Fisiologia do Sistema Renal

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Fisiologia Humana 
Sistema Renal 
Introdução a Fisiologia Renal 
SISTEMA RENAL​: 
- Rins​: Cápsula, Córtex (néfrons e glomérulo), 
Medula (pirâmides renais, ducto coletor, alça de 
Henle e vasos retos), Papila e cálice 
- Pelve renal​; 
- Ureter​; 
- Bexiga​; 
- Uretra 
- Artéria renal​; 
- Veia renal​; 
- Glândula adrenal ​(glândula anexa) 
NÉFRON​: ​unidade filtradora renal 
- Túbulo Contorcido Proximal​: reabsorção de íons, água e nutrientes do 
filtrado glomerular (célula com borda em escova) 
- Alça de Henle (Segmentos: Fino Descendente e Ascendente; Grosso 
Ascendente) 
Segmento fino descendente​: reabsorção de água 
Segmentos ascendentes fino e grosso​: reabsorção de NaCl 
(Fino por difusão; Grosso por co-transportador 1Na-2Cl-1K) 
- Túbulo Contorcido Distal​: regula o pH e a concentração de K​+ ​e de 
NaCl 
- Ducto Coletor: formação da urina a partir do processamento final do 
filtrado (células principais reabsorvem NaCl e secretam K​+​; células 
intercaladas regulam o balança ácido-básico) 
- Componentes Vasculares Néfron: ​glomérulo, arteríola eferente, 
capilares peritubulares e vasos retos 
TIPOS DE NÉFRONS​ (se diferenciam pela ​estrutura ​da Alça de Henle): 
Néfrons Corticais​: associado com a alça néfrica curta, adentra apenas em uma pequena porção da medula 
Segmento fino descendente é ​curto​; Segmento fino ascendente é ​muito curto ou ​inexistente ​e Segmento 
grosso ascendente é ​curto​. 
Néfrons Justamedulares:​ associado com a alça néfrica longa, adentra profundamente na medula 
Segmento fino descendente é ​longo​; Segmento fino ascendente e Segmento grosso ascendente 
 
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Luiza Lese Pereira 
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FORMAÇÃO DA URINA: 
A formação da urina resulta da ​filtração glomerular​, ​reabsorção tubular e ​secreção tubular​. A formação da urina 
começa quando uma grande quantidade de líquido é filtrada dos capilares glomerulares para o interior da cápsula de 
Bowman, havendo depois a reabsorção de substâncias dos túbulos renais para o sangue e a secreção de substâncias 
do sangue para os túbulos renais. Cada um dos processos é ​regulado ​de acordo com as necessidades corporais. 
RIM ENDÓCRINO​: produção e secreção de renina, calcitriol e eritropoietina 
- renina​: ativa o SRAA → PA e balanço Na 
- calcitriol​: absorção de Ca 
- eritropoietina​: estimula a formação de eritrócitos 
CORPÚSCULO RENAL​: ocorre o processo inicial de filtração 
- Glomérulo​: emaranhado de capilares fenestrados; permite a passagem de pequenas moléculas (filtrado) 
- Cápsula de Bowman​: formada por dois folhetos (visceral ou interno e parietal ou externo - com fendas estreitas) 
- Espaço capsular​: espaço entre os folhetos; recebe o líquido filtrado (composição semelhante ao 
sangue, exceto sem células sanguíneas e proteínas) que passou pelas fendas da camada externa 
APARELHO JUSTAGLOMERULAR​: 
- Mácula densa​: células sensíveis à osmolaridade do líquido presente na luz do TCD, e regulam o diâmetro da 
arteríola aferente e a secreção de renina 
- Células justaglomerulares​: células granulares que secretam renina; estão na porção da arteríola aferente que 
entra em contato com a mácula densa 
- Células mesangiais:​ estão entre as arteríolas aferente e eferente 
CAMINHO PERCORRIDO: 
 
 
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MECANISMOS RENAIS DE MANIPULAÇÃO DO PLASMA: 
(1) FILTRAÇÃO GLOMERULAR​: parte do sangue que extravasa para 
a Cápsula de Bowman (cerca de 20%) 
(2) SECREÇÃO TUBULAR​: retirada das substâncias (no néfron) que 
eventualmente não foram filtradas e que precisam ser excretadas; são 
lançadas para a luz do túbulo. 
(3) REABSORÇÃO TUBULAR​: retirada das substâncias da luz tubular 
que precisam ser preservadas; lançando de volta para o Sistema 
Venoso Renal. 
Somente substâncias que foram filtradas, secretadas e não absorvidas 
serão ​excretadas (4)​. 
Filtração Glomerular 
A ​filtração glomerular ​ocorre basicamente pela (a) permeabilidade 
seletiva da membrana de filtração e (b) existência uma pressão 
favorável ao extravasamento de parte desse sangue. 
A ​membrana de filtração é formada pelo ​endotélio vascular 
glomerular (que é do tipo fenestrado), pela ​membrana basa​l, que 
reveste o endotélio, e pelos ​podócitos​, células que formam o epitélio 
visceral (com fendas) da CB. 
A presença de fenestras endoteliais e fendas de filtração torna a 
membrana ​permeável​, e somente substâncias ​selecionadas 
(capazes de passá-la) é que serão filtradas. 
Ultrafiltrado = filtrado glomerular 
A membrana basal possui carga ​negativa​, portanto, repele grandes ânions como as proteínas plasmáticas. Todas as 
substâncias que estão dissolvidas no plasma são filtradas, exceto a maioria das proteínas plasmáticas (por causa da 
membrana basal). Então, o ​filtrado ​que chega à Cápsula de Bowman é muito ​semelhante ao plasma​. As proteínas não 
filtradas ficam ​retidas ​no glomérulo. 
A pressão efetiva da filtração glomerular (​PEF​) é determinada pelas ​Forças de Starling​. São elas: 
Pressão hidrostática glomerular (Ph)​: criada pelos 
batimentos cardíacos (PA); é a pressão do líquido no 
interior do capilar glomerular; permite o 
extravasamento de cerca de 20% do plasma para o 
interior da CB 
Pressão hidrostática capsular (​Pc)​: força que o 
líquido extravasado exerce contra a filtração 
Pressão coloidosmótica ​(Po)​: força que a proteínas 
não filtradas retidas no glomérulo exercem contra a 
filtração 
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Elas se relacionam da seguinte maneira: a ​Ph ​favorece a filtração, enquanto a ​Pc ​e a ​Po ​a desfavorecem. Ph é a 
variável a ser controlada, pois as demais são derivadas desta!; sendo que ela varia de acordo com as necessidades do 
organismo e independentemente da função tubular renal. 
PEF = Ph - (Pc + Po) 
A quantidade de filtrado formado por minuto é dada pela ​taxa de filtração glomerular (TFG)​, sendo esta o produto entre 
o coeficiente de filtração capilar (​k​) e a PEF. Os dois rins formam aproximadamente 120 ml de filtrado por minuto. 
TFG = k x PEF 
DEPURAÇÃO (clearance)​: é a capacidade renal para retirar substâncias (soluto) da corrente sanguínea. Permite 
analisar a quantidade de uma substância excretada na urina em relação à quantidade reabsorvida pelo rim. Se a 
substância é: 
Apenas filtrada​: depuração reflete a TFG (quantidade filtrada é igual à excretada) 
Filtrada mas reabsorvida​: depuração é igual a zero 
Filtrada mas secretada​: depuração reflete o fluxo plasmático renal (quantidade ingerida é igual à excretada) 
Inulina​: substância ​exógena que é ​apenas filtrada no glomérulo. Essa propriedade permite que a depuração da inulina 
seja usada clinicamente como uma medida da TFG. 
Paramino-hipurato (PAH): ​substância ​exógena que é ​filtrada mas secretada​. Essa propriedade possibilita que seja 
usada clinicamente para calcular o fluxo plasmático renal. 
 
FLUXO RENAL: 
A quantidade de sangue que entra no rim, através da 
arteríola aferente, a cada minuto é denominado de ​Fluxo 
Sanguíneo Renal (FSR) e corresponde a 20% do Débito 
Cardíaco (DC). Deste, cerca de 58% é plasma, 
correspondendo ao ​Fluxo Plasmático Renal (FPR)​. 
Aproximadamente 20% do FPR se converte em filtrado, que 
é chamadode ​Fração de Filtração (FF)​. Pelo menos 19% 
do FF é reabsorvido. Ou seja, 99% do plasma (FPR) retorna 
à circulação sistêmica. Apenas 1% do filtrado é excretado via urina. 
FSR​ = 0,2 x DC FPR​ = 0.58 x FSR 
FF​ = 0,2 x FPR = TFG/FPR Excretado​ = 0,01 x FPR 
A alteração da resistência das arteríolas aferente altera também o FSR e a TFG. 
 
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REGULAÇÃO DA TFG: 
MECANISMOS INTRÍNSECOS: 
Mecanismo miogênico: Autorregulação da TFG se dá através da contração da arteríola aferente quando há um 
aumento na Ph. Tem sua origem nas propriedades da m. lisa da artéria, mas também pode ser consequência de quanto 
filtrado está sendo produzido. 
Mecanismo tubuloglomerular: é um mecanismo complementar ao miogênico que envolve a percepção da presença e 
quantidade de solutos no filtrado da mácula densa (​aparelho ​justaglomerular​). É ativado caso haja uma variação 
significativa na quantidade de filtrado reabsorvido nos primeiros segmentos do néfron (no TCP e na AH). O aumento da 
TFG aumenta o fluxo ao longo de todo túbulo, acionando a secreção de adenosina (vasoconstritor) pela mácula densa, 
resultando na contração da arteríola aferente e aumento da sua resistência; isso induz a uma queda da Ph, diminuindo a 
TFG. 
MECANISMOS EXTRÍNSECOS: 
SNS: inerva a arteríola aferente. A redução da pressão hidrostática ativa o SNS que contrai as arteríolas aferente e 
eferente (vasoconstrição), reduzindo a FSR e a TFG. É um mecanismo muito eficiente. 
SRAA: a queda da [Na+] luminal diminui a PA, que ativa a liberação de renina para formação de Ang-II, que contrai as 
arteríolas aferente e eferente, aumentando a reabsorção de Na+ e água reduzindo a FSR e a TFG. Porém, é um 
mecanismo pouco eficiente. 
Ação da Ang-II: 
- Como um potente ​vasoconstritor​, ela age nas arteríolas aumentando a pressão arterial média (PAM). 
- Estimula a ​reabsorção de sódio​, tanto diretamente (age nos túbulos renais) quanto indiretamente (estimula a 
liberação de aldosterona). 
- Estimula o hipotálamo a ​liberar ADH ​(hormônio antidiurético) 
- A contração das arteríolas eferentes reduz a Ph dos capilares peritubulares, aumentando a reabsorção de fluido 
- Sua ação nas ​células mesangiais ​do glomérulo faz com que com a superfície total disponível para a filtração 
nos capilares glomerulares diminua, fazendo cair a TFG. 
(Mecanismo Tubuloglomerular) (Mecanismos Extrínsecos) 
 
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Mecanismos Tubulares Renais 
Transporte de substâncias é através do epitélio renal. 
MECANISMOS DE TRANSPORTE: paracelular, transcelular (por 
transportadores), transporte passivo (difusão), transporte ativo 
primário (bomba), transporte ativo secundário (gradiente 
eletroquímico) e osmose (água). 
 
SECREÇÃO E REABSORÇÃO NO TCP: 
Ocorre a reabsorção de mais de 65% da ​água​ e dos​ solutos​. 
A reabsorção dos ​solutos está ligada a reabsorção de Na​+ ​. A Bomba 
de Na​+​/K​+ ATPase na membrana basolateral cria um gradiente 
eletroquímico. O gradiente osmótico favorece a reabsorção de água e íons. 
A reabsorção de ​glicose ​é por transporte ativo secundário e ​difusão facilitada​. Depende de proteínas de transporte 
ativo SGLT1 e SGT2 na membrana apical acoplada ao transporte de Na​+ e GLUT1 e GLUT2 na membrana basal. Até 
250 mg/min, toda glicose filtrada é reabsorvida. A partir de 300 mg/min, o excesso de glicose é excretado, sendo um 
indício de diabetes tipo 2 
No início do TCP, o líquido filtrado tem a mesma composição (concentração) dos solutos e osmolaridade do plasma 
(​isosmótico​). Ao longo do TCP, a concentração de certos solutos orgânicos diminuem acentuadamente. 
 
SECREÇÃO E REABSORÇÃO NA ALÇA DE HENLE​: Mecanismo multiplicador de contra-corrente 
Segmento fino descendente = Concentrador: altamente permeável à água. A hipertonicidade da medula renal resulta 
na reabsorção de 15% da água. Ao final, o filtrado torna-se ​hiperosmótico​ em relação ao plasma 
Segmento grosso ascendente = Diluidor: impermeável à água, reabsorve solutos para o interstício e secreta H​+ para o 
lúmen tubular. No final, o filtrado torna-se ​hiposmótico​ em relação ao plasma. 
A ​hipertonicidade medular renal ​permite maior absorção da água do filtrado, tornando-o hipertônico. É essencial no 
segmento descendente da AH para que ocorra a troca por contracorrente. O excesso de água no sangue inibe a 
produção de ADH e, na falta desse hormônio, os tubos coletores são impermeáveis à água, e a urina liberada é 
hipotônica. 
 
SECREÇÃO E REABSORÇÃO NO TCD E NO DC: 
No ​segmento inicial do túbulo distal​, há reabsorção de íons, de Na​+ e Cl​- ​por transporte ativo secundário, e a 
reabsorção de Ca​2 ​+​ é transcelular e estimulada pelo PTH. O filtrado continua a sofrer diluição. 
Cerca de 70% da porção final do TCD é composto pelas ​células principais e o restante pelas ​células intercalares alfa 
e beta​. As ​células principais são pouco permeáveis à água (responsivo ao ADH) e fazem a ​reabsorção de Na​+ ​e 
secreção de K​+​, porém dependente da aldosterona para isso. A membrana basolateral apresenta Bomba de Na​+​/K​+ 
ATPase. 
Ricas em anidrase carbônica (AC) e pouco permeáveis à água, as ​células intercalares são importantes no equilíbrio 
ácido-básico. As células do tipo ​alfa ​são responsáveis pela ​reabsorção de HCO​3​- e Cl​- ​e ​secreção de H​+​; enquanto as 
beta ​pela ​reabsorção de H​+​ e Cl​-​ e ​secreção de HCO​3​-​. 
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No TCD e no DC, até 15% de ​água pode ser ​reabsorvida​, a partir da regulação pelo ADH, e até 10% do ​Na​+​, através da 
aldosterona. A ​reabsorção de uréia ocorre por difusão no DC através da regulação pelo ADH. A recirculação da ureia é 
importante para a manutenção da hipertonicidade medular. 
Regulação Hormonal 
ADH​: sintetizado no hipotálamo e sua secreção, que ocorre pela neurohipófise, é estimulada pelo aumento da 
osmolaridade plasmática, diminuição da volemia e queda da PA. 
O ​ADH ​se liga ao receptor de membrana nos ​ductos coletores ​e estimula a síntese de vesículas contendo aquaporinas. 
Essas vesículas são exocitadas e sua membrana é incorporada à membrana luminal da célula. Com isso, a água é 
absorvida do lúmen do ducto coletor, por osmose, para o sangue, resultando em uma urina mais concentrada. 
A ​carência de água diminui a PA e aumenta a pressão osmótica, estimulando a secreção de ADH. Este então estimula 
a absorção de água, aumentando a concentração da urina. O resultado é uma redução no volume urinário e aumento da 
concentração da urina. 
O ​excesso de água diminui a pressão osmótica, inibindo a secreção de ADH, o que inibe a reabsorção de água, 
tornando a urina mais diluída. 
 
RENINA:​ liberada a partir do aparelho justaglomerular 
Aparelho justaglomerular​: mácula densa (MD) do TCD, células justaglomerulares da arteríola aferente e células 
mesangiais extraglomerulares 
- Mácula densa​: células sensíveis à osmolaridade do líquido presente na luz do TCD, e regulam o diâmetro da 
arteríola aferente e a secreção de renina 
- Células justaglomerulares​: célulasgranulares que secretam renina; estão na porção da arteríola aferente que 
entra em contato com a mácula densa 
- Células mesangiais:​ estão entre as arteríolas aferente e eferente 
Hipovolemia ou Hemorragia: ativa o Aparelho Justaglomerular, aumentando a secreção de ​renina pelas células 
justaglomerulares da arteríola aferente 
A ​renina catalisa a conversão de angiotensinogênio em angiotensina I (que é inativa), que logo é convertida em 
angiotensina II. Angiotensina II estimula a síntese de aldosterona, que estimulará a reabsorção de Na​+ pelos rins, 
restaurando o volume e o conteúdo de Na​+​ do LEC, ativando o SRAA 
 
ALDOSTERONA 
A ​aldosterona ​atua nas paredes do TCD e DC. Mantêm o equilíbrio eletrolítico e homeostasia da PA. É importante na 
manutenção do volume do líquido extracelular pois conserva o Na​+ ​ corporal e acelera a excreção de K​+ ​. 
É secretado em resposta à queda do volume do LEC, diminuição da PA e aumento da [K​+ ​] (hipercalemia), a partir do 
estímulo principalmente da ANG-II, cuja secreção é regulada pelo SRAA. 
No ​néfron​, age principalmente nas células principais ​do TCD aumentando a reabsorção de Na​+​, pois aumenta a 
síntese de canais de sódio e incorporação destes na membrana apical, levando a um aumento na síntese e na atividade 
da Bomba de Na​+​/K​+ ATPase na membrana basolateral. Isso aumenta a permeabilidade dos canais de K​+​, promovendo 
sua secreção. Isso também favorece a reabsorção de água. 
 
 
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ANGIOTENSINA II (ANG-II) 
 
 
PEPTÍDEO NATRIURÉTICO ATRIAL (PNA) 
O ​PNA ​é sintetizado pelos cardiomiócitos devido ao aumento do volume sanguíneo (volemia) ou da PA. Tem ação renal 
de forma direta e indireta. Diretamente, inibe a reabsorção de sódio, aumenta a TFG e inibe a liberação de renina. Já 
indiretamente, inibe o ADH, inibe as ações da aldosterona e diminui a atividade do SNS 
Regulação do Volume e Osmolaridade do LEC 
HOMEOSTASIA​: ​processo para manter o ​equilíbrio ​e ​conservação ​de elementos fisiológicos e do metabolismo através 
de alguns ​mecanismos de regulação​. 
Homeostasia hidroeletrolítica: ​as ​concentrações iônicas ​e o ​volume LEC ​devem ser mantidos dentro de faixas 
estreitas de variações para permitir que as células sobrevivam em condições normais de funcionamento. 
Balanço​: 
 
VOLUME DE ÁGUA CORPORAL​:​ é cerca de 60% da massa corporal total 
LIC: ​⅔ do volume total ou 40% da massa corporal total 
LEC:​ ⅓ do volume total ou 20% da massa corporal total, sendo que: 
¼ corresponde ao líquido vascular (​plasma​) 
¾ corresponde ao líquido ​intersticial 
OSMOLARIDADE​: ​quantidade (concentração) de soluto por litro de solução 
A ​osmolaridade plasmática ​é calculada por: 2x[Na] + [glicose] + [uréia]. Seu valor normal é cerca de ​290 mOsm 
Para manter a célula em tamanho normal, é importante que ela esteja em equilíbrio ​isosmótico ​(ou ​isotônico​) com o 
meio ([LEC] = [LIC]). Assim, há um fluxo de entrada e saída de água igual. 
Se o LEC é ​hipertônico ​ou ​hiperosmótico ​([soluto]/litro LEC < LIC), a célula irá liberar água até entrar em 
equilíbrio com o LEC, encolhendo (murchando) 
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Já no LEC ​hipotônico ou ​hiposmótico ([soluto]/litro LEC > LIC), para entrar em equilíbrio a célula absorve 
mais água do LEC, inchando e podendo romper. 
O ​consumo de água ​interfere diretamente nesse equilíbrio. Em caso de ​baixa ingestão, o LEC estará hiperosmótico e a 
urina será concentrada. Já o ​excesso​ de água torna o LEC hiposmótico e a urina será mais diluída. 
Durante exercícios intensos e de longa ​duração​, pode-se perder até 1,5 litro de suor por hora e, conseqüentemente, 
grandes quantidades de sais minerais e água. A reposição hídrica e de nutrientes feita com ​isotônicos ​é mais rápida, 
melhorando o rendimento, as condições físicas e evitando estresse muscular e térmico. 
MECANISMOS COMPENSATÓRIOS: 
Hemorragia:​ a queda da PAM (hipovolemia) ativa o SRAA, que aumenta a secreção de renina 
Excesso de ingestão de ​NaCl e ​desidratação ​aumentam a osmolaridade, que induz a secreção de vasopressina e a 
sede, resultando no aumento do volume do LEC e da pressão sanguínea e reduzindo a osmolaridade. 
Excesso de ingestão de ​Na​+ e de ​água ​aumentam a volemia, que causa um aumento do estiramento de células 
miocárdicas atrial, que estimula a síntese e secreção de peptídeos natriuréticos (​ANP​). Estes agem no hipotálamo, rins, 
córtex da suprarrenal e bulbo, aumentando a excreção de NaCl e água. 
 
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Luiza Lese Pereira