PROBLEMA 01 URINÁRIO

Prévia do material em texto

SISTEMA URINÁRIO: PROBLEMA 01
Anatomia Geral dos Rins e Néfrons:
Os rins são órgãos em forma de grão de feijão, encontrados na cavidade retroperitoneal do corpo. Em corte sagital, os rins apresentam três regiões principais: o córtex é a região mais externa, localizado logo abaixo da cápsula renal; a medula é a região central e está dividida em zona externa e zona interna. A zona externa, por sua vez, apresenta uma estria externa e uma estria interna; e a papila consiste na extremidade mais interna da medula renal interna e esvazia o seu conteúdo em estruturas denominadas cálices maiores e menores, que são extensões dos ureteres. 
As unidades funcionais dos rins são os néfrons, sendo que cada rim contém aproximadamente 1,2 milhão de néfrons. Cada néfron consiste em um corpúsculo renal e no túbulo renal. O glomérulo é a rede capilar glomerular que emerge da arteríola aferente, e os capilares glomerulares estão envolvidos pela cápsula de Bowman, estrutura que compõe a primeira porção do néfron, o corpúsculo renal. O restante consiste na estrutura tubular, revestida por células epiteliais que desempenham mais funções de reabsorção e secreção.
Anatomicamente, o néfron pode ser dividido em: corpúsculo renal (cápsula de Bowman e glomérulo de Malpighi), túbulo convoluto proximal, alça de Henle (dividida em segmento descendente fino, ascendente fino e ascendente espesso), túbulo convoluto distal e ductos coletores. Há basicamente dois tipos de néfrons:
Néfrons Corticais Superficiais: são caracterizados por terem glomérulos situados na porção mais externa do córtex renal. Esses néfrons apresentam alças de Henle relativamente curtas que descem, apenas, até a porção externa da medula renal.
Néfrons Justamedulares: são caracterizados por terem glomérulos situados próximos da borda corticomedular, e de maiores tamanhos em comparação com os néfrons corticais superficiais, o que resulta em maior taxa de filtração glomerular. Suas alças de Henle são bastante longas, descendo profundamente até a medula interna e papila.
O sangue entra nos rins pela artéria renal que se ramifica em artérias interlobares, artérias arqueadas e, em seguida, artérias corticais radiais. As artérias se ramificam até formarem o primeiro conjunto de arteríolas que penetram nos glomérulos, denominadas arteríolas glomerulares aferentes. Esse conjunto arteriolar distribui sangue para a primeira rede capilar, envolvida pela cápsula de Bowman, onde ocorre o processo de ultrafiltração. A seguir, o sangue deixa os capilares glomerulares e forma o segundo conjunto de arteríolas: as arteríolas glomerulares eferentes, que levam o sangue para a segunda rede capilar, que são os capilares peritubulares, os quais envolvem os néfrons.
Histologia do Aparelho Justaglomerular:
O aparelho justaglomerular (AJG) é composto pela mácula densa, células mesangiais extraglomerulares e as células justaglomerulares. Situando-se diretamente adjacente às arteríolas aferentes e eferentes no polo vascular do corpúsculo renal, está a porção inicial do túbulo convoluto distal, e nesse local há uma rede de túbulos que contém células referidas coletivamente como mácula densa. 
Nesta mesma região, as células musculares lisas das arteríolas aferentes adjacentes são modificadas, apresentando grânulos secretores e núcleos esféricos, sendo denominadas células justaglomerulares. Além disso, o corpúsculo renal contém um grupo adicional de células denominadas células mesangiais, as quais, junto com sua matriz extracelular, constituem o mesângio.
As funções mais importantes das células mesangiais são: fagocitose e endocitose; suporte estrutural; secreção; e modulação da distensão glomerular. Em detalhes, essas funções consistem em:
Fagocitose e Endocitose: as células mesangiais removem os resíduos aprisionados e proteínas agregadas do diafragma da fenda de filtração, mantendo o filtro glomerular livre de fragmentos. Essas células também realizam a endocitose e o processamento de várias proteínas plasmáticas, incluindo complexos imunes.
Suporte estrutural: as células mesangiais produzem componentes da matriz mesangial, que proporcionam suporte para os podócitos e pedicelos nas regiões onde a membrana basal é ausente ou incompleta.
Secreção: as células mesangiais sintetizam e secretam várias moléculas, como a IL-1, PGE2 e o PDGF (fator de crescimento derivado de plaquetas), que possuem papel central na resposta à lesão glomerular.
Modulação da distensão glomerular: as células mesangiais possuem propriedades contrateis que funcionam na regulação da distensão dos capilares glomerulares em resposta ao aumento da pressão arterial.
Outra função atrelada ao AJG é a regulação da pressão arterial através da ativação do sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA), onde em certas condições fisiológicas (baixa ingestão de sódio) ou patológicas (diminuição da volemia intravascular devido à hemorragia), as células justaglomerulares catalisam a formação da pró-renina em renina, a qual ativa todo o SRAA. Além de sua função endócrina relacionada à renina, o AJG atua como um sensor do volume sanguíneo e da composição química do líquido tubular, através da mácula densa, ativando o mecanismo de feedback tubuloglomerular.
Distribuição e Deslocamento da Água entre os Líquidos Corporais:
A água é o solvente do meio interno e representa entre 50 a 70 % do peso corporal, com valor médio de 60 %, sendo que o conteúdo de água corporal está inversamente correlacionado ao conteúdo de gordura corporal. A água total está distribuída entre dois compartimentos principais: o líquido intracelular (LIC) e o líquido extracelular (LEC), com aproximadamente 2/3 do conteúdo presente no LIC e 1/3 no LEC. O líquido extracelular é, por sua vez, dividido em dois compartimentos principais: o plasma sanguíneo e o líquido intersticial, sendo que 3/4 do LEC estão no interstício e 1/4 situado no plasma.
O LIC é a água presente no interior das células, na qual todos os solutos intracelulares estão dissolvidos, representando dois terços do conteúdo total de água corporal. Os principais cátions presentes no LIC são o potássio (K+) e magnésio (Mg++), e os principais ânions são as macromoléculas proteicas e os fosfatos orgânicos, como o trifosfato de adenosina (ATP), o difosfato de adenosina (ADP) e o monofosfato de adenosina (AMP).
O LEC é a água presente por fora das células, representando um terço do conteúdo total de água corporal. Está dividida em dois subcompartimentos: o plasma sanguíneo, que consiste no componente aquoso do sangue e onde todas as células sanguíneas ficam em suspensão, representando cerca de 55 % do volume sanguíneo; e o líquido intersticial, que consiste em um ultrafiltrado do plasma, contendo quase a mesma composição, exceto pelas proteínas e células sanguíneas. A composição do LEC difere da composição do LIC: o principal cátion é o sódio (Na+), e os principais ânions são o cloreto (Cl-) e o bicarbonato (HCO3-).
O deslocamento da água entre os compartimentos hídricos do organismo é determinado pelos seguintes princípios:
Volume do Compartimento Hídrico: depende da quantidade de soluto que contém. Por exemplo, o volume de LEC é determinado por seu conteúdo total de soluto, ou seja, a quantidade de sódio, cloreto e bicarbonato na forma de NaCl e NaHCO3 presente.
Osmolaridade: é a quantidade de partículas osmoticamente ativas, expressa em miliosmóis por litro (mOsm/L), sendo na prática o mesmo que osmolalidade, pois 1 kg de água equivale a 1 litro de água.
No estado estável, a osmolaridade intracelular é igual à osmolaridade extracelular, ou seja, é a mesma para todos os líquidos corporais. Para manter essa igualdade, a água se desloca livremente através das membranas celulares. Assim, se ocorrer algum distúrbio que altere a osmolaridade do LEC, a água se deslocará para fazer com que a osmolaridade do LIC fique igual à nova osmolaridade do LEC.
Em termos gerais, a contração de volume significa diminuição do volume do LEC, e a expansão do volume significa aumento do volume do LEC, ondeentra os termos isosmótico, hiperosmótico e hiposmótico que se referem aos distúrbios que afetam a osmolaridade do LEC. Um distúrbio isosmótico significa que não ocorreu variação na osmolaridade do LEC; um distúrbio hiperosmótico significa que ocorreu aumento na osmolaridade do LEC; e um distúrbio hiposmótico significa que ocorreu diminuição na osmolaridade do LEC.
Fluxo Sanguíneo e Depuração Renal:
Depuração (ou clearance) é um conceito geral que descreve a velocidade pela qual substâncias são removidas (sinônimo de depuradas) do plasma sanguíneo. Assim, a depuração de todo o corpo significa a intensidade ou velocidade total resultante da remoção de determina substância, por todos os órgãos. Depuração hepática significa a intensidade de remoção de substâncias pelo fígado, e depuração renal significa a intensidade de remoção de substâncias pelos rins.
Por definição, depuração renal é o volume de plasma completamente depurado de uma determinada substância por unidade de tempo. Assim, depuração renal é a proporção entre a excreção urinária de uma substância X e a concentração plasmática dessa substância X.
A taxa de depuração renal pode ser calculada para qualquer substância, e dependendo das características dessa substância e de seu processamento pelos rins, a depuração renal pode variar de zero a valores elevados. Por exemplo, a depuração renal da albumina é quase zero porque, normalmente, a albumina não é filtrada pelos capilares glomerulares; a depuração renal da glicose também é zero, mas por razão diferente: a glicose é filtrada e totalmente reabsorvida de volta à corrente sanguínea. 
A inulina tem propriedades específicas que tornam a única substância cuja depuração é exatamente a taxa de filtração glomerular (TFG), pois é livremente filtrada pelos capilares glomerulares, mas não é reabsorvida e nem secretada. Desse modo, a taxa de depuração de qualquer substância pode ser comparada à depuração da insulina, e é expressa através da intensidade de depuração: TD = Dx (depuração da substância X) / D inulina (depuração da inulina). Assim, ficam estabelecidos os seguintes valores para as intensidades de depuração:
Dx/D inulina = 1,0: significa que a intensidade da depuração de uma substância X é igual à intensidade de depuração da inulina, podendo essa ser utilizada como marcador glomerular.
Dx/D inulina < 1,0: significa que a intensidade da depuração de uma substância X é menor que a intensidade de depuração da inulina. Nesse caso, ou a substância não é filtrada, ou ela é filtrada e posteriormente reabsorvida.
Dx/D inulina > 1,0: significa que a intensidade de depuração de uma substância X é maior que a intensidade de depuração da inulina. Nesse caso, a substância é filtrada, secretada e excretada.
O fluxo sanguíneo renal (FSR) corresponde a cerca de 25 % do débito cardíaco, sendo esse elevado valor compatível com suas atividades de filtração, reabsorção e excreção de substâncias do plasma. Assim como o fluxo sanguíneo em qualquer órgão, o FSR é diretamente proporcional ao gradiente de pressão (∆P) entre a artéria e veias renais, e inversamente proporcional à resistência vascular renal (R). O principal mecanismo para as alterações do fluxo sanguíneo renal se dá a partir de variações na resistência arteriolar, influenciada pelos seguintes fatores:
Sistema Nervoso Simpático e Catecolaminas Circulantes: as arteríolas aferentes e eferentes são inervadas por fibras nervosas simpáticas que promovem vasoconstrição pela ativação de receptores α1 adrenérgicos. No entanto, como existem muito mais receptores α1 nas arteríolas aferentes, a atividade nervosa simpática aumentada é muito mais proeminente nesse grupo do que em arteríolas eferentes, tendo como consequência direta a diminuição do FSR e da TFG. 
Angiotensina II: essa substância consiste em um potente vasoconstritor de arteríolas aferentes e eferentes. O efeito da angiotensina sobre o FSR é único: ao promover a contração de ambos os grupos arteriolares, há aumento da resistência vascular e diminuição do fluxo sanguíneo. No entanto, as arteríolas eferentes são muito mais sensíveis aos efeitos da angiotensina II do que as arteríolas aferentes. Essa propriedade provoca duplo efeito na TFG: baixos níveis de angiotensina II provocam aumento da TFG, e elevados níveis de angiotensina II provocam diminuição da TFG.
Peptídeo Natriurético Atrial (PNA ou atriopeptina): o PNA e outras substâncias relacionadas ao PNC provocam dilatação das arteríolas aferentes e constrição das arteríolas eferentes. Devido ao efeito dilatador ser maior que o efeito constritor, ocorre diminuição global da resistência vascular e aumento resultante do FSR, além de ambos os efeitos provocarem aumento do TFG.
Prostaglandinas: vários eicosanoides, como a PGE2 e PGI2 são produzidas localmente nos rins e causam vasodilatação das arteríolas aferentes e aferentes. Durante o quadro hemorrágico, os mesmos estímulos que ativam o sistema nervoso autônomo simpático e que aumentam os níveis de angiotensina II, também ativam a produção local de prostaglandinas. Embora essa ação resulte na ativação de substâncias com efeitos opostos, os mecanismos vasodilatadores da PGE2 e PGI2 tem um nítido papel protetor para o FSR. Desse modo, as prostaglandinas modulam a vasoconstrição do S.N.A. Simpático e da AT-II, que sem essa proteção, seu intenso efeito resultaria em insuficiência renal.
Dopamina: a dopamina, precursor da noradrenalina, tem ações seletivas sobre arteríolas de diversos leitos vasculares. Em níveis reduzidos, a dopamina dilata as artérias renais. Assim, em um quadro hemorrágico, pode-se administrar dopamina como forma de tratamento, devido a sua ação moduladora semelhante às prostaglandinas.
O FSR é autorregulado dento de uma ampla faixa de pressões arteriais médias (Pa), sendo que a pressão arterial renal pode variar entre 80 a 200 mmHg, e ainda assim o FSR se manterá constante. Somente quando a pressão cai para abaixo de 80 mmHg é que o FSR diminui. A única forma de manter a constância do fluxo sanguíneo renal, em face das alterações da pressão arterial, é pela variação da resistência das arteríolas. Para a autorregulação renal, acredita-se que a resistência vascular seja controlada, principalmente, no nível da artéria aferente. Duas hipóteses foram estabelecidas para explicar esse mecanismo: a hipótese miogênica e o feedback tuberoglumerular.
A hipótese miogênica postula que o aumento da pressão arterial sistêmica estira os vasos sanguíneos, causando contração reflexa do músculo liso das paredes vasculares, aumentando, consequentemente, a resistência ao fluxo sanguíneo. O mecanismo da contração, induzida pelo estiramento, envolve a abertura de canais de cálcio ativados por estiramento, presentes nas membranas celulares do músculo liso. Quando esses canais estiverem abertos por conta do estiramento, mais Ca++ entra nas células da musculatura vascular, levando à maior tensão nas paredes do vaso.
Essa hipótese miogênica explica os mecanismos de autorregulação do fluxo sanguíneo renal da seguinte maneira: aumentos da pressão arterial sistêmica levam ao aumento da pressão arterial renal, que estira as paredes das arteríolas aferentes, as quais respondem se contraindo. A contração arteriolar aferente produz aumento da resistência arteriolar aferente. Esse aumento da resistência, então, contrabalança o aumento da pressão arterial (que elevaria o FSR), tornando o fluxo sanguíneo renal constante.
A hipótese do feedback tuberoglomerular é, também, um mecanismo de autorregulação do FSR. Pode ser explicado da seguinte forma: quando a pressão arterial renal aumenta, tanto o FSR quanto a TFG aumentam. O aumento da TFG resulta em maior liberação de Na+, Cl- e água para a região da mácula densa (da porção inicial do túbulo convoluto distal), que é sensível a qualquer aumento na carga que chega até ela. A mácula densa (parte do aparelho justaglomerular), responde à liberação aumentada desses solutos e água secretando substâncias vasoativas (como a adenosina, o ATP e tromboxanos) que causamconstrição das arteríolas aferentes através de um mecanismo parácrino. A vasoconstrição local das arteríolas aferentes, então, reduz o FSR e o TFG de volta aos seus valores normais, autorregulando-se.
Mecanismos e Fatores que determinam a Filtração Glomerular:
A filtração glomerular é a primeira etapa na formação da urina. Quando o fluxo sanguíneo renal chega aos capilares glomerulares, parte desse sangue é filtrado para a cápsula de Bowman, a primeira parte do néfron. O líquido filtrado é semelhante ao líquido intersticial, designado como ultrafiltrado plasmático, contendo água e todos os pequenos solutos do sangue, mas ausente de proteínas e células sanguíneas. 
As características físicas da parede capilar glomerular determinam tanto a velocidade de filtração glomerular quanto as características do filtrado glomerular, ou seja, o que é filtrado e o quanto é filtrado para a cápsula de Bowman. As seguintes características determinam esses fatores:
Endotélio: a camada de células endoteliais dos capilares renais tem poros de 70 a 100 nanômetros de diâmetro. Como esses poros são relativamente grandes, líquidos, solutos dissolvidos e proteínas plasmáticas são todos filtrados por essa camada da barreira capilar glomerular.
Membrana Basal: outro componente da barreira capilar glomerular é a lâmina basal dos capilares renais, que apresentam três camadas (lâmina interna rara, lâmina densa e lâmina externa rara). Essas múltiplas camadas não permitem a filtração das proteínas plasmáticas e, por isso, representa a barreira mais significativa do capilar glomerular.
Epitélio: a camada de células epiteliais consiste em células especializadas chamadas podócitos, que ficam presos à membrana basal, pelos processos pediculados ou pedicelos. Entre os pedicelos adjacentes existem fendas de filtração, entre 25 e 60 nanômetros de diâmetro. Devido ao tamanho relativamente pequeno das fendas de filtração, a camada epitelial também é considerada importante barreira de filtração.
Além das barreiras de filtração, impostas pelos poros e fendas, outra característica da barreira glomerular é a presença de glicoproteínas com cargas negativas. Essas cargas negativas fixas estão presentes no endotélio, na lamina interna rara e lâmina externa rara da membrana basal, nos podócitos, pedicelos e nas fendas de filtração do epitélio. Desse modo, essas glicoproteínas de cargas negativas representam um componente eletrostático adicional à filtração de substâncias: os solutos com cargas negativas são repelidos pelas cargas negativas e filtrados mais lentamente.
Esse efeito é pouco importante para solutos de pequenas dimensões, como o Na++, Cl-, K+ e HCO3-, pois apesar de suas cargas, conseguem ser filtrados livremente pela barreira glomerular. Entretanto, o efeito das glicoproteínas de cargas negativas é importante para solutos com grandes dimensões como as proteínas plasmáticas, pois em pH fisiológico, essas macromoléculas possuem cargas negativas efetivas, e sua filtração será impedida tanto pelo seu tamanho molecular como pela repelência imposta pelas glicoproteínas.
Forças de Starling através dos Capilares Glomerulares:
Teoricamente, existem quatro pressões de Starling que controlam o movimento dos líquidos nos capilares sistêmicos: duas pressões hidrostáticas (uma no capilar sanguíneo e outra no líquido intersticial) e duas pressões oncóticas (uma no capilar sanguíneo e outra no líquido intersticial). Entretanto, quando essas pressões são aplicadas para os capilares glomerulares, ocorre uma pequena modificação: a pressão oncótica da cápsula de Bowman, que é análoga ao do líquido intersticial, é considerada nula, uma vez que a filtração de proteínas nesse espaço é considerada desprezível. Assim, há a atuação de apenas três pressões de Starling nos capilares glomerulares: duas pressões hidrostáticas (uma no capilar glomerular e outra no espaço de Bowman) e uma pressão oncótica (presente apenas no capilar glomerular).
O movimento de líquidos através da parede dos capilares glomerulares é a filtração glomerular (TFG), cujos fatores que a influenciam são determinados pela Equação de Starling ‘’TFG = KF x [ (PCG – PEB) – πCG]’’, onde:
KF (Coeficiente de Filtração ou Condutividade Hidráulica): corresponde a permeabilidade da parede capilar glomerular à água. Os dois fatores que contribuem para o KF são a permeabilidade à água por unidade de área de superfície, e a área total de superfície. Por conta da extensa área de superfície, representada por mais de 2 milhões de néfrons, o KF para os capilares glomerulares é cerca de 100 vezes maior que o dos capilares sistêmicas.
PCG (Pressão Hidrostática nos Capilares Glomerulares): corresponde a força que favorece a filtração, presente nos capilares glomerulares. É relativamente alta, tendo um valor médio de 45 mmHg.
PEB (Pressão Hidrostática no Espaço de Bowman): corresponde a força que se opõe à filtração, presente no espaço de Bowman. A origem dessa pressão é o líquido presente no lúmen do néfron, tendo um valor médio de cerca de 10 mmHg.
πCG (Pressão Oncótica nos Capilares Glomerulares): é outra força que se opõe à filtração glomerular, presente nos capilares glomerulares. A πCG é determinada pela concentração de proteínas ao longo do capilar glomerular, aumentando progressivamente ao longo do capilar glomerular à medida que o líquido vai sendo filtrado para fora do capilar.
Estabelecida as forças de Starling que atuam no processo de filtração glomerular, pode-se dizer que a intensidade da filtração glomerular é o produto do coeficiente de filtração pela pressão efetiva da ultrafiltração, a qual corresponde à soma algébrica das três pressões de Starling. Para os capilares glomerulares, a pressão de ultrafiltração sempre favorece a filtração a filtração e, dessa forma, o líquido sempre se move para fora dos capilares.
Do início ao meio do capilar glomerular, o somatório das três pressões de Starling (pressão efetiva de ultrafiltração) é de +16 mmHg, favorecendo de forma intensa a filtração glomerular. Entretanto, ao final da estrutura do capilar glomerular, indo de encontro à arteríola eferente, o sangue foi extensamente filtrado e está prestes a deixar o capilar glomerular. O somatório das três pressões de Starling agora é zero, não podendo mais ocorrer filtração. Nesse ponto, ocorre o equilíbrio de filtração.
Esse equilíbrio de filtração ocorre por conta do aumento da pressão πCG, pois é a única pressão de Starling que se modifica ao longo da estrutura dos capilares. À medida que o líquido é filtrado para fora do capilar glomerular, as proteínas são deixadas para trás, e a concentração de proteínas e a πCG aumentam. Até o final do capilar glomerular, a πCG terá aumentado até o ponto em que a pressão de ultrafiltração passe a ser nula. Dessa forma, o sangue capilar peritubular terá alta pressão oncótica (πCG), que se transforma em força impulsora para a reabsorção no túbulo proximal do néfron. Além disso, o equilíbrio de filtração também é determinado pela constrição das arteríolas eferentes, a qual impede a queda da pressão hidrostática do capilar glomerular (PCG) que, de outra forma, ocorreria à medida que o líquido fosse filtrado.
Como a TFG depende da pressão efetiva de ultrafiltração, e essa depende do somatório das pressões de Starling, alterações promovidas em qualquer uma das três pressões de Starling para a filtração glomerular provocam modificações na TFG. Essas alterações consistem em:
Alterações na PCG (Pressão Hidrostática do Capilar Glomerular): são alterações produzidas por mudanças nas resistências das arteríolas aferentes e eferentes. A constrição da arteríola aferente causa aumento na resistência arteriolar aferente e, como esperado, ocorre diminuição esperado do FSR. Há também diminuição do TFG, pois a diminuição do FSR causa diminuição da PCG, o que diminui a pressão efetiva de ultrafiltração. A constrição da arteríola aferente pode ser causada pelos efeitos do S.N.A. Simpático e por elevados níveis de angiotensina II.
A constrição da arteríola eferenteocasiona aumento da resistência arteriolar eferente, tendo um efeito nítido na redução do FSR. Entretanto, o efeito na filtração glomerular é o oposto do que o causado na constrição da arteríola aferente, elevando a TFG. A TFG aumenta, pois o sangue é impedido de deixar o capilar glomerular até as arteríolas eferentes, o que aumenta a PCG e, consequentemente, a pressão efetiva de ultrafiltração. A constrição da arteríola eferente é causada pelos efeitos do S.N.A. Simpático e por baixos níveis de angiotensina II, pois a arteríola eferente é mais sensível ao efeito da AT-II que a arteríola aferente.
Alterações na πCG (Pressão Oncótica do Capilar Glomerular): são alterações produzidas por variações da concentração plasmática de proteínas. Assim, o aumento da concentração plasmática de proteínas promove o aumento da πCG, o que reduz a intensidade efetiva da TFG. Efeitos contrários ao aumento da concentração plasmática de proteínas (ex: síndrome nefrítica, em que grandes quantidades de proteínas são perdidas na urina) produzem diminuição da πCG, o que aumenta a intensidade efetiva da TFG.
Alterações na PEB (Pressão Hidrostática do Espaço de Bowman): são alterações produzidas pela obstrução do fluxo urinário (ex: pedra no ureter ou constrição do ureter). Por exemplo, se o ureter estiver constringido, a urina não poderá fluir, através dele, para a bexiga, causando refluxo de volta ao rim. Consequentemente, a pressão hidrostática nos néfrons aumenta até atingir a cápsula de Bowman, provocando aumento da PEB. A elevação da PEB diminui efetivamente a TFG.
Mecanismos de Reabsorção e Secreção:
A filtração glomerular resulta na produção de grandes quantidades de ultrafiltrado do plasma, com cerca de 180 L/dia. Se esse ultrafiltrado fosse excretado sem modificações, haveria perda de substância em mais de 10 vezes a sua quantidade presente em todo o LEC. Felizmente, o mecanismo de reabsorção das células epiteliais, que revestem o túbulo renal, faz com que essas substâncias retornem à circulação e ao LEC. Além dos mecanismos de reabsorção, o processo de secreção das células epiteliais remove certas substâncias do sangue capilar peritubular e adicionam à urina.
Para determinar o processo de reabsorção e secreção, é preciso estabelecer alguns conceitos básicos:
Filtração: determinado líquido intersticial é filtrado pelos capilares glomerulares para o espaço de Bowmann, e a quantidade de substância filtrada por unidade de tempo é chamada de carga filtrada. O líquido filtrado, agora no espaço de Bowmann e na luz do néfron, é denominado líquido tubular ou luminal.
Reabsorção: água e muitos solutos, como o Na+, Cl-, HCOR-, glicose, aminoácidos, ureia, Ca++, Mg++, fosfato, lactato e citrato são reabsorvidos do ultrafiltrado glomerular para o sangue capilar peritubular. Os mecanismos de reabsorção envolvem o transporte através das membranas das células epiteliais renais.
Secreção: algumas substâncias, como o K+ e ácidos e bases orgânicas são secretadas do sangue capilar peritubular para o líquido tubular. Assim, além da filtração, a secreção fornece mecanismo para excretar substâncias na urina. Assim como na reabsorção, os mecanismos de secreção envolvem transportadores nas membranas das células epiteliais que revestem os néfrons.
Excreção: a excreção, ou taxa de excreção, refere-se à quantidade de substância excretada por unidade de tempo, sendo o resultado ou somatório dos processos de filtração, reabsorção e secreção (excreção = filtração + secreção – reabsorção).
A glicose é um exemplo típico de substância que sofre intensa reabsorção. Toda a glicose filtrada nos capilares glomerulares é reabsorvida pelas células epiteliais do túbulo convoluto proximal, sendo que o seu processo de reabsorção ocorre em duas etapas: a primeira envolve o cotransporte de Na-glicose através da superfície luminal do epitélio; e o segundo envolve o transporte facilitado de glicose pela membrana peritubular. As etapas envolvidas na reabsorção de glicose do líquido tubular para o sangue capilar peritubular são as seguintes:
A glicose se desloca do líquido tubular para o interior da célula epitelial do túbulo convoluto distal por meio do cotransportador de Na-glicose, denominado TSG, situado na superfície luminal desse epitélio. Dois íons Na+ e uma glicose se ligam à proteína cotransportadora, que gira na membrana e libera o Na+ e glicose no LIC. Nessa etapa, a glicose é transportada contra um gradiente eletroquímico, sendo que a energia para esse transporte provém do movimento conjunto do Na+, que está a favor do seu gradiente eletroquímico.
O gradiente de Na+ é mantido pela Na-K-ATPase (bomba de sódio e potássio) da membrana peritubular. Como o ATP é usado diretamente, para fornecer energia à bomba, e indiretamente para manter o gradiente de Na+, diz-se que o cotransporte de Na-glicose é do tipo transporte ativo secundário.
A glicose é transportada da célula para o sangue capilar peritubular por difusão facilitada. Nessa etapa, a glicose se move a favor de seu gradiente eletroquímico, e nenhuma energia é necessária, caracterizando um processo de transporte passivo. As proteínas envolvidas na difusão facilitada da glicose são chamadas de GLUT1 e GLUT2.
A curva de titulação da glicose demonstra a relação entre a concentração plasmática de glicose e a reabsorção de glicose pelos rins. Para compreender a curva de titulação, é necessário examinar cada relação separadamente, como a sua carga filtrada, a taxa de reabsorção e a excreção de glicose:
Carga Filtrada: a glicose é livremente filtrada pelos capilares glomerulares, e carga filtrada é o produto da TFG pela concentração de glicose plasmática. Assim, se a concentração de glicose no plasma aumenta, a carga filtrada aumenta linearmente.
Reabsorção: nas concentrações plasmáticas de glicose, menores que 200 mg/dL, toda a glicose filtrada pode ser reabsorvida, pois os cotransportadores de sódio e glicose são abundantes e não se encontram saturados. Entretanto, em condições plasmáticas acima de 350 mg/dL, os transportadores estão completamente saturados, e os níveis de reabsorção atingem seu valor máximo (TM).
Excreção: para concentrações plasmáticas abaixo de 200 mg/dL, toda a glicose filtrada é reabsorvida pelos capilares peritubulares. Com concentrações acima de 200 mg/dL, os transportadores estão próximos do ponto de saturação. Nessa condição, a maior parte da glicose é reabsorvida, mas uma pequena parte é excretada na urina, sendo a concentração plasmática na qual a glicose começa a ser excretada denominada limiar. Acima de 350 mg/dL é atingido o nível máximo de reabsorção, e os transportadores estão completamente saturados, e toda a glicose acima desse valor é completamente excretada na urina.
Outro exemplo de reabsorção é a ureia, transportada na maior parte dos segmentos do néfron. Ao contrário da glicose que é reabsorvida por mecanismos carreadores, a ureia é reabsorvida ou secretada pelos mecanismos de difusão simples e facilitada. A ureia é livremente filtrada pelos capilares glomerulares, e a concentração no filtrado inicial é idêntica à no sangue (ou seja, inicialmente não existe diferença de concentração para a reabsorção de ureia). A medida que a água é reabsorvida ao longo do néfron, a concentração de ureia aumenta por diminuição na quantidade de solvente, criando a força impulsora para a sua reabsorção passiva.
No túbulo convoluto proximal, 50 % da ureia filtrada é reabsorvida por difusão simples. Como a água é reabsorvida no túbulo proximal e a ureia nem tanto, isso causa um leve aumento da concentração de ureia no lúmen tubular em relação á ureia sanguínea; essa diferença de concentração, então, promove a reabsorção passiva de ureia. No final do túbulo proximal, cerca de 50 % da ureia é reabsorvida, permanecendo ainda 50 % no lúmen.
No segmento descendente fino da alça de Henle, a ureia é secretada, pois existe alta concentração dessa substância no líquido intersticial da zona interna da medula, onde parte da alça de Henle está situada. O segmento descendentefino atravessa a medula interna renal, e a ureia se difunde do líquido intersticial, onde está em maior concentração, para o lúmen dos néfrons, caracterizando o processo de secreção de ureia.
O segmento ascendente espesso da alça de Henle, o túbulo convoluto distal e os ductos coletores corticais e ductos coletores da zona externa medular são impermeáveis à ureia, de modo que nenhum transporte de ureia ocorre nesse segmento para fora da estrutura tubular. Entretanto, nos ductos coletores da zona interna medular, existem transportadores específicos para a difusão facilitada de ureia (transportador de ureia 1, UT1) que são ativados pelo ADH. Dessa maneira, em presença de ADH, a ureia é reabsorvida pelo UT1 a favor de seu gradiente de concentração do lúmen para o líquido intersticial da zona interna da medula renal. Na presença do ADH, cerca de 60 % da ureia filtrada é reabsorvida, deixando aproximadamente 40 % para ser excertada na urina.
Um exemplo de secreção é o ácido Para-Amino-Hipúrico, o PAH, consistindo em um ácido orgânico que é filtrado pelos capilares glomerulares e secretado, a partir do sangue capilar peritubular, para o líquido tubular. No que tange à secreção, os transportadores de PAH estão localizados nas membranas peritubulares das células do túbulo convoluto proximal. Esses carreadores possuem capacidade limitada de se ligar e transportar PAH, através da célula, do sangue para o lúmen. 
Determinantes do Balanço de Sódio:
De todas as funções dos rins, a reabsorção de sódio é a mais importante. Sendo o sódio o íon mais importante do LEC, a sua quantidade no líquido extracelular determina o volume do LEC que, por sua vez, determina o volume do plasma, o volume de sangue a pressão arterial. Portanto, os mecanismos renais envolvidos na reabsorção de sódio são críticos para a manutenção dos valores normais do volume de LEC, do volume sanguíneo e da pressão sanguínea.
Os rins devem garantir que a excreção de sódio se iguale, exatamente, à sua ingestão, processo esse denominado balanço de sódio. Se a excreção de Na+ for menor que a sua ingestão, então a pessoa está em balanço positivo de sódio. Nesse caso, o excesso de Na+ é retido no corpo, principalmente no LEC, e quando o conteúdo de sódio no LEC aumenta, ocorre expansão do volume de LEC; o volume sanguíneo e a pressão arterial também se elevam, quadro esse que pode ocasionar edema. 
Por outro lado, se a excreção de Na+ for maior que a sua ingestão, então a pessoa está em balanço negativo de sódio. Quando o excesso de Na+ é perdido pelo corpo, ocorre contração do volume de LEC, com consequente diminuição do volume sanguíneo e da pressão arterial.
Deve ser feita uma distinção importante entre a quantidade de sódio, que determina o volume de LEC, e a concentração de sódio. A concentração é determinada não somente pela quantidade de sódio presente, mas também pelo volume de água. Por exemplo, uma pessoa pode ter um aumento do conteúdo de sódio, mas concentração normal do íon (se o conteúdo de água aumentar proporcionalmente à quantidade de sódio), ou a pessoa pode ter um aumento na concentração de sódio com quantidade normal do íon (se o conteúdo de água for reduzido).
Processamento Global e Reabsorção de Sódio pelos Túbulos Convoluto Proximal:
A maior parte da reabsorção de sódio ocorre no túbulo convoluto proximal (TCP), onde cerca de dois terços ou 67 % da carga filtrada de sódio são reabsorvidas. No TCP, a reabsorção de água está sempre ligada à reabsorção de sódio, e o mecanismo de reabsorção desses dois elementos é descrito como isosmótico. O segmento ascendente espesso da alça de Henle reabsorve cerca de 25 % da carga filtrada de sódio, e ao contrário do TCP, onde a reabsorção desse íon está atrelada à reabsorção da água, o segmento ascendente espesso é impermeável à água. Além disso, a porção inicial do túbulo convoluto distal (TCD) reabsorve 5 % da carga filtrada de sódio e é também impermeável à água, e a porção final do TCD, junto com os ductos coletores, reabsorvem cerca de 3 % do conteúdo de sódio restantes, sendo responsáveis pelo ajuste fino dessa reabsorção que, por fim, assegura o balanço final de sódio.
Os mecanismos de reabsorção de sódio, no túbulo convoluto proximal, são diferentes em sua porção inicial e em sua porção final, pois diferentes ânions acompanham o sódio nessas diferentes regiões anatômicas do néfron. Na porção inicial do TCP, o sódio é reabsorvido primariamente com o HCO3- e outros solutos orgânicos, como a glicose e aminoácidos. Já na porção final do TCP, o sódio é reabsorvido principalmente com o Cl-, mas não com outros solutos orgânicos. Como em todo o TCP há reabsorção de 67 % da água filtrada junto com 67 % do sódio filtrado, denomina-se esse acoplamento entre água e sódio de reabsorção isosmótica.
Na porção inicial do TCP, o sódio é reabsorvido junto com outros solutos essenciais: glicose, aminoácidos e bicarbonato. Os mecanismos de cotransporte, presentes na membrana luminal do túbulo proximal, são os transportadores TSG (sódio-glicose), Na-aminoácido, Na-fosfato, Na-lactato e Na-citrato. Em cada caso, o sódio se desloca para dentro da célula a favor de seu gradiente eletroquímico, acoplado com o movimento da glicose, fosfato, lactato, citrato e aminoácidos, os quais estão contra o seu gradiente eletroquímico. O sódio é, então, removido da célula pela Na-K-ATPase (bomba de sódio e potássio), e a glicose e os demais solutos são expelidos por difusão facilitada.
Outro mecanismo de transporte ativo secundário está presente na membrana luminal do TCP, porém, é do tipo contratransporte ou antiporte: o trocador Na-H (trocador sódio e hidrogênio). De maneira direta, o H+ é transportado para o lúmen dos túbulos néfricos em troca do sódio. O H+ se combina com o HCO3- filtrado na luz dos túbulos, e forma CO2 e H2O. O CO2 e a água se difundem para o interior das células de revestimento do néfron, e são convertidos novamente em HCO3- e H+. O bicarbonato é reabsorvido pela corrente sanguínea por difusão facilitada, enquanto que o H+ é novamente trocado pelo sódio, reiniciando o ciclo de reabsorção do HCO3- filtrado.
No momento em que o filtrado plasmático atinge a metade do TCP, o resultado da reabsorção por transporte ativo secundário é o seguinte: 100 % da glicose e dos aminoácidos filtrados foram completamente reabsorvidos; 85 % do bicarbonato filtrado foi reabsorvido; a maioria esmagadora do fosfato, lactato e citrato filtrados foram reabsorvidos; e como a maior parte do sódio está acoplado com esses íons, ele também foi em grande parte reabsorvido.
Se tratando da porção final do túbulo convoluto distal (TCD), o filtrado que entra nessa porção anatômica do néfron não contém aminoácidos, glicose e possui pouco HCO3-, entretanto, está altamente concentrado com cloreto (Cl-). A concentração de cloreto é alta por que, na porção inicial, o bicarbonato foi preferencialmente reabsorvido no lugar do cloreto, deixando-o no líquido tubular. Como a água é reabsorvida isosmoticamente com os outros solutos, a concentração de Cl- no líquido tubular aumenta e fica mais elevada que a sua concentração no sangue, favorecendo a reabsorção. 
Ao contrário do trecho inicial do TCP, a porção final reabsorve, primariamente, o cloreto de sódio (NaCl, através de dois componentes: o celular e o paracelular. O componente celular de reabsorção do NaCl é feito a partir do seguinte mecanismo de ação: a membrana luminal das células tubulares da porção final do TCP contém dois trocadores antiporte, o trocador Cl-formato e o trocador Na-H. As funções combinadas dos dois trocadores é transportar sódio e cloreto para o interior das células epiteliais dos néfrons. Dentro delas, o sódio é expelido pela Na-K-ATPase e o cloreto é reabsorvido per difusão simples.
O componente paracelular se dá a partir de junções oclusivas presentes entre as células epiteliais da porção final do TCP, que são bastante permeáveis a pequenos solutos, tais como o NaCl e a H2O. Assim, o gradiente de concentração de cloreto direciona a difusão do Cl-por entre as células, do lúmen tubular para os capilares peritubulares. Essa difusão de cloreto estabelece um potencial de difusão de cloreto, tornando o lúmen dos néfrons carregado positivamente em relação ao sangue. Com isso, a reabsorção paracelular de Na+ segue impulsionada pela diferença de potencial positiva agora estabelecida pelo transporte paracelular de cloreto.
A reabsorção isosmótica de sódio, onde todo o sódio que é reabsorvido no TCP segue com a reabsorção de água, é feita a partir das seguintes etapas:
O sódio entra na célula através da membrana luminal por algum dos mecanismos já descritos, como o transporte celular, parecelular e por cotransportadores. Como a membrana luminal é permeável à água, ela segue o soluto para manter a osmolaridade do túbulo néfrico e das células de revestimento.
O sódio é bombeado para fora da célula pela Na-K-ATPase (bomba de sódio e potássio), localizada na membrana peritubular do epitélio de revestimento néfrico. Quando o sódio é bombeado para fora da célula, a água o segue de forma passiva.
O espaço intercelular lateral representa uma via importante de reabsorção de soluto e de água. O líquido isosmótico se acumula nesse espaço, com a passagem de sódio e água. Então, esse líquido isosmótico acumulado nos espaços intercelulares vai estar submetido, então, às forças de Starling dos capilares peritubulares. A principal força de Starling que comanda essa reabsorção é a pressão oncótica capilar, presente em elevada intensidade nos capilares peritubulares, favorecendo assim a reabsorção de sódio e água nos espaços intercelulares.
O balanço glomerulotubular assegura que, normalmente, 67 % de sódio e água sejam reabsorvidos no túbulo convoluto proximal. Entretanto, esse balanço pode ser alterado por modificações no volume de LEC, e os mecanismos fundamentais dessas alterações podem ser explicados pelas forças de Starling nos capilares peritubulares:
Expansão do volume de LEC: o aumento no volume de LEC produz redução da fração de reabsorção no túbulo convoluto proximal. Quando o volume de LEC está aumentado (como na infusão de NaCl isotônico), a concentração plasmática das proteínas diminui por diluição pela água, e a pressão hidrostática capilar aumenta, favorecendo a filtração. Para os capilares peritubulares, essas alterações resultam em diminuição da pressão oncótica capilar, o que diminui a fração de reabsorção do líquido isosmótico de sódio e água no túbulo proximal. Então, parte do líquido que deveria ter sido reabsorvido retorna ao lúmen dos túbulos néfricos e é excretada.
Contração do volume de LEC: a diminuição no volume de LEC produz aumento da fração de reabsorção no túbulo convoluto proximal. Quando o volume de LEC está diminuído (em virtude de uma diarreia ou vômito), a concentração plasmática de proteínas aumenta, pois a diluição pela água está diminuída. Como resultado, ocorre aumento da pressão oncótica capilar nos capilares peritubulares, favorecendo o aumento na fração de reabsorção do líquido isosmótico de sódio e água no túbulo convoluto proximal. Então, parte do líquido é reabsorvido e retorna para o LEC.
Além das forças de Starling, um segundo mecanismo contribui para aumentar a reabsorção do líquido isosmótico quando ao volume de LEC está contraído. A diminuição do volume de LEC causa diminuição do volume sanguíneo e da pressão arterial, que ativa o sistema renina-angiotensina-aldosterona a partir da estimulação simpática do aparelho justaglomerular (AJG). A angiotensina II estimula o trocador Na-H no túbulo convoluto proximal, e assim, acaba estimulando a reabsorção de sódio, bicarbonato e água. Em decorrência desse mecanismo estimular a reabsorção de HCO3-, a contração do volume de LEC provoca o fenômeno da alcalose de contração (metabólica).
Reabsorção de Sódio na Alça de Henle:
A alça de Henle contém três segmentos: o ramo descendente fino, o ramo ascendente fino e o ramo ascendente espesso. Juntos, esses três segmentos são responsáveis pelo sistema multiplicador por contracorrente que é essencial para a concentração e diluição da urina.
Os ramos descendentes e ascendentes finos da alça de Henle são caracterizados, principalmente, pela sua alta permeabilidade a pequenos solutos e à água. O ramo descendente fino é permeável à água e pequenos solutos, principalmente o NaCl e a ureia. Na multiplicação por contracorrente, a água é transportada para fora do ramo descendente fino, os solutos se movem para o interior desses ramos descendentes finos e o líquido tubular fica, progressivamente, hiperosmótico ao fluir por esses ramos. O ramo ascendente fino também é permeável ao NaCl, mas impermeável à água. Durante a multiplicação por contracorrente, o soluto se move para fora do ramo ascendente fino sem a água, e o líquido tubular fica progressivamente hiposmótico e diluído.
Diferentemente dos ramos descendente e ascendente finos, que apresentam apenas propriedades de permeabilidade passiva devido à multiplicação por contracorrente, o ramo ascendente espesso reabsorve elevada quantidade de sódio por mecanismos ativos. Normalmente, cerca de 25 % do Na+ filtrado é reabsorvido pelo ramo ascendente espesso. O mecanismo de reabsorção ativa desse ramo é dependente de carga, ou seja, quanto mais sódio for fornecido para ele, maior será a reabsorção. 
A membrana luminal do ramo ascendente espesso possui um cotransportador de três íons, Na-K-2Cl. A energia para que esse transportador funcione é derivada do gradiente de concentração do sódio, mantido pela Na-K-ATPase (bomba de sódio e potássio), presente nas membranas basolaterais. A reabsorção ativa acontece da seguinte forma: todos os três íons (sódio, dois cloretos e potássio) são transportados para o interior da célula pelo cotransportador; o sódio é expelido da célula pela Na-K-ATPase, e o Cl- e o K+ se difundem através de canais na membrana basolateral, diminuindo seus respectivos gradientes eletroquímico.
As células do ramo ascendente espesso são impermeáveis à água, e como consequência dessa impermeabilidade, o NaCl é reabsorvido pelo ramo ascendente espesso, mas a água não é reabsorvida em toda a sua extensão. Por essa razão, o ramo ascendente espesso é chamado de segmento diluidor: os solutos são reabsorvidos, mas a água não os acompanha, diluindo o liquido tubular. 
Reabsorção do Sódio pelo Túbulo Convoluto Distal e Ducto Coletor:
O túbulo convoluto distal (TCD) e o ducto coletor compõe o néfron terminal e, juntos, reabsorvem cerca de 8 % do sódio filtrado. Como no ramo ascendente espesso, a reabsorção no néfron terminal é dependente de carga, com considerável capacidade de reabsorver grandes quantidades de sódio que eventualmente podem passar por essa região. 
O trecho inicial do túbulo convoluto distal reabsorve 5 % do sódio filtrado. Em nível celular, o mecanismo é um cotransportador Na-Cl na membrana luminal, e a energia necessária para o seu funcionamento depende do transporte de sódio a favor de seu gradiente eletroquímico. Ocorre reabsorção efetiva do Na+ e Cl- no trecho inicial do TCD pelo seguinte mecanismo: os dois íons sódio e cloreto entram na célula pelo cotransportador Na-Cl; o Na+ é então eliminado da célula para o sangue pela Na-K-ATPase (bomba de sódio e potássio), e o Cl- se difunde para fora da célula por difusão facilitada, a partir de canais de cloreto presentes na membrana basolateral.
Assim como o ramo ascendente espesso, o trecho inicial do TCD é impermeável à água. Assim, ele reabsorverá o soluto deixando a água no túbulo, o que por sua vez, dilui ainda mais o líquido tubular. Por essa razão, o segmento inicial do túbulo distal é chamado de segmento diluidor cortical, aumentando o efeito diluidor realizado no ramo ascendente espesso.
Anatomicamente e funcionalmente, o trecho final do túbulo distal e o ducto coletor são semelhantes no que tange aos mecanismos de reabsorção iônica. Existem dois tipos principais de células interpostas ao longo desses segmentos: as células principais e as células intercaladas α. As células principais estão envolvidasna reabsorção de Na+ e água e na secreção de K+; as células intercaladas α estão envolvidas na reabsorção de K+ e na secreção de H+. Juntos, o trecho final do TCD e o ducto coletor reabsorvem 3 % do Na+ filtrado. Entretanto, esses dois segmentos néfricos são os últimos a influenciar a quantidade de sódio que vai ser excretada, realizando os ajustes finais na reabsorção de sódio.
O mecanismo pelo qual as células principais realizam a reabsorção de sódio se dá por canais próprios de sódio, denominados CNaE (canais epiteliais de Sódio), diferentemente dos mecanismos de transporte acoplado presentes nos demais segmentos tubulares do néfron. O Na+ se difunde do lúmen do néfron para as células principais, via canais CNaE, e posteriormente é eliminado da célula pela Na-K-ATPase, presente na membrana basolateral. 
Dado o papel crítico do trecho final do TCD e do ducto coletor em realizar um ajuste final nas quantidades de sódio que serão excretadas na urina, esse segmento néfrico sofre forte influência do hormônio aldosterona. A aldosterona é um hormônio esteroide que age, diretamente, nas células principais para aumentar a reabsorção de Na+, através da síntese de novas proteínas que participam da reabsorção de sódio, como por exemplo as que compõe os canais CNaE, a Na-K-ATPase e etc.
A reabsorção de água pelo trecho néfrico final é variável, sendo que a permeabilidade das células principais à água é controlada pelo ADH. Quando os níveis de ADH estão baixos ou o ADH está ausente, a permeabilidade das células à água é baixa e a quantidade desse solvente reabsorvida é mínima. Em uma situação contrária, quando o ADH está elevado, canais de aquaporina 2 (AQP2) são inseridos nas membranas luminais das células principais, aumentando a permeabilidade à água.
Regulação do Balanço de Sódio pelos Néfrons:
O sódio e seus ânions associados, como o cloreto e o bicarbonato, são os principais solutos do LEC. Assim, o sódio determina o volume do líquido extracelular, e seu aumento leva a uma expansão do volume de LEC, do volume sanguíneo e da pressão arterial; a diminuição do sódio leva a uma retração do volume de LEC, do volume sanguíneo e diminuição da pressão arterial.
Para compreender a regulação do balanço de sódio, deve-se conceituar o volume sanguíneo arterial eferente. O VSAE é a porção do LEC contido nas artérias, e é o volume de sangue que efetivamente perfunde os tecidos. Em geral, alterações do volume de LEC produzem alterações no volume de VSAE na mesma direção. Por exemplo, aumentos no volume do LEC estão associados a aumentos no VSAE e vice-versa. O papel dos rins no balanço de sódio entra na detecção de alterações no VSAE por vários mecanismos, e promovem mudanças da excreção de sódio que visam retornar o VSAE ao nível normal.
Os mecanismos renais que regulam a excreção renal de sódio incluem:
Atividade Nervosa Simpática: a atividade simpática é ativada pelo mecanismo dos barorreceptores em resposta à queda de pressão arterial e causa vasoconstrição das arteríolas aferentes e aumento da reabsorção de sódio pelo túbulo convoluto proximal (TCP).
Atriopeptina ou Peptídeo Natriurético Atrial: o PNA é secretado pelos átrios em resposta ao aumento do volume de LEC, causando vasodilatação das arteríolas aferentes e vasoconstrição das arteríolas eferentes e, consequentemente, aumento da TFG e do FSR, diminuindo a reabsorção de sódio no trecho final do túbulo convoluto distal e ducto excretor.
Forças de Starling: resumidamente, aumentos do volume do LEC diluem as proteínas plasmáticas e diminuem a pressão oncótica capilar, desfavorecendo a reabsorção de sódio; diminuição do volume de LEC aumenta a concentração de proteínas plasmáticas, elevando a pressão oncótica capilar e favorecendo a reabsorção de sódio.
Reabsorção e Balanço Externo de Potássio pelos Néfrons:
Diariamente, a excreção de potássio deve ser exatamente igual à ingestão de potássio, com exceção das pequenas quantidades de potássio perdidas pelo corpo pelas vias extrarrenais, como o suor e sistema gastrintestinal. O indivíduo encontra-se em balanço de potássio quando a excreção desse íon é igual à sua ingestão; em balanço positivo de potássio quando a excreção for menor que a ingestão, gerando hipercalemia; e balanço negativo de potássio quando a excreção for maior que a ingestão, gerando hipocalemia.
A manutenção do balanço externo de potássio é feita pelos rins, a partir do processamento desse íon pelos mecanismos de filtração, reabsorção e secreção, descritos a seguir:
Filtração: o potássio é livremente filtrado pelos capilares glomerulares por não estar ligado à proteínas plasmáticas.
Reabsorção: o TCP reabsorve cerca de 67 % da carga filtrada de K+, como parte da reabsorção do líquido isosmótico; o ramo ascendente espesso da alça de Henle reabsorve 20 % da carga filtrada, em que o potássio entra nas células dessa região pelo transportador Na-K-2Cl, podendo ser reabsorvido por difusão facilitada nas membranas basoltareais ou podendo retornar ao lúmen tubular; o túbulo distal e os ductos coletores são responsáveis pelos ajustes finais na excreção de potássio, que ocorre quando o potássio alimentar varia.
Secreção: em pessoal com alimentação normal ou rica em potássio, ocorre secreção desse íon pelas células principais do trecho final do TCD e do ducto coletor. A intensidade dessa secreção é variável dependendo da quantidade de potássio ingerida na alimentação, em que a excreção urinaria de potássio pode ser até 110 % da carga filtrada inicialmente.
Quando o indivíduo tem dieta pobre em potássio, esse íon pode ser reabsorvido nos segmentos terminais do néfron pelas células intercaladas α. Resumidamente, a membrana luminal das células intercaladas α possuem o cotransportador H-K-ATPase, caracterizando um mecanismo de transporte ativo primário que bombeia H+ de dentro do epitélio para o lúmen tubular e, simultaneamente, bombeia o K+ do lúmen tubular para dentro da célula. Então, esse potássio é posteriormente reabsorvido de volta para o sangue a partir de canais de potássio (difusão facilitada).
A secreção de potássio é feita pelas células principais, a partir da Na-K-ATPase, que bombeia dois potássios para o meio intracelular e três sódios para o meio extracelular. Tanto a membrana luminal como a membrana basolateral possuem bombas de sódio e potássio, e assim, teoricamente, o potássio pode difundir-se para o lúmen do néfron (caracterizando um processo de secreção), como pode difundir-se para os capilares peritubulares (caracterizando um processo de reabsorção).
A resposta do organismo ao K+ aumentado na dieta é o seguinte: o K+ ingerido penetra nas células e eleva o conteúdo e a concentração intracelulares do íon. Quando a concentração intracelular de potássio das células principais aumenta, a força impulsora para a secreção de potássio através da membrana luminal também aumenta, o K+ ingerido é excretado na urina.
Balanço e Reabsorção de Fosfato e Cálcio:
O fosfato está presente, em sua maior parte, na matriz óssea (85%), e o restante do fosfato do organismo está dividido entre o LIC (15%) e o LEC (<0,5%). No LIC, o fosfato é um componente dos nucleotídeos e das moléculas de alta energia. No LEC, o fosfato está presente na sua forma inorgânica e serve como um tampão de H+. Cerca de 10 % do fosfato no plasma estão ligados a proteínas.
O processamento renal do fosfato é feito a partir do fosfato que não está ligado às proteínas plasmáticas e pode ser filtrado pelos capilares glomerulares. Subsequentemente, cerca de 70 % da carga filtrada de fosfato é reabsorvida no túbulo convoluto proximal e 15 % no túbulo reto proximal, sendo que 15 % do total de fosfato filtrado é excretado na urina. Em nível celular, a reabsorção de fosfato se dá a partir do cotransportador de Na-fosfato, na membrana luminal das células do túbulo proximal.
Assim como o fosfato, a maior parte do cálcio do organismo está contida nos ossos (99%), e o 1 % restante está majoritariamente presente no LIC e no LEC. A concentração total de cálcio plasmática é de5 mEq/L, e do total de todo o cálcio plasmático, 40 % estão ligados a proteínas, 10 % estão ligados a outros ânions como o fosfato e citrato, e os restantes 50 % estão sob forma livre, podendo ser processado pelos rins.
O padrão de reabsorção de cálcio ao longo do néfron é bastante similar ao padrão de reabsorção do sódio. Assim como o sódio, 99 % do cálcio filtrado é reabsorvido, deixando menos de 1 % para ser excretado. A reabsorção de cálcio é fortemente acoplada à reabsorção de sódio no túbulo convoluto proximal e na alça de Henle, porém, é independente no túbulo convoluto distal. O processamento renal de cálcio se dá nas seguintes etapas:
Filtração: Qualquer cálcio ligado a proteínas do plasma (40%) não pode ser filtrado; somente 60 % do íon presente no LEC passa pelo processo de ultrafiltração.
Reabsorção no Túbulo Convoluto Proximal: o cálcio acompanha, paralelamente, a reabsorção de sódio no TCP, pelo fato de que 67 % ou 2/3 de sua carga filtrada são reabsorvidas nessa região, assim como a carga do sódio. O acoplamento desses dois íons é tão íntimo que, quando a reabsorção de sódio é inibida por expansão do LEC, a reabsorção de cálcio é simultaneamente inibida; quando a reabsorção de sódio é estimulada por contração do LEC, a reabsorção de cálcio é igualmente estimulada.
Reabsorção no Ramo Ascendente Espesso da Alça de Henle: como ocorre com o sódio, 25 % da carga filtrada de cálcio é reabsorvida nessa região. Nesse segmento, a reabsorção de cálcio ocorre principalmente por meio da via paracelular e é fortemente acoplada à reabsorção de sódio. O mecanismo de acoplamento depende da diferença de potencial lúmen-positivo, gerada pelo cotransportador Na-K-2Cl. Esse potencial lúmen-positivo, normalmente, impulsiona a reabsorção de cátions divalentes, como o cálcio, pois cargas positivas se repelem.
Reabsorção no Túbulo Convoluto Distal: o TCD reabsorve cerca de 8 % da carga filtrada de cálcio. Embora essa seja uma quantidade menor do que a reabsorvida nos segmentos iniciais do néfron, o túbulo distal é o local de regulação da reabsorção de cálcio. Vale ressaltar que, no TCD, a reabsorção de cálcio não está acoplada com a reabsorção de sódio, e não somente a reabsorção distal de cálcio é desacoplada da de sódio, como também o íon cálcio possui seu próprio hormônio regulador nesse segmento, o PTH, o qual aumenta a reabsorção de cálcio pelo TCD.
Influência da Atividade Física sobre a Atividade Renal:
Durante o exercício físico, seja ele aeróbio ou anaeróbio, ocorre ativação do sistema nervoso autônomo (SNA) simpático, que a partir da noradrenalina, realiza uma estimulação simpática de diversos órgãos e tecidos, incluindo os néfrons, além de estimular a medula das glândulas suprarrenais para a liberação de catecolaminas, principalmente a adrenalina. Nos néfrons, o efeito das catecolaminas é realizado nos receptores α1-adrenérgicos presentes nas arteríolas aferentes e eferentes renais, realizando uma vasoconstrição (mais acentuada na arteríola aferente) que diminui o FSR e a TFG, consequentemente.
A redução da FSR e da TFG diminuem as funções de processamento renal de íons, fazendo com que os rins entrem em isquemia temporária. Além disso, a estimulação simpática ativa o aparelho justaglomerular, via receptores β1-adrenérgicos, ocasionando liberação de renina e consequente ativação do sistema renina-angiotensina-aldosterona. A angiotensina II age acentuando a constrição das arteríolas aferentes e eferentes (mais acentuada na arteríola eferente), amplificando o efeito da atividade simpática. Como mecanismo protetor dos rins, ocorre também liberação de prostaglandinas PGE2 e PGI2, que atenua o efeito vasoconstritor a partir da vasodilatação arteriolar.
Além do efeito vasoconstritor, a angiotensina II estimula a reabsorção de sódio no túbulo convoluto proximal por aumentar a atividade do trocador Na-H (trocador sódio-hidrogênio). A ativação do SRAA também libera aldosterona, um hormônio esteroide que aumenta a reabsorção de sódio no trecho final do túbulo convoluto distal e no ducto coletor. Ambos os efeitos diminuem a atividade renal de excreção e estimulam a reabsorção, evitando que o organismo entre no estado de desidratação.
Outro efeito da atividade física é a ativação da resposta à privação de água pois, durante o exercício intenso, ocorre desidratação contínua do organismo através da sudorese e da liberação de vapor d’água durante a hiperventilação pulmonar. Se a água não é reposta por ingestão, a osmolaridade plasmática aumenta, estimulando os osmorreceptores no hipotálamo anterior, que são extremamente sensíveis a variações de osmolaridade, a realizar dois efeitos: estimular a sede, que motiva o comportamento de ingestão de água; e a estimulação da secreção de ADH pela glândula hipófise posterior.
 A hipófise posterior secreta o ADH, que penetra na circulação sanguínea e alcança os rins, onde produz o aumento da permeabilidade à água nas células principais do trecho final do túbulo convoluto distal e do ducto coletor. O aumento da permeabilidade à água resulta no aumento da reabsorção de água no segmento final do néfron, e a medida que a água é reabsorvida por esses segmentos, a osmolaridade da urina aumenta e o seu volume diminui. Esse mecanismo tenta retornar a osmolaridade plasmática aos seus valores normais.
Produção de Urina Hiperosmótica:
Por definição, a urina hiperosmótica ou concentrada tem osmolaridade mais alta que a osmolaridade do sangue, sendo produzida quando os níveis circulantes de ADH estão elevados, como em casos de contração do volume do LEC e privação de água. As etapas seguintes estão envolvidas na produção da urina concentrada:
A osmolaridade do filtrado glomerular é idêntica à do sangue, 300 mOsm/L, por que a água e os pequenos solutos são livremente filtrados. A osmolaridade permanece em 300 mOsm/L, ao longo do túbulo convoluto proximal, mesmo se um volume significativo de água for reabsorvido. Isso ocorre por que a água é sempre reabsorvida na proporção exata do soluto, caracterizando um processo de reabsorção isosmótica.
No ramo ascendente espesso da alça de Henle, o NaCl é reabsorvido por meio do cotransportador Na-K-2Cl, entretanto, como as células desse segmento são impermeáveis à água, sua reabsorção não pode acompanhar a reabsorção dos solutos. Como o soluto é reabsorvido isoladamente, a água permanece no túbulo renal, e o líquido tubular é diluído. A osmolaridade do líquido tubular que deixa esse segmento é de 100 mOsm/L. Portanto, o ramo ascendente espesso da alça de Henle é denominado segmento diluidor. 
No trecho inicial do túbulo distal, o NaCl é reabsorvido pelo cotransportador Na-Cl. Da mesma forma que no ramo ascendente espesso, as células do trecho inicial do TCD são impermeáveis à água, e a reabsorção de água novamente não pode acompanhar a reabsorção de soluto. Esse fenômeno dilui ainda mais o líquido tubular, reduzindo a osmolaridade para cerca de 80 mOsm/L.
No trecho final do túbulo convoluto distal, as células principais são permeáveis à água somente na presença de ADH. Uma vez que as células são permeáveis à água, essa flui para fora do líquido tubular por osmose impulsionada pelo gradiente osmótico, através das células, sendo reabsorvida. A reabsorção da água, nesse trecho, continuará até que a osmolaridade do líquido tubular se iguale à do líquido intersticial, ou seja, retorne de 80 mOsm/L para 300 mOsm/L.
Nos ductos coletores, o mecanismo de reabsorção é o mesmo que para o trecho final do túbulo convoluto distal. As células principais do ducto coletor são permeáveis a água na presença de ADH, e em elevada presenças desse hormônio, a osmolaridade do líquido tubular aumenta para elevados níveis, podendo atingir até 1200 mOsm/L, caracterizando uma urina hiperosmótica ou concentrada.