Fisiologia Renal - problema 1 (final)

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Problema 1 – módulo IX – sistema urinário 
 
Amanda Wosny Guimarães – MD3 
Fisiologia Renal 
PROCESSO DE FORMAÇÃO DA URINA: FILTRAÇÃO, REABSORÇÃO, SECREÇÃO E EXCREÇÃO 
 
FILTRAÇÃO 
Primeiro passo na formação da urina. 
Processo inespecífico. 
A composição do filtrado (água + solutos dissolvidos) é quase a mesma que do plasma, exceto pelas proteínas 
plasmáticas e células sanguíneas. 
1/5 do plasma é filtrado para dentro do néfron, corresponde a fração de filtração. 
4/5 é direcionado aos capilares tubulares. 
 
A filtração ocorre nos corpúsculos renais (glomérulo + capsula de Bowman) e possui 3 barreiras de filtração: 
a) 1ª barreira: endotélio capilar: 
 Capilares frenestrados, possuem grandes poros que permitem a passagem da maioria dos componentes do 
plasma. Não permite a passagem de células sanguíneas. Possui proteínas carregadas negativamente em sua 
superfície, para repelir as proteínas carregadas negativamente presentes no plasma. 
 Células mesanginais: localizadas entre e ao redor dos capilares. Possui filamentos semelhantes à actina, 
responsáveis por contrair e alterar o fluxo de sangue pelos capilares. Secretam citocinas relacionadas aos 
processos inflamatório e imunitário. 
b) 2ª barreira: lamina basal: 
 Camada acelular da MEC. 
 Consiste em glicoproteínas carregadas negativamente, colágeno e outras proteínas. 
 “Peneira grossa”: exclui a maioria das proteínas plasmáticas do liquido que é filtrado através dela. 
c) 3ª barreira: epitélio da capsula de Bowman: 
 Folheto visceral: porção que circunda cada capilar glomerular é formada por podócitos. 
 Os podócitos possuem extensões citoplasmáticas, os pedicelos que envolvem os capilares glomerulares e se 
unem uns aos outros estreitando a fenda de filtração fechadas por uma membrana semiporosa. 
 Membrana da fenda de filtração: possui proteínas únicas – nefrina e podacina. 
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A pressão nos capilares causa a filtração. 
a) Pressão hidrostática sanguínea: favorece a passagem do liquido através do endotélio permeável para a 
capsula de Bowman. Ocorre em todo o glomérulo. 
b) Pressão coloidosmotica: é maior nos capilares glomerulares (presença de proteínas plasmáticas) do que na 
capsula de Bowman, favorecendo a passagem de liquido para dentro do glomérulo. 
c) Pressão hidrostática do liquido capsular: criada pela presença de liquido na capsula de bowman e se opõe a 
filtração. 
d) Pressão de filtração resultante: força motriz resultante favorece a filtração. 
 
Taxa de filtração glomerular (TFG) = volume de liquido filtrado para dentro da capsula de bowman. 
 = 180 L/dia, ou seja, o plasma total é filtrado 60 vezes ao dia. 
 É influenciada pela pressão de filtração resultante, que depende do fluxo sanguíneo renal e da pressão 
sanguínea, e pelo coeficiente de filtração, está relacionado com a área de superfície dos capilares glomerulares 
para filtração e com a permeabilidade da interface entre o capilar e a capsula de bowman. 
A TFG é relativamente constante em uma ampla faixa de pressões sanguíneas. 
O efeito da resistência na TFG depende de onde ela ocorre. 
 Na arteríola aferente, há diminuição do fluxo sanguíneo glomerular, diminuição da PH e diminuição da TFG. 
 
 Na arteríola eferente, o sangue é “represado” no glomérulo, aumento da PH e aumento da TFG. 
 
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Autorregulação da TGF: controle local no qual o rim mantém a TGF constante frente as mudanças normais de pressão 
sanguínea. Função: proteger a barreira de proteção. Envolve a retroalimentação tubuglomerular e a resposta 
miogênica. 
A TGF sofre influência de hormônios e de neurônios do SNA, os quais mudam a resistência das arteríolas e alteram o 
coeficiente de filtração. 
 Controle neural: neurônios simpáticos inervam as arteríolas aferente e eferente. Ex.: receptores alfa-
adrenérgicos no MVL das arteríolas (vasoconstrição). 
 Controle hormonal. Ex.: ANG II (vasoconstrição) e prostaglandina (vasodilatação) atuam sobre os podócitos e 
nas células mesangiais alterando o coeficiente de filtração. 
REABSORÇÃO 
A reabsorção através do epitélio tubular envolve mecanismos ativos e passivos. 
O transporte pode ser via transcelular (através da membrana da própria célula) ou via paracelular (através dos espaços 
intercelulares entre as junções oclusivas). 
Transportes Que Ocorrem No Sistema De Túbulos 
Pode mover o soluto contra o seu gradiente de concentração ou eletroquímico e requer energia derivada do 
metabolismo. 
a) Transporte ativo primário: 
A energia utilizada por esse transporte é decorrente da hidrolise do ATP por meio da ATPase ligada a membrana da 
célula. A ATPase funciona também como transportador de solutos através da membrana – transportador ativo primario, 
conhecido como bomba. 
Ex.: reabsorção do sódio através da membrana por transporte ativo primário no túbulo contorcido proximal. 
 Na membrana basolateral da célular, há um extenso sistema de sódio-potássio-ATPase que hidrolisa ATP e 
usa a energia para transportar sódio do LIC para o interstício e potássio do interstício para o LIC. 
 A concentração de sódio diminui dentro da célula e o potencial intracelular se torna negativa em relação ao 
lúmen tubular, o que favorece a difusão (transporte passivo) do sódio do lúmen tubular para o interior da célula. 
 
b) Transporte ativo secundário: 
Duas ou mais substancias interagem com uma proteína especifica de membrana (proteína cotransportadora) e são 
ambas transportadas através da membrana. 
Uma vez que uma substancia se difunde a favor do seu gradiente eletroquímico, a energia liberada é utilizada para 
mover outra substancia. Não necessita de energia diretamente da quebra de ATP ou de outras fontes com fosfato de 
alta energia. A fonte direta de energia é liberada pela difusão facilitada simultânea de outra substancia transportada a 
favor de seu gradiente eletroquímico. 
Ex.: transporte de sódio e glicose no túbulo contorcido proximal. 
c) Pinocitose: 
Mecanismo de transporte ativo utilizado para a reabsorção de proteínas. 
Algumas porções do sistema de túbulos, principalmente o TCP, reabsorvem moléculas grandes, como proteínas, por 
pinocitose. 
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A proteína se adere a borda da membrana apical e, essa porção, se invagina para o interior da célula, envolvendo 
completamente a proteína e se destaque, formando uma vesícula contendo a proteína. 
 
Dentro da célula, a proteína é digerida em seus aminoácidos constituintes, que são reabsorvidos, através da membrana 
basolateral, para o liquido intersticial. 
d) Osmose: 
Transporte passivo responsável pela reabsorção de água no sistema de túbulo. 
A água se move do meio menos concentrado (mais diluído) para o mais concentrado (menor diluído). 
Quando os solutos são reabsorvidos pelo endotélio tubular, o liquido no lúmen tubular se torna mais diluindo, gerando 
um gradiente de concentração, favorecendo a reabsorção de água. 
Grande parte do fluxo osmótico de água nos túbulos proximais ocorre nas junções oclusivas entre as células epiteliais, 
bem como através da própria célula. 
A medida que a água se desloca pelas junções oclusivas por osmose, ela também pode carregar alguns dos solutos, 
processo denominado arrasto de solvente. 
e) Difusão: 
Transporte passivo que pode ser pela via transcelular ou paracelular. 
Ex.: reabsorção de cloreto e ureia pelo endotélio dos túbulos. 
Quando o sódio é reabsorvido pelo endotélio tubular, é criado um potencial elétrico, o lúmen se torna mais negativo 
devido a concentração de íons negativos, como o cloreto, favorecendo a reabsorçãodo cloreto para o liquido intersticial. 
A medida que a água é reabsorvida nos túbulos, a concentração de ureia aumenta no liquido luminal, criando um 
gradiente de concentração que favorece o transporte de ureia por difusão para o liquido intersticial a favor do seu 
gradiente. 
Saturação Do Transporte Renal 
A saturação refere-se à taxa de transporte máximo, que ocorre quando os transportadores disponíveis estão ocupados 
(saturados com) pelo substrato. 
Em concentrações abaixo do ponto de saturação, a taxa é diretamente relaciona a concentração do substrato. Em 
concentrações de substrato igual ou acima do ponto de saturação, o transporte ocorre a uma taxa máxima (taxa de 
transporte no ponto de saturação). 
 
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Ex.: reabsorção de glicose no túbulo proximal. 
 Concentrações normais de glicose no plasma, toda glicose filtrada é reabsorvida pelos transportadores 
presentes no epitélio tubular, 
 Concentração de glicose excessiva no plasma (ex.: DM), os transportadores se tornam saturados e são 
incapazes de reabsorver roda a glicose filtrada. Resultando em excreção de glicose na urina. 
 
Figura 1- vermelho: filtração; verde: reabsorção; azul: excreção 
Reabsorção No Túbulo Contorcido Proximal 
 
Ocorre a reabsorção de 60% da água filtrada. 
Suas células epiteliais apresentam borda em escova na membrana apical (luminal), o que aumenta sua superfície de 
reabsorção cerca de 20 vezes. 
Na membrana apical, são encontradas proteínas transportadoras de sódio que promovem a difusão facilitada desse 
íon para dentro da célula. 
Essas proteínas funcionam também como proteínas são importantes no transporte ativo secundário de outras 
substancias como glicose, aminoácidos, íons e metabolitos orgânicos. São proteínas cotransportadoras do tipo 
simporte, utilizam a energia liberada pela difusão facilitada do sódio para o transporte de outras substancias. 
Ex.: transporte da glicose. 
 A bomba de sódio e portássio cria um gradiente eletroquímico para que ocorra a difusão de sódio pela 
membrana apical. 
 O sódio e transportado para dentro da célula por difusão facilitada, pela proteína Na+-glicose cotransportadora 
(SLGT). 
 A proteína SLGT utiliza a energia liberada pela difusão do sódio para transportar a glicose contra seu gradiente 
de concentração. 
 O sódio é retirado da célula pela sódio-potássio-ATPase e a glicose e transportada para o interstício por difusão 
facilitada (a favor do seu gradiente de concentração) pela proteína GLUT2. 
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Na primeira metade do túbulo proximal, o sódio é reabsorvido junto com glicose, aminoácidos e outros solutos. 
Enquanto, na segunda metade, o reabsorção do sódio ocorre junto com o íons cloreto (há uma alta concentração de 
cloreto nessa parte, pois quase não é reabsorvido na primeira). Nessa segunda metade, a concentração mais alta de 
cloreto no lumen tubular favorece a difusão desse íon pela via paracelular. 
A reabsorção de água ocorre por osmose, pois como há reabsorção de solutos, o liquido no lúmen tubular se encontra 
mais diluído em relação ao interstício, favorecendo o transporte de água nessa direção. 
A urina no túbulo contorcido proximal é isosmótica, ou seja, sua osmolaridade é praticamente igual a osmolaridade do 
plasma, pois mesmo com grande reabsorção de solutos, ocorre muita reabsorção de água (devido a alta 
permeabilidade do TCP a água). Sendo assim, a concentração dos solutos não varia. 
Reabsorção na Alça Néfrica 
A alça de Henle ou alça néfrica apresentam três segmentos funcionais: descendente fino, ascendente fino e ascendente 
espesso. 
a) Segmento descendente fino: 
 
É muito permeável a água e moderadamente permeável a maioria dos solutos, incluindo ureia e sódio. Isso faz com 
que o liquido no lúmen tubular fique mais concentrado (maior osmolaridade) – urina hiperosmótica. 
A reabsorção de água ocorre via aquaporina I (proteína de membrana transportadora de água). 
 
 
 
 
 
 
b) Segmento ascendente fino: 
Impermeável à água. 
A reabsorção de NaCl ocorre por transporte passivo. 
 
 
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c) Segmento ascendente espesso: 
 
Ocorre a reabsorção por transporte ativo dos íons sódio, cloreto e potássio. Outros ions, como cálcio, bicarbonato e 
magnésio, também são reabsorvidos no ramo ascendente espesso da alça nefrica. 
Na membrana basolateral das células epiteliais da alça nefrica, encontramos bomba de sódio e potássio, importante 
para manter a concentração de sódio baixa no interior da célula. Isso gera um gradiente eletroquímico favorável para 
o transporte de sódio do lúmen tubular para o LIC. 
Na membrana apical dessas células, encontramos a proteína cotransportadora simporte Na+-K+-2Cl- (NKCC2). Essa 
proteína cotransportadora utiliza a energia potencial liberada pelo sódio pela difusão facilitada para conduzir a 
reabsorção de potássio e cloreto. 
O sódio é liberado no interstício pela bomba de sódio e potássio na membrana basolateral, enquanto o potássio e 
cloreto deixam a célula por vias distintas. 
Na membrana apical, há canais de potássio, importante para reciclar esse íon de volta ao fluido tubular, devido sua 
baixa concentração nele e para dar continuidade ao simporte NKCC2. 
Também encontramos mecanismos de cotransporte de sódio e hidrogênio na membrana apical, que media a 
reabsorção de sódio e a secreção de hidrogênio nesse segmento. 
Devido ao transporte aumentado de NaCl nesse segmento, a amplitude da voltagem positiva no lúmen aumenta 
também. Sendo assim, o lúmen tubular se torna mais positivo que o interstício, o que impulsiona a reabsorção de 
diversos cátions, como sódio, potássiso, magnésio e cálcio pela via paracelular. 
 
Devido a maior reabsorção de soluto nos segmentos ascendentes e por serem impermeáveis à água, o liquido tubular 
apresenta menor osmolaridade – urina hiposmótica. 
Reabsorção no túbulo contorcido distal e ducto coletor 
A porção inicial do túbulo distal é chamada de segmento diluidor, pois continua a diluição da urina inicada no segmento 
ascendente espesso da alça néfrica. Ocorre reabsorção de sódio, cloreto e cálcio e é impermeável à água. 
Na membrana apical das células do TCD, encontramos uma proteína cotransportadora simporte de sódio e cloreto. 
Essa proteína transporta Na e Cl para o interior da célula. O sódio é transportado para o interstício por meio da bomba 
de sódio e potássio e o cloro via difusão pelos canais de cloro na membrana basolateral. 
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O segmento final do túbulo distal e o ducto coletor são compostos por dois tipos de células: principais e intercaladas. 
 
a) Células principais (claras): 
Reabsorvem sódio e secretam potássio. 
Depende da bomba de sódio-potássio para manter a concentração intracelular de sódio baixa, o que favorece a difusão 
de sódio para a célula através de canais especiais. 
A secreção de potássio envolve duas etapas: primeiro, o potássio entra na célula por meio da bomba de sódio-potássio 
(mantem a concentração intracelular de K elevada) e, segundo, devido a concentração de potássio dentro da célula 
ser maior do que no lúmen tubular, esse íon é transportado a favor do seu gradiente via difusão. 
 
 
Quantidade variável de água é reabsorvida pelas células principais, por meio dos canais de água aquaporina (AQP) 2 
localizados na membrana apical e AQP3 e AQP4 na membrana basolateral. Na presença do ADH, a água é 
reabsorvida, porém na ausência desse hormônio, a quantidade água reabsorvida é menor. 
b) Células intercaladas (escuras): 
Existem dois tipos de células intercaladas:A e B. São importantes para manutenção do equilíbrio ácido-base. 
As células intercaladas tipo A secretam H+ mediante um transportador de hidrogênio-potássio-ATPase. Ocorre geração 
de íons hidrogênio nessas células por ação da anidrase carbônica sobre a água e o CO2, que forma o ácido H2CO3, o 
qual se dissocia em H+ e HCO3-. Os ions hidrogênio são secretados no lúmen tubular e para cada um hidrogênio 
secretado, um íon bicarbonato fica disponível para reabsorção através da membrana basolateral. 
Obs.: a reabsorção dos íons bicarbonato é importante para quando ocorrer acidose respiratória. 
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As células intercaladas tipo B secretam bicarbonato para o lumen tubular, enquanto reabsorvem íons de hidrogênio. 
Apresentam transportadores de hidrogênio na membrana basolateral por transporte ativo pela hidrogênio-ATPase o 
íon bicarbonato é transportado pela membrana apical para o lúmen tubular. 
Obs.: a reabsorção dos íons de hidrogênio é importante em uma alcalose respiratória. 
 
Características funcionais da porção final do TCD e do ducto coletor cortical (resumidamente): 
 Impermeáveis a ureia. 
 Reabsorção de sódio e intensidade da reabsorção controlada pelo hormônio aldosterona. 
 Secreção de potássio, também controlada pela aldosterona. 
 Secreção de íons hidrogênio pelas células intercaladas. 
 A permeabilidade a água é controlada pelo ADH (vasopressina). 
Ducto coletor medular: é porção do ducto coleto encontrada na medula renal e é importante na determinação da 
quantidade final do debito urinário de água e solutos. 
 Permeabilidade a água controlada pelo ADH. Níveis elevados desse hormônio, aumentam a permeabilidade a 
água, sendo reabsorvida para o interstício medular, reduzindo o volume urinário, resultando em uma urina 
concentrada. 
 Permeável a ureia: presença de transportadores de ureia que facilitam sua difusão pelas membranas apical e 
basolateral. Contribui para aumento da osmolaridade da urina e formação da urina concentrada. 
 Secreção de íon hidrogênio contra gradiente de concentração. Contribui para o equilíbrio acido-base. 
SECREÇÃO 
É a transferência de moléculas do LEC para o lúmen tubular. 
Tona o néfron capaz de aumentar a excreção de uma substancia. 
É um processo ativo, pois requer transporte contra os gradientes de concentração e gasto de energia. 
Ocorre secreção de potássio e hidrogênio pelo néfron, o que é importante na regulação homeostática desses íons. 
 Potássio é transportado por transporte ativo primário. 
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 Hidrogênio é cotransportado com o sódio por transporte ativo secundário. 
Ocorre secreção de compostos orgânicos: metabolitos produzidos pelo corpo e substancias trazidas para dentro do 
corpo. A maioria desses compostos é transportada através do epitélio tubular para o lúmen por transporte ativo 
secundário. 
No túbulo contorcido proximal, há secreção de íons, ácidos e bases orgânicos e ácido paraminoipúrico. 
Secreção de ácidos e bases orgânicos pelo túbulo proximal 
Ocorre secreção de ácidos e bases orgânicos, como sais biliares, oxalato, urato e catecolaminas no túbulo contorcido 
proximal. 
Muitas dessas substancias são produtos finais do metabolismo e devem ser rapidamente removidos do corpo. A 
secreção dessas substancias no TCP, mais a filtração e praticamente ausência da reabsorção favorecem a rápida 
excreção delas. 
Ocorre secreção de fármacos ou toxinas potencialmente danosas diretamente através das células tubulares para o 
lúmen tubular, e depuram com rapidez essas substancias do sangue. 
Outros compostos secretados rapidamente pelo TCP é o ácido paramino-hipúrico (PAH). Devido essa rápida secreção 
no lúmen tubular, pode ocorrer depuração de 90% do PAH do plasma, sendo excretado pela urina. A intensidade de 
depuração de PAH pode ser usada para estimar o fluxo plasmático renal. 
Os transportadores responsáveis pela secreção de solutos orgânicos apresentam pouca especificidade. 
Ex.: Transportador de ânions orgânicos (OAT), capaz de transportar uma grande variedade ânions endógenos e 
exógenos, desde sais biliares até benzoato, proveniente do ácido acetilsalicílico, e o adoçante artificial sacarina. 
Obs.: a secreção de ânions orgânicos pelo OAT é um exempli de transporte ativo terciário, em que o uso da energia 
do ATP é removido em duas etapas do OAT. 
 
Etapa 1: transporte ativo direto (primário), a bomba de sódio e potássio na membrana basolateral das células do TCP 
mantém a concentração de sódio intracelular baixa, criando uma gradiente eletroquímico para esse íon. 
Etapa 2: o gradiente de sódio é usado para concentrar dicarboxilato dentro da célula tubular, utilizando um 
cotransportador Na+-dicarboxilato (NaDC), encontrado tanto na membrana apical quanto basolateral das células do 
TCP. A concentração de dicarboxilato dentro da célula tubular determina a terceira etapa da secreção de ânions 
orgânicos. 
Obs.: dicarboxilaros são as formas iônicas dos ácidos dicarboxílicos, que possuem dois grupo (-COOH). A maior parte 
dos intermediários do ciclo ácido cítrico, incluindo o citrato, o oxaloaceto e o α-cetoglutarato (αCG), são dicarboxilatos. 
Etapa 3: o OAT é um transportador ativo indireto, que utiliza o movimento do dicarboxilato a favor do seu gradiente de 
concentração para deslocar um ânion orgânico contra o seu gradiente, transferindo-o para dentro da célula. Uma vez 
que o ânion orgânico está concentrado no LIC, ele pode ser transportado por difusão facilitada para o interior do lúmen 
tubular. 
Obs.: os transportadores apicais ainda não foram completamente identificado, mas parecem ser trocadores de ânions. 
 
 
Problema 1 – módulo IX – sistema urinário 
 
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EXCREÇÃO 
Final do processo de formação da urina. 
O que será excretado é a urina, na qual não há presença de glicose, aminoácidos e metabólitos uteis, pois foram 
reabsorvidos. Maior concentração de resíduos orgânicos. 
A concentração de íons e água na urina varia dependendo da necessidade do organismo. 
A taxa de excreção de uma substancia depende da taxa de filtração da substancia e se a substancia é reabsorvida, 
secretada ou ambas no túbulo.