pode, pelo menos em parte, contribuir 
para o efeito relaxante do AMPc no músculo liso.
As ondas peristálticas ureterais são originadas a partir de 
marca-passos elétricos localizados na porção proximal da pelve 
renal e impulsionam a urina ao longo dos ureteres em direção 
à bexiga em uma série de pulsos com frequências entre dois e 
seis por minuto. A pressão hidrostática intraureteral basal é de 
0 a 5 cm H2O e aumenta para 20 a 80 cm H2O durante as ondas 
peristálticas. O bloqueio do fluxo ureteral para a bexiga, como 
ocorre em casos de pedras no rim, gera dilatação do ureter e 
aumento da pressão hidrostática basal para 70 a 80 cm H2O em 
um período entre 1 e 3 horas. Essa pressão é transmitida de uma 
maneira retrógrada para os néfrons e cria uma situação de fluxo 
interrompido na qual a filtração glomerular praticamente para. 
A hidronefrose, que consiste na dilatação da pelve e dos cálices 
renais, pode evoluir entre horas e dias. Os pacientes acometidos 
por essa patologia se queixam de dores severas (cólicas renais) 
devido à distensão das estruturas envolvidas. Se não for liberada, 
a obstrução pode causar uma disfunção renal importante e gerar 
até mesmo a doença renal aguda. Em casos de obstrução persis-
tente, a pressão dentro dos ureteres diminui para valores apenas 
um pouco mais elevados do que o nível basal. Embora, nesses 
casos, os pacientes não produzam urina (anúria), a filtração 
glomerular continua, ainda que com um fluxo marcadamente 
reduzido, uma condição que reflete um balanço entre a filtração 
e a reabsorção de fluido pelos túbulos.
O sistema nervoso autônomo pode modular a peristalse ure-
teral, embora ela possa ocorrer sem inervação. Como em outros 
músculos lisos que formam sincícios, o controle autonômico 
dos ureteres ocorre por liberação difusa dos transmissores a 
partir de múltiplas varicosidades formadas devido ao axônio 
pós-ganglionar seguir sobre as células do músculo liso. Eferências 
simpáticas (por meio dos plexos aórtico, hipogástrico e ovaria-
no ou espermático) modulam a contratilidade ureteral, pois a 
norepinefrina atua em receptores excitatórios a-adrenérgicos e 
inibitórios b-adrenérgicos. Eferências parassimpáticas aumentam 
a contratilidade ureteral devido à liberação da acetilcolina, tanto 
por estimulação direta dos receptores muscarínicos colinérgicos 
(Capítulo 3) quanto por liberação de norepinefrina pelas fibras 
simpáticas pós-ganglionares, a qual pode estimular adrenorrecep-
tores a. Algumas das fibras autonômicas que inervam os ureteres 
são fibras de dor aferentes. De fato, a dor da cólica renal associada 
às violentas contrações peristálticas próximas a uma obstrução é 
uma das mais severas encontradas na prática clínica.
Fibras simpáticas, parassimpáticas e somáticas 
inervam a bexiga urinária e seus esfíncteres
A bexiga urinária consiste em uma porção principal (corpo) que 
coleta a urina e uma extensão em forma de funil (pescoço) que se 
conecta com a uretra (Fig. 33-11A). O lúmen da bexiga é revestido 
por um epitélio de transição. O músculo detrusor é composto por 
três camadas de músculo liso fracamente definidas que constituem 
a maior parte da parede da bexiga. Na extremidade inferior do 
trígono, o lúmen da bexiga se abre para a uretra posterior (i.e., a 
parte distal do pescoço da bexiga), a qual se estende por 2 a 3 cm. 
O esfíncter interno é formado por fibras de músculo liso (do mús-
culo detrusor) contidas na parede posterior da uretra intercaladas 
com tecido elástico (Tabela 33-3). Imediatamente adjacente ao 
esfíncter interno está o esfíncter externo, formado por fibras de 
músculo estriado de contração lenta e voluntária.
Figura 33-11 A e B, Anatomia dos ureteres e da bexiga. B, Potencial de ação do músculo liso; o potencial 
de membrana das células musculares lisas dos ureteres em repouso é de ≈ –60mV, determinado princi-
palmente pela alta permeabilidade da membrana ao K+. Os canais para Na+ aceleram a fase ascendente 
do potencial de ação, embora os canais para Ca2+ sejam os principais responsáveis pelo potencial de ação 
propriamente dito.
764 Seção VI • O Sistema Urinário
Nos seres humanos, o músculo liso da bexiga parece não pos-
suir junções comunicantes, um achado que sugere a ausência de 
acoplamento elétrico entre as células. Dessa maneira, o músculo 
liso da bexiga é provavelmente uma “multiunidade” (Capítulo 9), 
com uma razão de 1:1 entre as terminações nervosas e as células 
musculares lisas. A contração do músculo liso da bexiga é típica 
de outras células de músculo liso.
A bexiga e os esfíncteres recebem tanto inervação simpática 
e parassimpática (autonômica), como somática (voluntária) 
(Fig. 33-12). A inervação simpática da bexiga e do esfíncter 
Tabela 33-3 Visão Geral dos Esfíncteres Ureterais
Característica Esfíncter Interno Esfíncter Externo
Tipo de musculatura Lisa Esquelética
Nervo que chega à 
estrutura
Hipogástrico Pudendo
Natureza da inervação Autonômica Somática
Figura 33-12 Inervação autônoma e somática da bexiga.
765Capítulo 33 • Organização do sistema urinário 
interno é proveniente de neurônios da coluna intermediolateral, 
com origem a partir do segmento T10 torácico até o segmento 
L2 lombar da coluna vertebral (Capítulo 14). As fibras pré-gan-
glionares passam pelos nervos esplâncnicos lombares até o plexo 
superior hipogástrico, onde elas dão origem aos nervos hipo-
gástricos esquerdo e direito. Esses nervos seguem até o plexo 
hipogástrico/pélvico, onde fibras simpáticas pré-ganglionares 
fazem sinapses com fibras pós-ganglionares, que continuam em 
direção à parede da bexiga por meio da porção distal do nervo 
hipogástrico. Essa porção distal também contém os axônios pré
-ganglionares parassimpáticos discutidos no próximo parágrafo.
A inervação parassimpática da bexiga é originada a partir 
da coluna de células intermediolateral entre os segmentos S2 
e S4 da coluna vertebral sacral. As fibras parassimpáticas que 
se aproximam da bexiga via nervo pélvico esplâncnico ainda 
são pré-ganglionares e só realizam sinapses com neurônios 
pós-ganglionares no corpo e pescoço da bexiga urinária.
A inervação somática se origina a partir de neurônios 
motores oriundos dos segmentos S2 a S4. Esses motoneurônios 
inervam e controlam o músculo estriado esquelético voluntário 
do esfíncter externo via nervo pudendo (Fig. 33-12).
O enchimento da bexiga ativa receptores 
sensíveis ao estiramento que iniciam o reflexo 
da micção, um arco reflexo espinal também sob 
o controle de centros superiores do sistema 
nervoso central
O tônus da bexiga é definido pela relação entre o volume da bexiga 
e sua pressão interna (intravesical). É possível medir a relação 
volume-pressão inserindo um cateter através da uretra e esva-
ziando a bexiga. A pressão deve ser registrada enquanto ocorre o 
enchimento da bexiga em incrementos de 50 mL de água. O regis-
tro da relação entre volume e pressão é chamado de cistometro-
grama (Fig. 33-13, curva azul). O aumento do volume da bexiga de 
0 para ≈50 mL gera um aumento moderado na pressão. Aumentos 
adicionais devolume até ≈300 mL quase não produzem aumento 
na pressão. Essa alta complacência reflete o relaxamento da mus-
culatura lisa da bexiga. Após alcançar volumes maiores que 400 mL, 
se houver incrementos adicionais no volume haverá aumento da 
pressão “passiva”. O tônus da bexiga é independente da inervação 
extrínseca até o ponto em que é deflagrado o reflexo de micção.
Os centros cortical e suprapontino no cérebro normalmen-
te inibem o reflexo da micção, o qual é coordenado pelo cen-
tro pontino da micção. Esse centro controla tanto o músculo 
detrusor da bexiga quanto os esfíncteres urinários. Durante 
a fase de armazenagem, receptores sensíveis ao estiramento 
presentes na bexiga enviam sinais aferentes para o cérebro via 
nervos pélvicos esplâncnicos. O desejo voluntário de esvaziar 
a bexiga é sentido inicialmente com volume de ≈150 mL, e a 
sensação de enchimento completo se dá com volumes entre 400 
e 500 mL. Entretanto, enquanto uma oportunidade socialmente 
aceitável de esvaziar a bexiga não ocorre, impulsos eferentes vin-
dos do cérebro, em um reflexo condicionado, inibem neurônios 
pré-sinápticos parassimpáticos na coluna espinal sacral, os quais, 
Figura 33-13 Representação de um cistometrograma.
Fisiopatologia da Micção
Lesões no sistema nervoso podem levar à disfunção da bexiga, cujas características dependem da região neural lesada. É possível distinguir três classes principais de 
lesões:
1. Lesão combinada das vias aferente e eferente. 
Vários nervos, tanto aferentes quanto eferentes, iniciam a 
distensão e flacidez da bexiga. No estado crônico da con-
dição chamada “bexiga descentralizada”, várias pequenas 
contrações dos músculos progressivamente hipertrofiados 
da bexiga substituem os eventos coordenados da mic-
ção. Embora pequenas quantidades de urina possam 
ser expelidas, um volume residual de urina continua na 
bexiga após a micção.
2. Lesões aferentes. Quando apenas as raízes dorsais 
sacrais (fibras aferentes) são interrompidas, os reflexos de 
contração da bexiga em resposta ao estímulo dos recep-
tores sensíveis ao estiramento são totalmente abolidos. A 
bexiga frequentemente se torna distendida, suas paredes 
se estreitam e seu tônus diminui. Entretanto, alguma 
contração residual continua devido à resposta contrátil 
intrínseca do músculo liso ao estiramento. Geralmente, 
um volume urinário residual fica na bexiga após a micção.
3. Lesões da medula espinal. Os efeitos da transecção 
da medula espinal (p. ex., pacientes paraplégicos) incluem 
o estado inicial do choque espinal, no qual a bexiga 
se torna demasiadamente cheia e exibe esvaziamento 
esporádico (“incontinência por excesso de fluxo”). Com 
o tempo, o reflexo do esvaziamento é restabelecido, 
porém sem controle voluntário. A capacidade da bexiga 
é geralmente reduzida, e a hiperatividade do reflexo pode 
levar a um estado conhecido como “bexiga espasmódica 
neurogênica”. Nesse caso, a bexiga também não se esvazia 
completamente, o que resulta na presença de um volume 
residual significativo de urina. Infecções no trato urinário são 
frequentes, visto que o volume residual de urina na bexiga 
serve como meio incubador para bactérias. Além disso, 
durante o período de “incontinência por excesso de fluxo” 
(antes do restabelecimento do reflexo de esvaziamento) 
esses pacientes frequentemente são cateterizados, o que 
também favorece a infecção do trato urinário.
766 Seção VI • O Sistema Urinário
sem essa inibição, estimulariam o músculo detrusor. A contração 
voluntária do esfíncter urinário externo provavelmente também 
contribui para a armazenagem da urina.
A fase de esvaziamento se inicia com o relaxamento voluntário 
do esfíncter urinário externo seguido do relaxamento do esfíncter 
interno. Quando uma pequena quantidade de urina alcança a 
uretra proximal (posterior), impulsos aferentes sinalizam para o 
córtex que o esvaziamento é iminente. O reflexo da micção agora 
prossegue, pois os centros pontinos não mais inibem os neurônios 
pré-ganglionares parassimpáticos que inervam o músculo detrusor. 
Como resultado, ocorre a contração da bexiga, que expele a urina. 
Uma vez que esse reflexo da micção tenha se iniciado, as contrações 
iniciais da bexiga promovem uma sequência de impulsos sensoriais 
provenientes de receptores sensíveis ao estiramento, estabelecendo 
um processo de autorregeneração (Fig. 33-13, picos vermelhos que 
se deslocam para a esquerda). Ao mesmo tempo, os centros corti-
cais inibem os músculos do esfíncter externo. A micção voluntária 
também envolve a contração voluntária dos músculos abdominais, 
o que provoca aumento da pressão da bexiga e contribui para o 
seu esvaziamento completo.
Embora o reflexo básico da bexiga discutido no parágrafo 
anterior seja inerentemente um reflexo autonômico da coluna 
espinal, ele pode ser facilitado ou inibido por centros superiores 
do sistema nervoso central que ajustam o limiar para que o esva-
ziamento ocorra. O sistema urinário completo é normalmente 
estéril devido a três fatores: o fluxo contínuo de urina vindo dos 
rins para a bexiga, o funcionamento dos vários esfíncteres e o 
quase completo esvaziamento da bexiga durante a micção.
REFERÊNCIAS
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767
C A P Í T U LO 3 4
F I LT R A Ç Ã O G L O M E R U L A R E F L U X O 
S A N G U Í N E O R E N A L
Gerhard Giebisch e Erich Windhager
FILTRAÇÃO GLOMERULAR
Uma alta taxa de filtração glomerular é essencial 
para a manutenção dos níveis extracelulares de 
soluto e água estáveis e ideais
Qualitativamente, a filtração do plasma sanguíneo pelos glo-
mérulos renais é a mesma que a filtração do plasma sanguíneo 
através dos capilares de outros leitos vasculares (Capítulo 20). A 
ultrafiltração glomerular resulta na formação de um fluido — o 
filtrado glomerular — com concentrações de solutos similares 
àquelas encontradas na água do plasma. Entretanto, proteínas, 
outros compostos de alto peso molecular e solutos ligados a 
proteínas estão presentes em concentrações reduzidas. O filtrado 
glomerular, assim como os filtrados formados através de outros 
capilares do corpo, é livre de elementos sanguíneos, como as 
hemácias e os leucócitos.
Quantitativamente, o taxa de filtração que ocorre nos glo-
mérulos excede e muito aquele que ocorre em todos os outros 
capilares da circulação somados, devido às maiores forças de 
Starling (Capítulo 20) e à maior permeabilidade capilar. Com-
parado com outros órgãos, osrins recebem uma quantidade 
extraordinariamente maior de fluxo sanguíneo — normalizado 
pela massa do órgão — e filtram uma fração especialmente alta 
desse fluxo. Em condições normais, a taxa de filtração glomerular 
(TFG; Capítulo 33) dos dois rins é de 125 mL/min ou 180 L/dia. 
Essa alta taxa de formação de filtrado é necessária para expor 
por várias vezes todo o fluido extracelular (>10 vezes/dia) ao 
escrutínio do epitélio tubular renal. Se não houvesse essa alta 
rotatividade do volume extracelular, apenas pequenos volumes de 
sangue seriam “depurados” por unidade de tempo (Capítulo 33) 
de certos solutos e água. Essa depuração baixa teria duas conse-
quências prejudiciais à excreção renal de solutos que os túbulos 
renais não seriam capazes de secretar adequadamente.
Primeira, na presença de um aumento repentino dos níveis 
plasmáticos de um material tóxico — originado tanto do meta-
bolismo como da ingestão de alimentos ou fluidos — a excreção 
desse material seria lenta. O alto fluxo sanguíneo e a alta TFG 
permitem aos rins eliminar materiais nocivos rapidamente por 
meio da filtração.
A segunda consequência da baixa depuração seria o aumen-
to da concentração estacionária de substâncias residuais que 
 dependem da filtração para sua excreção. O exemplo a seguir 
de Robert Pitts, um dos principais colaboradores na área da 
fisiologia renal, ilustra a importância desse conceito. Considere 
dois indivíduos que ingerem uma dieta que contém 70 g/dia de 
proteína, uma pessoa com função renal normal (p. ex., TFG de 
180 L/dia) e a outra, um paciente renal com nítida redução da 
filtração glomerular (p. ex., TFG de 18 L/dia). Cada indivíduo 
produz 12 g/dia de nitrogênio na forma de ureia (ureia nitro-
genada) derivada da dieta proteica e deve excretá-los na urina. 
Porém, esses dois indivíduos alcançam um balanço para ureia em 
níveis de ureia sanguíneos muito diferentes. Pode-se assumir de 
forma simplificada que os túbulos não reabsorvem nem secretam 
ureia, assim, apenas a ureia filtrada pode ser excretada. Além 
disso, supõe-se que toda a ureia filtrada é excretada. O indivíduo 
fisiologicamente normal pode excretar 12 g/dia de ureia prove-
nientes de 180 L de plasma sanguíneo e apresentar um valor de 
ureia no sangue de 12 g/180 L, ou 6,7 mg/dL. No paciente em 
que a TFG está reduzida a 10% do normal, excretar 12 g/dia de 
ureia requer que cada um dos 18 L de plasma sanguíneos fil-
trados possuam um valor de ureia 10 vezes maior, ou 67 mg/dL. 
Portanto, a excreção da mesma quantidade de ureia — para a 
manutenção do estado estacionário — requer uma concentração 
de ureia muito maior no plasma sanguíneo do paciente renal do 
que no do indivíduo normal.
A depuração (ou clearance) de inulina é uma 
medida da taxa de filtração glomerular
O marcador glomerular ideal para a medida da TFG seria uma 
substância X que tem a mesma concentração no filtrado glome-
rular e no plasma e que não é reabsorvida, secretada, sintetizada, 
degradada ou acumulada nos túbulos (Tabela 34-1). Na Equação 
33-4, foi visto que:
P TFG U VX
mg
mL
mL
min
EntradanacápsuladeBowman
X
mg
mL
mL
min
Saídanaurinaupcurlybracketleftupcurlybracketmid� upcurlybracketright�
�
upcurlybracketleftupcurlybracketmidupcurlybracketright
�� ��⋅ = ⋅ (34-1)
PX é a concentração do soluto no plasma, TFG é a soma do fluxo 
de volume do plasma que se deslocou para o espaço de Bowman, 
PX︸mgmL⋅TFG︸mLmin︸En-
trada na cápsula de Bowman=-
UX︸mgmL⋅V˙︸mLmin︸Saída na urina
768 Seção VI • O Sistema Urinário
UX é a concentração do soluto na urina, e V� é o fluxo urinário. 
Ao rearranjar essa equação, tem-se:
TFG
U V
P
mL
min
(mg /mL) (mL /min)
mg /mL
x
x
�
=
×
=
×
 (34-2)
A Equação 34-2 está na mesma forma da equação da depuração 
(Equação 33-3) e é idêntica à Equação 33-5. Dessa maneira, a 
depuração plasmática deste marcador glomerular é a TFG.
A inulina é um polímero de frutose semelhante ao amido, 
extraída da alcachofra de Jerusalém, e possui peso molecular de 
5.000 Da. A inulina é livremente filtrada pelo glomérulo e não é 
nem reabsorvida nem secretada pelos túbulos renais (Fig. 34-1A). 
Essa substância também preenche todos os outros requerimen-
tos listados na Tabela 34-1 para ser considerado um marcador 
glomerular ideal.
Assumindo-se que a TFG não se altera, três testes provam 
que a depuração da inulina é um marcador preciso da TFG. 
Primeiro, como demonstrado na Figura 34-1B, a taxa da excreção 
de inulina (UIn.V� ) é diretamente proporcional à concentração 
de inulina no plasma (PIn), como implícito na Equação 34-2. A 
inclinação da função na Figura 34-1B corresponde à depuração 
de inulina. Segundo, a depuração de inulina é independente da 
concentração plasmática de inulina (Fig. 34-1C). Essa conclusão 
já estava implícita na Figura 34-1B, na qual a inclinação (i.e., a 
depuração da inulina) não varia de acordo com a PIn. Tercei-
ro, a depuração da inulina é independente do fluxo urinário 
(Fig. 34-1D). Dado um valor particular de PIn, após o corpúsculo 
V˙
TFG=UX×V˙PXmLmin=(mg
/mL)×(mL/min)mg/mL
V˙
Figura 34-1 Depuração da inulina.
Tabela 34-1 Critérios para a Utilização de uma Substância 
para a Medida da Taxa de Filtração Glomerular
1. A substância deve ser livremente filtrada nos glomérulos.
2. A substância não pode nem ser reabsorvida nem secretada 
pelos túbulos renais.
3. A substância não pode ser sintetizada, degradada ou 
acumulada pelo rim.
4. A substância deve ser fisiologicamente inerte (não tóxica e 
sem efeito na função renal).
769Capítulo 34 • Filtração glomerular e fluxo sanguíneo renal
renal filtrar a inulina, a excreção total de inulina na urina não 
muda. Então, diluir esse marcador glomerular em uma grande 
quantidade de urina ou concentrá-lo em um pequeno volume, 
não afeta a quantidade total de inulina excretada (UIn.V� ). Se o 
fluxo urinário é alto, a concentração de inulina na urina será 
proporcionalmente baixa, e vice-versa. Devido à estabilidade de 
(UIn.V� ), (UIn.V� )/PIn também é estável.
Duas linhas de evidência fornecem provas diretas de que a 
depuração de inulina representa a TFG. Primeira, ao coletar o 
filtrado de um único glomérulo, Richards et al. mostraram, em 
1941, que a concentração da inulina no espaço de Bowman no 
rim de mamíferos é a mesma que a sua concentração no plasma. 
Assim, a inulina é livremente filtrada. Segunda, ao perfundir 
túbulos individuais com quantidades conhecidas de inulina 
marcada, Marsh e Fraiser demonstraram que os túbulos renais 
não secretam nem reabsorvem inulina.
Embora a depuração da inulina seja o método mais confiável 
de medir a TFG, esse método não é utilizado na prática clínica, 
porque é necessário administrar inulina por via intravenosa para 
alcançar uma concentração plasmática de inulina razoável. Além 
disso, a análise química para determinação dos níveis de inulina 
no plasma e na urina é tão complexa que torna o uso rotineiro 
da inulina inadequado em laboratórios clínicos.
O valor normal da TFG em um homem de 70 kg é de ≈125 mL/
min. Estudos populacionais mostraram que a TFG é proporcio-
nal à área de superfície corpórea. Devido à área de superfície 
média de um homem de 70 kg ser 1,73 m2, a TFG normal em 
homens é geralmente relatada como 125 mL/min/1,73 m2 de área 
de superfície corpórea. Nas mulheres, esse valor é de 110 mL/
min/1,73 m2. A idade é a segunda variável. A TFG é muito baixa 
no recém-nascido, devido ao desenvolvimento incompleto das 
unidades glomerulares funcionais. A partir de ≈2 anos de idade, 
a TFG é normalizada com relação à área de superfície corpórea 
e cai gradualmente com o envelhecimento, em consequência da 
perda progressiva de néfrons funcionais.
A depuração da creatinina é um índice clínico 
eficiente da taxa de filtração glomerular
Devido ao