07 Biofísica Renal

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Biofísica da função renal I: 
Modelo Biofísico 
Universidade Federal do Piauí 
Centro de Ciências da Saúde
Disciplina: Biofísica
Anderson Nogueira Mendes, Dsc.
1. Introdução a Biofísica Renal
2. Visão Morfofuncional do Rim
3. Filtração Glomerular
4. Função Tubular
5. Mecanismo de controle e excreção renal de solutos
Tópicos da aula
1. Introdução a Biofísica renal
- Órgãos responsáveis pela manutenção do volume 
extracelular dentro dos índices fisiológicas
- Controle do balanço eletrolítico: transporte iônico de Na, H, K, Cl Ca, bicarbonato... 
- Regulação do equilíbrio ácido-base: controle na reabsorção de bicarbonato e secreção de 
amônia e H
- Conservação de nutrientes: reabsorção de glicose, aminoácidos e proteínas
- Excreção de resíduos metabólicos: uréia, creatinina e ácido úrico
- Regulação do volume de água: 180 litros são filtrados/dia e 1-2 L são 
eliminados via urina
Função Renal
1. Introdução a Biofísica renal
- Regulação da hemodinâmica renal e sistêmica: 
Sistema renina-angiotensina-aldosterona (hipertensor- captação de Na) 
Sistema hipotensor (prostaglandinas e cininas renais)
- Participação na produção dos glóbulos vermelhos: 
produção de eritropoetina
- Participação na regulação do metabolismo ósseo de cálcio e fósforo: 
Absorção de CaPHO4 
Conversão de vitamina D (25-hidroxicolecalciferol em 1,25-
hidroxicolecalciferol)
Outras funções
1. Introdução a Biofísica renal
2. Visão Morfofuncional do Rim
Estrutura Renal
- Formado por uma borda côncava e uma convexa
- Dividido por zona medular e cortical
- Multilobado
2. Visão Morfofuncional do Rim
Zonas Cônicas - Pirâmides de Malpighi
- Delimitados pela zona cortical e cálices renais
- Contem túbulos coletores
Zona Medular
- Cálices, pelve e ureter são envoltos por 
musculatura lisa (ejeção da urina)
2. Visão Morfofuncional do Rim
Localização dos néfrons
Unidade funcional do rim
Zona Córtex
Nota: O Rim possui de 800mil a 1 milhão de néfrons!!!
2. Visão Morfofuncional do Rim
Estrutura do Néfron
- Corpúsculo de Malpighi:
Capsula de Bowman
Glomérulo
- Túbulos renais:
Contorcido proximal
Alça de Henle 
Contorcido distal
2. Visão Morfofuncional do Rim
Corpúsculo de Malpighi (Renal)
- Polo vascular composto pelas arteríolas aferente e eferente
- Plasma atravessa por diferença de pressões 
endotelio capilar – membrana basal – parede interna da Capsula de Bowman
2. Visão Morfofuncional do Rim
Corpúsculo de Malpighi (Renal)
- Função básica - filtrar o sangue formando um ultrafiltrado constituído por 
água, uréia, glicose e proteínas de baixo PM.
- Composta por podócitos
Células do epitélio que formam 
barreira de filtração glomerular 
restringem a passagem de proteínas 
do sangue para a urina.
2. Visão Morfofuncional do Rim
Homeostase dos solutos e água
2. Visão Morfofuncional do Rim
Qual o papel do rim?
3. Filtração Glomerular
Todo o plasma é 
filtrado 60 vezes por 
dia
(3L de plasma –
homem com 70kg )
180L de plasma 
são filtrados por 
dia (20% do total 
que entra nos 
rins)
Excreção diária de 
urina é 1,5L (média)
Para onde vão os 
178,5 litros 
filtrados/dia?
extraído de : www.cristina.prof.ufsc.br/v2/renal/renal_filtracao.ppt
Reabsorção tubular
Filtração
Reabsorção
Reabsorção
3. Filtração Glomerular
178,5 litros /dia
O que determina a Filtração Glomerular?
• Permeabilidade Seletiva (Kf) – características da membranas de filtração 
(glomérulo e capsula de bowman)
GLOMÉRULO – lâmina basal fenestrada
CAPSULA DE BOWMAN
Podócitos, pedicélios e fendas
3. Filtração Glomerular
O que determina a Filtração Glomerular?
• Pressão efetiva de filtração (Pef) – diferenças entre pressões no glomérulo e 
capsula de Bowman)
Fazem parte do PEF:
Pressão Hidrostática (Ph)
Pressão Oncótica (Po) 
Pressão Capsular (Pc)
Pef = Ph – (Po + Pc)
Pef = 10mmHg
3. Filtração Glomerular
Taxa de Filtração Glomerular ( FG)
FG = Kf x PEF
Valores estimados para homem 70Kg
Kf = 12,5mL/min mmHg
PEF = 10 mmHg
FG= 125mL/min 
(valor normal médio)
3. Filtração Glomerular
Fatores que regulam a Filtração Glomerular
1. Mecanismos Renais (Intrínsecos):
Miogênicos 
pressão hidrostática - contração da arteríola aferente 
pressão hidrostática - relaxamento da arteríola aferente
Túbulo-glomerular 
pressão hidrostática - a macula densa estimula secreção de vasoconstrictores 
(Adenosinas) 
pressão hidrostática - não há efeito local
3. Filtração Glomerular
2. Mecanismos Extrínsecos:
• Influencia do SNS: 
PA - estimulação das inervações das arteríolas aferentes e eferentes
• Sistema via renina-angiotensina-aldosterona:
Ativação - [Na+] (natremia) 
• Liberação de bioativos (ADH, endotelinas, Prostaglandinas, NO, etc....)
3. Filtração Glomerular
O Papel da P. A. na taxa de filtração glomerular e no fluxo urinário
3. Filtração Glomerular
Taxa de filtração é constante 
com o aumento da pressão
Fluxo urinário aumenta com a 
pressão
Eliminação de liquido e eletrólitos 
para redução da pressão
4. Função Tubular
Estudo dos mecanismo regulatórios nos túbulos renais
Regulação e Controle
- Água
- Eletrólitos
- Glicose
- Catabólitos
-- Xenobióticos (drogas)
4. Função Tubular
Clearence renal
• O sistema renal é capaz de depurar diferentes solutos
Parcialmente 
filtrada 
Não 
reabsorvidas
nem 
secretadas
Inulina
creatinina
excretada
Parcialmente 
filtrada 
Parcialmente
Absorvidos
Água
Íons
Parcialmente 
excretada
4. Função Tubular
Parcialmente 
filtrada 
Glicose
Amino-
ácidos
Não excretada
Catabólitos
Xenobióticos
Totalmente 
excretada
Parcialmente 
filtrada 
SecretadosTotalmente
Absorvidos
Quais são os mecanismos de controle e 
excreção de substâncias pelos túbulos?
5. Mecanismo de controle e excreção renal de solutos
5. Mecanismo de controle e excreção renal de solutos
Túbulo Contorcido Proximal
Reabsorção de 70% volume do filtrado:
• 100% de glicose e aa
• 70% de água, Na+, Cl- , K+, Mg+2 e Ca+2
• 80-90% de HCO3
-
5. Mecanismo de controle e excreção renal de solutos
Alça de Henle e Túbulo Contorcido Distal
Reabsorção de 10% volume do filtrado:
• 10% de água (Alça de Henle descendente)
• 20% de Na+, Cl- , K+, Mg+2 e Ca+2
• 15% de HCO3
-
Reabsorção de bicarbonato (HCO3) e Na
+
Na+
Célula tubular
5. Mecanismo de controle e excreção renal de solutos
HCO3
-
Reabsorção de bicarbonato (HCO3) e Na
+
5. Mecanismo de controle e excreção renal de solutos
Célula tubular Espaço PeritubularLúmen
H2O
AQP
AQP
H2O
H2O
Na+Na
+
Anions orgânicos
Amino-ácidos
Glicose
Anions orgânicos
Amino-ácidos
Glicose
5. Mecanismo de controle e excreção renal de solutos
Papel da aldosterona e ADH
ADH
5. Mecanismo de controle e excreção renal de solutos
Papel do ADH
5. Mecanismo de controle e excreção renal de solutos
Papel do Aldosterona
Bibliografia
1. GUYTON, A.C.; HALL, J.E. Tratado de Fisiologia Médica. 12ª edição. 
Rio de Janeiro: Elsevier, 2011. 
2. HENEINE, I.F. Biofísica Básica. São Paulo: Atheneu, 2002. 
3. DURAN J.H.R. Biofisica - conceitos e aplicações. 1° edição. São 
Paulo: Pearson Education, 2011. 
4. GARCIA, E.A.C. Biofisica. São Paulo: Sarvier, 2002. 
5. SILVERTHORN, D. U. Fisiologia Humana, uma abordagem integrada. 
5ª edição. São Paulo: Artmed, 2010. 
6. Berne R.M. et al. Fisiologia. 5 ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004.
7. Mello-Aires M. et al. Fisiologia. 2 ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 1999