Fisiologia Renal

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Fisiologia Renal 
 
 
Os rins filtram o sangue, excretam os dejetos metabólicos e retêm as substâncias filtradas necessárias ao 
organismo, incluindo água, glicose, eletrólitos e proteínas de baixo peso molecular. Os rins respondem a distúrbios 
hídricos, eletrolítico e acidobásicos, alterando 
especificamente a taxa de reabsorção ou secreção destas 
substâncias. Os rins também produzem hormônios que 
regulam a pressão arterial sistêmica e a produção de 
eritrócitos. 
Essas diversas funções são desempenhadas por 
uma extensa variedade de tipos celulares, cada qual com 
respostas específicas a sinais diretos e indiretos, 
dispostos em um padrão particular que forma a unidade 
funcional do rim, o néfron. O néfron é composto pelos 
glomérulos, onde o sangue é filtrado, e por seus 
segmentos renais associados, de onde as substâncias 
filtradas são absorvidas e para onde os componentes 
plasmáticos são excretados, o fluido tubular. No córtex 
renal, os néfrons intercalam o sistema de ductos 
coletores que atravessa o rim e desembocam na pelve renal. 
A primeira etapa da função renal é a filtração do 
sangue pelo glomérulo. O glomérulo é uma compacta rede 
de capilares que retém os componentes celulares e as 
proteínas de peso molecular médio a elevado nos vasos, 
enquanto expele um fluido quase idêntico ao plasma em sua 
composição hídrica e eletrolítica. Este fluido é o filtrado 
glomerular; e o processo de sua formação é a filtração 
glomerular. 
A taxa de filtração glomerular é uma medida 
clinicamente útil da função renal. A taxa de filtração 
glomerular (TFG) é expressa em milímetros de filtrado 
glomerular formados por minuto por quilograma de peso 
corporal (mL/min/kg). Para entender a TFG, pode ser útil 
pensar nesses números em termos mais tangíveis. Um cão 
beagle de tamanho médio com 10 kg de peso corporal, com uma TFG típica de 3,7 mL/min/kg, produziria 
aproximadamente 37 mL de filtrado glomerular por minuto ou 53,3 L (cerca de 14 galões) de filtrado glomerular por dia, 
o que corresponde a quase 27 vezes o volume de líquido extracelular de um beagle. 
O tufo glomerular é composto de uma rede de capilares. Nos mamíferos, o sangue da artéria renal flui para a 
arteríola aferente, que se divide em inúmeros capilares glomerulares. Os capilares se anastomosam, formando a 
arteríola eferente, que conduz o sangue filtrado para fora do glomérulo. 
O tufo glomerular é envolto pela cápsula de Bowman, que é revestida por uma camada única de células, o epitélio 
parietal. A área entre o tufo glomerular e a cápsula de Bowman é o espaço de Bowman. É aí que o filtrado glomerular 
aparece pela primeira vez. A partir daí ele entra no lúmen do primeiro segmento do túbulo proximal. A estrutura dos 
capilares glomerulares é importante na determinação da taxa e da seletividade da filtração glomerular. A parede dos 
capilares é composta por três camadas: o endotélio capilar, a membrana basal e o epitélio visceral. O endotélio capilar é 
uma camada única de células muito delgadas que está voltada para o sangue no lúmen capilar. As fenestras endoteliais 
(“janelas”) são poros transcelulares 
que conduzem água e componentes 
não celulares do sangue para a 
segunda camada da parede dos 
capilares glomerulares, a membrana 
basal glomerular (MBG). O terceiro 
compartimento da parede dos 
capilares glomerulares é o epitélio 
visceral, que é uma camada de células 
aglomeradas, entrelaçadas, 
denominadas podócitos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR OU RITMO DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR 
 
A taxa de filtração glomerular é determinada pela pressão média de filtração líquida, a permeabilidade 
da barreira de filtração e a área disponível para filtração. 
A parede dos capilares glomerulares cria uma barreira às forças que favorecem e se opõem à filtração 
do sangue. As forças que favorecem a filtração — ou seja, a movimentação de água e solutos através da 
parede dos capilares glomerulares 
— são: 
A pressão hidrostática do 
sangue dos capilares (que tende a 
fazer o líquido sair do capilar para o 
interstício) e a pressão oncótica do 
fluido no espaço de Bowman (o 
ultrafiltrado) – (pressão resultante 
da atração da agua pelas proteínas 
plasmáticas). Normalmente, a 
pressão oncótica do ultrafiltrado é irrelevante, pois as proteínas de peso molecular médio a elevado não são 
filtradas. Portanto, a principal força diretriz da filtração é a pressão hidrostática dos capilares glomerulares. 
 
As forças que se opõem à filtração são: 
 A pressão oncótica plasmática nos 
capilares glomerulares e a pressão hidrostática 
no espaço de Bowman. 
A pressão de filtração líquida em qualquer 
ponto ao longo do capilar glomerular é a 
diferença entre a pressão hidrostática capilar, 
que favorece a filtração, e a pressão oncótica 
capilar adicionada à pressão hidrostática do 
ultrafiltrado, que se opõem à filtração. 
A taxa de filtração glomerular (TFG) ou 
RFG é o produto da pressão média de filtração 
líquida, a permeabilidade da barreira de 
filtração e a área de superfície disponível para 
a filtração. A permeabilidade da barreira de 
filtração é determinada pelas características estruturais e químicas da parede dos capilares glomerulares. 
As características estruturais e químicas da parede dos capilares glomerulares estabelecem a 
permeabilidade seletiva da barreira de filtração. A permeabilidade seletiva da barreira de filtração é 
responsável pelas diferenças na taxa de filtração dos componentes séricos. Normalmente, essencialmente 
todos os componentes celulares e proteínas plasmáticas do tamanho das moléculas de albumina ou maiores 
são retidos na corrente sanguínea, 
enquanto a água e os solutos são 
espontaneamente filtrados. Em geral, as 
substâncias com raio molecular maior ou 
igual a 4 nm não são filtradas, enquanto 
as moléculas com raio menor ou igual a 2 
nm são filtradas sem restrição. No 
entanto, outras características além do 
tamanho interferem na capacidade dos 
componentes sanguíneos de cruzar a 
barreira de filtração. A carga elétrica 
líquida de uma molécula possui um 
efeito expressivo em sua taxa de 
filtração. O formato e a deformabilidade 
da molécula também interferem em sua 
capacidade de cruzar a barreira de 
filtração. 
A taxa ou o ritmo de filtração glomerular é regulada por fatores sistêmicos e intrínsecos. Em condições 
normais, os rins mantêm a TFG (RFG) em um nível relativamente constante, apesar das alterações na pressão 
arterial sistêmica e no fluxo sanguíneo renal. A RFG é mantida dentro da variação fisiológica pela modulação 
renal da pressão arterial sistêmica e do volume intravascular e pelo controle intrínseco do fluxo sanguíneo 
renal, e da pressão dos capilares glomerulares. Os efeitos renais na pressão e volume arteriais sistêmicos são 
mediados pelo sistema renina-angiotensina-aldosterona. O controle intrínseco da perfusão dos capilares 
glomerulares é mediado por dois sistemas autorreguladores, que controlam a resistência ao fluxo nas 
arteríolas aferente e eferente: o reflexo miogênico e a Retroalimentação tubuloglomerular. 
 
 
 
O sistema renina-angiotensina-aldosterona é um importante regulador da TFG e do fluxo sanguíneo 
renal. A renina é um hormônio produzido, sobretudo, por células localizadas na parede da arteríola aferente, 
as células mesangiais extraglomerulares granulares, que são células justaglomerulares especializadas. A 
liberação de renina é estimulada pela redução na pressão de perfusão renal, mais frequentemente causada 
por uma hipotensão sistêmica. A renina catalisa a transformação do angiotensinogênio,que é produzido pelo 
fígado em angiotensina I. A angiotensina I é convertida em angiotensina II, mais ativa, pela enzima conversora 
de angiotensina (ECA), que se localiza principalmente no endotélio vascular dos pulmões. 
A angiotensina II é um potente vasoconstritor e, portanto, aumenta diretamente a pressão arterial 
sistêmica e a pressão de perfusão renal. A angiotensina II ativa a captação de sódio em vários túbulos renais, 
incluindo o túbulo proximal, o túbulo contorcido distal e o ducto coletor, além de estimular a liberação de 
aldosterona da glândula suprarrenal e vasopressina da glândula hipofisária, outros hormônios que 
intensificam a reabsorção de sódio e água renal. Portanto, a angiotensina II aumenta a retenção de sais e 
água, o volume intravascular e a resistência vascular, fatores que contribuem para a elevação da pressão 
arterial sistêmica e da pressão de perfusão renal. A liberação de renina é suprimida pela melhora da perfusão 
renal e também pela elevação da angiotensina II plasmática, criando um sistema de feedback negativo que 
mantém a perfusão renal e a TFG dentro da variação fisiológica. 
 
 No interior do rim, há um controle direto da perfusão capilar glomerular por dois sistemas previamente 
mencionados: o reflexo miogênico e o Retroalimentação tubuloglomerular. O reflexo miogênico é um 
mecanismo autorregulatório desencadeado por alterações na perfusão glomerular, enquanto o 
Retroalimentação tubuloglomerular é um mecanismo autorregulatório desencadeado por alterações na 
provisão de fluido tubular 
O reflexo miogênico regula o fluxo sanguíneo renal e a TFG por constrição arteriolar aferente imediata 
após um aumento na tensão da parede arteriolar, aumentando, assim, a resistência ao fluxo sanguíneo em 
resposta à pressão de perfusão 
aumentada. Por outro lado, a 
dilatação arteriolar ocorre quase 
imediatamente após uma 
diminuição na tensão da parede 
arteriolar, reduzindo, assim, a 
resistência ao fluxo quando a 
pressão de perfusão vascular 
diminui. Essas alterações na 
resistência vascular contribuem 
para a manutenção da TFG e do 
fluxo sanguíneo renal a um nível 
constante, apesar das alterações 
acentuadas da pressão sanguínea 
na artéria renal. 
 
 
O segundo mecanismo de controle intrínseco é o Retroalimentação tubuloglomerular. O néfron 
distal está intimamente associado ao glomérulo do mesmo néfron. Um grupo anatomicamente distinto de 
células epiteliais, a mácula densa, localiza-se na porção distal do ramo ascendente espesso da alça de Henle. A 
mácula densa situa-se entre as arteríolas aferente e eferente. Essas quatro estruturas juntas são conhecidas 
como o aparelho justaglomerular. O 
aumento da TFG aumenta a taxa de fluxo 
de fluido tubular; o aumento do fluxo no 
membro ascendente espesso aumenta o 
fornecimento de NaCl à mácula densa; o 
aumento da captação de NaCl na MD 
causa a liberação de ATP basal; a 
liberação de ATP suprime a liberação de 
renina por parte das células 
justaglomerulares (JG) na arteríola 
aferente, causa constrição arteriolar 
aferente, contração da célula mesangial e, 
desse modo, redução do Kf. O resultado é 
a redução da TFG de um único néfron. O 
que impede que as taxas de fluxo do 
fluido tubular excedam a capacidade de transporte do túbulo e, consequentemente, evita uma perda 
excessiva de fluido e solutos. 
 
Além dos controles renais intrínsecos, fatores sistêmicos podem contribuir para alterações na TFG por 
meio da regulação do volume sanguíneo e do tônus vascular. Diversos hormônios regulam o volume 
sanguíneo. A angiotensina II, a aldosterona e a vasopressina (hormônio antidiurético) acentuam a 
reabsorção de água e solutos pelos rins e, portanto, aumentam o volume sanguíneo. Os peptídeos 
natriuréticos atriais, produzidos nos átrios cardíacos, levam à natriurese (eliminação de sódio) e à diurese 
(eliminação de água), reduzindo o volume sanguíneo. 
Os fatores sistêmicos que afetam o tônus vascular também afetam a pressão arterial sistêmica, a 
perfusão renal e a ultrafiltração. A vasopressina e as catecolaminas circulantes podem causar vasoconstrição 
sistêmica e aumentar a pressão arterial. A estimulação beta-adrenérgica pode ativar o sistema renina-
angiotensina e a estimulação alfa-adrenérgica pode causar vasoconstrição renal, que pode tanto reduzir 
quanto redistribuir o fluxo sanguíneo renal. Além de alterar a perfusão renal, os vasoconstritores 
podem afetar outro determinante da TFG, o coeficiente de ultrafiltração Kf. Os vasoconstritores podem levar 
à contração das células mesangiais do glomérulo e, portanto, reduzir a área disponível para a filtração. Pelo 
fato de o Kf ser o produto da área disponível para a filtração e da permeabilidade hidráulica, a contração das 
células mesangiais in vivo reduziria o Kf e, consequentemente, a TFG. 
Outros fatores que aumentam a TFG incluem o fator de crescimento semelhante à insulina e proteína 
dietética elevada. O fator de crescimento semelhante à insulina aumenta a TFG em rins normais e isquêmicos. 
Uma única refeição rica em proteínas causa elevações transitórias no fluxo sanguíneo renal e na TFG; uma 
dieta rica em proteínas praticada de forma crônica causa aumentos contínuos no fluxo sanguíneo renal e na 
TFG. Essas observações são clinicamente relevantes no tratamento da insuficiência renal crônica e da perda 
da função renal. Embora possa parecer desejável aumentar a TFG de qualquer forma em pacientes com 
doença renal crônica, de fato o aumento na TFG proveniente de algumas dietas ricas em proteínas pode levar 
a uma progressão mais rápida da lesão glomerular e da insuficiência renal em animais e humanos 
Nos cenários experimentais e na prática clínica, a TFG é um dos parâmetros mais importantes da função 
renal. A determinação da TFG está condicionada ao conceito de depuração, que é a taxa em que o plasma é 
depurado de uma substância. A taxa de depuração é aferida pela taxa de eliminação de uma substância 
dividida por sua concentração plasmática, matematicamente expressa da seguinte forma: 
 
 
Onde CX é o volume de plasma depurado de uma substância X por unidade de tempo, UX é a 
concentração da substância X na urina, V é o 
volume da urina coletada dividido pelo período 
de tempo da coleta e PX é a concentração 
plasmática da substância X. A taxa de depuração 
líquida de uma substância é a soma das taxas de 
filtração e secreção menos a taxa de reabsorção 
da substância. Isso é realizado de modo 
ordenado, utilizando-se a inulina como a 
substância para aferição da depuração. A inulina 
é espontaneamente filtrada pelo glomérulo mas 
não é reabsorvida nem secretada pelas células do 
túbulo renal. Devido a essas propriedades e pelo 
fato de a inulina não ser produzida pelo 
organismo, a taxa do eu desaparecimento no 
sangue após a injeção intravascular está 
estritamente relacionada à taxa de filtração 
glomerular. 
Embora o método-padrão para se 
determinar a TFG seja a avaliação da taxa de 
depuração da inulina do sangue, a TFG pode ser 
aferida de várias formas. Em situações clínicas, a 
medida de filtração glomerular mais utilizada é a 
depuração da creatinina endógena. A creatinina é um subproduto do metabolismo muscular gerenciado de 
forma similar à inulina pelos rins. É espontaneamente filtrada, não é reabsorvida pelo túbulo, e, pelo menos 
nos cães, não é excretada pelo túbulo. Em algumas espécies, no entanto, aproximadamente 10% da creatinina 
excretada é secretada pelo túbulo. 
Nas aves, a depuração da creatinina não pode ser utilizada para a determinação da TFG, pois os túbulos 
renais das aves podem secretar a creatinina quando o nível plasmático é elevado, podendo tambémreabsorver a creatinina quando o nível plasmático se encontra normal. 
 
 
 
 
 
 
 
Reabsorção de solutos 
 
A maior parte do ultrafiltrado formado no glomérulo deve ser reabsorvida pelos túbulos renais, ao invés 
de excretada na urina. Para compreendermos a importância de reabsorção tubular das substâncias filtradas, 
consideremos o cão beagle de 10 kg, que produz 53,3 L de filtrado glomerular a cada dia. O ultrafiltrado 
contém, virtualmente, a mesma concentração de sais e glicose do plasma; sem a reabsorção tubular, a perda 
urinária de sódio, cloro, potássio, bicarbonato e glicose, isoladamente, totalizaria mais de 500 g de soluto. Na 
ausência de reabsorção tubular, o beagle necessitaria repor essas substâncias químicas constantemente 
durante todo o dia, ingerindo mais de 
454 gramas de sais e bebendo mais de 50 
L de água, à mesma taxa da perda 
urinária, para manter o equilíbrio entre 
líquido e sais. Felizmente, o túbulo renal 
repõe, de maneira eficaz, estes e outros 
componentes do ultrafiltrado. 
A taxa de reabsorção e secreção de 
substâncias filtradas varia entre os 
segmentos do túbulo renal. Em geral, o 
túbulo proximal reabsorve mais do 
ultrafiltrado do que outros segmentos combinados do túbulo, ou seja, pelo menos 60% das substâncias mais 
filtradas. 
A estrutura do túbulo proximal e sua proximidade aos capilares peritubulares facilitam a movimentação 
dos componentes do fluido tubular para o sangue através de duas vias: a via transcelular e a via paracelular. O 
fluido tubular flui sobre a superfície apical da 
célula epitelial do túbulo proximal. As 
substâncias transportadas pela via transcelular 
atravessam a membrana plasmática apical, 
citoplasma e membrana plasmática basolateral 
no fluido intersticial. O movimento através das 
membranas plasmáticas apical e basolateral 
ocorre, predominantemente, por transporte 
mediado por carreadores. A vasta área 
superficial da membrana plasmática do túbulo 
proximal contribui para o transporte 
transcelular. A membrana plasmática apical tem 
microprojeções extensas, chamadas de 
microvilosidades, que criam coletivamente a 
borda em escova. No lado sanguíneo da célula, a 
membrana plasmática basolateral tem 
invaginações complexas que aumentam a área 
de superfície; a área de superfície basolateral é igual a área de superfície apical em porções do túbulo 
proximal. Os benefícios da área expandida da superfície da membrana plasmática incluem o aumento da 
capacidade para a multiplicidade de transportadores de soluto e aumento de exposição aos fluidos luminais e 
intersticial. 
A segunda via de transporte no túbulo 
proximal é a via paracelular. As substâncias 
passam por meio da via paracelular do fluido 
tubular através da zônula de oclusão, uma 
estrutura permeável que adere às células do 
túbulo proximal entre si na junção dos domínios 
das membranas plasmáticas apical e basolateral. 
O transporte paracelular ocorre por difusão 
passiva ou por arrasto por solvente, que é a 
suspensão do soluto pelo fluxo de água. As 
substâncias que atravessam a zônula de oclusão 
atingem o espaço intercelular lateral, o qual se 
acredita comunicar livremente com o fluido 
intersticial; a partir daí, as substâncias 
reabsorvidas podem ser absorvidas do capilar 
peritubular. 
A movimentação de água e solutos do fluido intersticial para a corrente sanguínea é orientada pelas 
forças de Starling, sendo auxiliada pela proximidade com o capilar peritubular. Nos mamíferos, o capilar 
peritubular origina-se na arteríola glomerular 
eferente, subdivide-se e envolve intimamente o 
aspecto basal do túbulo proximal. O plasma que 
deixa o glomérulo possui uma elevada pressão 
oncótica, pois a água e os sais são filtrados, mas 
as proteínas são retidas no capilar. O capilar 
peritubular possui baixa resistência e, 
consequentemente, sua pressão hidrostática é 
baixa. Ambas as condições — pressão oncótica 
plasmática peritubular elevada e baixa pressão 
hidrostática do capilar peritubular — favorecem 
a absorção de fluido e solutos do interstício para 
a corrente sanguínea. 
 
 
 
 
A reabsorção de solutos ocorre por inúmeros mecanismos, incluindo o transporte ativo primário e o 
transporte ativo secundário mediado por transportador, arrasto de solvente e difusão passiva. No túbulo 
proximal, a maior parte da reabsorção de soluto é realizada pelo transporte ativo de íons de sódio (Na+), pela 
bomba de Na+, K+-ATPase que se encontra na membrana do plasma basolateral. A Na+,K+-ATPase expulsa três 
íons Na+ e leva dois íons K+ em cada rotação da bomba. 
A atividade da Na+,K+-ATPase reduz a concentração intracelular de Na+ e aumenta a concentração 
intracelular de K+. A difusão externa de K+ aquém de seu gradiente químico pelos canais de K+ faz com que a 
porção interna da célula torne-se eletricamente negativa em relação à porção externa. Estes dois fatores 
criam um gradiente eletroquímico para Na+ através da membrana plasmática apical, favorecendo a absorção 
de Na+ do fluido tubular para a célula. A captação de Na+ através da membrana plasmática apical é facilitada 
por transportadores específicos na membrana, que conjugam o movimento de outros solutos na mesma 
direção do Na+ (cotransporte) ou na direção oposta (contratransporte). Transportadores dependentes 
específicos de Na+ para glicose, 
aminoácidos, fosfato, sulfato e 
citrato medeiam sua captação do 
fluido do túbulo proximal através 
deste mecanismo de transporte 
ativo secundário. A captação 
dessas substâncias aumenta a 
concentração intracelular desses 
elementos que se movem através 
da membrana plasmática 
basolateral para o sangue, 
diminuindo seu gradiente elétrico 
ou químico, facilitados por 
transportadores específicos de 
soluto e parcialmente por difusão 
passiva. 
 
 
 
 
 
 
 A reabsorção de bicarbonato (HCO3-) no túbulo proximal também é orientada pelo gradiente de Na+, 
embora indiretamente. O gradiente químico do Na+ 
impulsiona o contratransporte de Na+ e íon 
hidrogênio, H+ através da membrana plasmática 
apical por meio de um permutador de Na+/H+. O H+ 
secretado se combina com o HCO3- filtrado no fluido 
tubular, formando água (H2O) e dióxido de carbono 
(CO2), catalisado pela enzima anidrase carbônica na 
membrana plasmática apical das células do túbulo 
proximal. O CO2 entra na célula através da 
membrana plasmática apical, em parte facilitado pela 
proteína de membrana integral, aquaporina 1. 
A anidrase carbônica citoplasmática catalisa a 
hidroxilação do CO2 com OH– doado da H2O, 
formando H+ e HCO3- na célula. O HCO3- atravessa a 
membrana plasmática basolateral através de um 
cotransportador de Na+ 3HCO3– e um permutador 
Na+dependente HCO3-/Cl-. 
A reabsorção do íon cloreto (Cl–) no túbulo proximal também é indiretamente potencializada pela 
bomba Na+,K+-ATPase e ocorre tanto pela via paracelular quanto pela transcelular. Como ocorre com o Na+ 
o HCO3–, a glicose, aminoácidos e outros solutos são reabsorvidos seletivamente e a água é absorvida junto 
com estes solutos, a concentração de Cl– no fluido tubular é elevada, estabelecendo um gradiente químico 
para a movimentação de Cl– em direção ao lado sanguíneo do epitélio. Além disso, no túbulo proximal inicial 
a absorção seletiva de Na+ excede a de 
ânions, resultando em uma carga líquida 
positiva do lado sanguíneo. Este processo 
gera um pequeno gradiente elétrico que 
favorece a reabsorção de ânions. Portanto, 
no túbulo proximal inicial, os gradientes 
químico e elétrico favorecem a reabsorção 
de Cl–. A zônula de oclusão é altamente 
permeávelao Cl–, portanto há uma 
transferência passiva e paracelular de Cl– 
do lúmen tubular para o fluido intersticial. 
A absorção transcelular de Cl– também 
ocorre no túbulo proximal. O Cl– acoplado 
a cotransportadores nas membranas 
plasmáticas apical e basolateral e os canais 
de Cl– na membrana plasmática 
basolateral facilitam o transporte de Cl-
através da membrana, que também é orientado por gradientes elétricos e químicos estabelecidos pela 
atividade de Na+,K+-ATPase. 
As proteínas de baixo peso molecular são avidamente reabsorvidas pelo túbulo proximal, mas por um 
mecanismo diferente. As proteínas filtradas, 
como insulina, glucagon, paratormônio e 
muitas outras são absorvidas na membrana 
plasmática apical por endocitose mediada por 
receptadores. Os receptadores de ligação de 
proteínas (megalina e cubilina) na membrana 
do plasma, são endocitados, e entregues pelas 
vesículas endocíticas às organelas 
intracelulares chamadas lisossomos, enquanto 
os receptores são reciclados para a membrana 
plasmática apical. As enzimas proteolíticas dos 
lisossomos degradam as proteínas 
reabsorvidas; os aminoácidos resultantes são 
transportados para o fluido intersticial e 
devolvidos ao sangue. 
 
O túbulo proximal secreta uma grande variedade de íons orgânicos no fluido tubular. Diversos íons 
orgânicos, incluindo tanto os produtos de resíduos endógenos quanto medicamentos ou toxinas exógenas, 
são ligados a proteínas no plasma e, portanto, são pouco filtrados pelo glomérulo. No entanto, o túbulo 
proximal limpa essas substâncias do sangue por meio de absorção basolateral e secreção apical no fluido 
tubular por processos mediados por carreadores. Os componentes orgânicos endógenos secretados pelo 
túbulo proximal incluem sais biliares, oxalato, urato, creatinina, prostaglandinas, epinefrina e hipuratos. Os 
medicamentos e as toxinas secretados pelo túbulo proximal incluem antibióticos (p. ex., penicilina G, 
trimetoprim), diuréticos (p. ex., clorotiazida, furosemida), agentes antivirais (por exemplo, aciclovir, 
ganciclovir), a morfina analgésica e vários de seus derivados. 
 
Imediatamente abaixo da porção reta do túbulo proximal encontra-se o ramo delgado da alça de Henle, 
que é um epitélio baixo, com poucas mitocôndrias e poucas invaginações membranosas. O transporte ativo 
de solutos neste segmento é praticamente inexistente. A função do ramo delgado é determinada pela 
distribuição segmentada de transportadores específicos de água e solutos, por suas propriedades de 
permeabilidade passiva e por sua orientação espacial na medula. 
No ramo ascendente da alça de Henle, o epitélio baixo do ramo delgado é abruptamente alterado para 
um epitélio relativamente alto do ramo ascendente espesso (RAE). O ramo ascendente espesso tem diversas 
mitocôndrias e invaginações na membrana plasmática basolateral, refletindo sua alta capacidade para o 
transporte ativo de solutos. O túbulo contorcido distal segue com um epitélio ainda mais alto 
e uma densa matriz mitocondrial. 
 
O ramo ascendente espesso da alça de Henle e o túbulo contorcido distal reabsorvem Na+, Cl– e os 
cátions divalentes Ca2+ e Mg2+. Estes segmentos reabsorvem solutos contra um gradiente elevado. No 
momento em que o fluido tubular deixa o túbulo contorcido distal, mais de 90% dos sais filtrados foram 
reabsorvidos. Como no túbulo proximal, a reabsorção de sais no ramo ascendente espesso e no túbulo 
contorcido distal é orientada pela Na+, K+ -ATPase na membrana plasmática basolateral. Nas RAE, o 
gradiente eletroquímico de Na+ determinado pela atividade basolateral Na+,K+-ATPase direciona a captação 
de íons por meio do cotransportador 
Na+,K+,2Cl- (NKCC2) na membrana 
plasmática apical. O Cl– intracelular 
difunde-se para o fluido intersticial por 
meio de canais de Cl– na membrana 
plasmática basolateral. O K+ reduz seu 
gradiente de concentração através de 
canais K+ apicais, portanto, é reciclado 
para o lúmen. A absorção de Cl- e a 
secreção de K+ causam uma tensão 
positiva no lúmen em relação ao 
interstício. O gradiente elétrico do 
lúmen para o sangue impulsiona a 
difusão dos cátions bivalentes, o Ca2+ e 
Mg2+, bem como o Na+ através de 
canais paracelulares seletivos de 
cátions formados por junções firmes de 
proteínas conhecidas como claudinas. 
O cotransportador apical de Na+,K+, 
2Cl– no ramo ascendente espesso é 
inibido pelos diuréticos de alça (nomeados para a alça de Henle), como a bumetanida e a furosemida, que são 
frequentemente utilizados em medicina veterinária clínica. 
O túbulo contorcido distal contém um cotransportador (NCC) apical de NaCl que medeia a circulação de 
Na+ a partir do fluido tubular em direção do gradiente químico para o Na+ gerado pela Na+, K+-ATPase 
basolateral. Cl- sai através dos canais basolaterais direcionados pelo gradiente elétrico. O cotransportador de 
NaCl é inibido pelos diuréticos tiazídicos. 
O ramo ascendente espesso e o túbulo contorcido distal são impermeáveis à água. A ávida reabsorção 
de sais sem água resulta em um fluido tubular hipotônico; portanto, esses segmentos algumas vezes são 
denominados segmentos diluidores. A diluição do fluido tubular ocorre independentemente da condição 
volumétrica do animal. É um componente importante de regulação do volume de fluido, permitindo que os 
rins eliminem o excesso de água sem sal, impedindo, assim, a sobrecarga da água e a hipotonicidade 
plasmática, gerando um interstício medular hipertônico, que é necessário para a concentração de urina e 
conservação de água. 
 
 
 
 Os túbulos coletores iniciais convergem no ducto coletor, que atravessa o córtex e a medula, atingindo o 
ápice papilar, onde o fluido tubular (urina) é secretado na pelve renal. Na maior parte do sistema do ducto 
coletor, existem dois tipos celulares principais: a 
célula intercalada, que possui diversas vesículas 
intracitoplasmáticas e mitocôndrias, e a célula 
principal, que possui menos vesículas 
intracitoplasmáticas e mitocôndrias, mas extensas 
invaginações na membrana plasmática basolateral. 
A reabsorção de NaCl no ducto coletor é 
primariamente uma função das células principais e 
é impulsionada pela Na+,K+-ATPase basolateral. 
Como em outros segmentos tubulares, o Na+ é 
transportado ativamente por sua bomba para o 
fluido intersticial, que estabelece um gradiente 
eletroquímico para a absorção de Na+ através dos 
canais do epitélio apical de Na+. O potencial 
elétrico negativo luminal resultante orienta a 
absorção de Cl– pela via paracelular. 
Controle da excreção líquido renal de 
potássio é uma outra função do ducto do coletor. 
O K+ é bombeado ativamente para a célula pela 
Na+,K+-ATPase, elevando a concentração de K+ 
acima daquela do fluido intersticial e do fluido 
tubular. O K+ intracelular deixa a célula, abaixo do gradiente químico, através dos canais de K+ presentes nas 
membranas plasmática, apical e basolateral. Sob circunstâncias normais, no entanto, a secreção líquida de K+ 
ocorre por duas razões: (1) o canal apical de K+, ROMK, é mais permeável do que o canal basolateral de K+ e 
(2) o potencial elétrico negativo do lúmen favorece a secreção de K+. O ducto coletor também pode 
reabsorver o K+. O potássio intracelular é ativamente transportado em troca de íons de hidrogênio no fluído 
tubular pela H+,K+-ATPase apical. Quando o potássio da dieta é restrito, a atividade H+,K+-ATPase e expressão 
no ducto coletor são reguladas e a atividade do canal apical K+ (ROMK e BK) é inibida; estes efeitos melhoram 
a absorção K+ líquida do lúmen e favorecem a saída de K+ através de canais K+ basolaterais, promovendo 
assim a reabsorção de K+. 
No túbulo proximal,a maioria dos solutos filtrados e água são reabsorvidos, independentemente do 
estado fisiológico do animal, mas a taxa de reabsorção do sódio, cloreto, fosfato, e outros solutos é regulada 
por hormônios específicas. O túbulo distal e o ducto coletor controlam a taxa terminal de excreção de 
eletrólitos e água, mantendo a homeostase, apesar das variações na ingestão dietética e das perdas 
extrarrenais de sais e água. 
 
A angiotensina II aumenta diretamente a reabsorção de sódio no túbulo proximal, no ramo ascendente 
espesso da alça de Henle, no túbulo contorcido distal e no ducto coletor. Esses segmentos contêm receptores 
específicos de angiotensina II que, quando ativados, aumentam o transporte de Na+. 
A aldosterona é um hormônio mineralocorticoide, secretado pelo córtex adrenal. A liberação de 
aldosterona é estimulada pela hipotensão sistêmica, através do sistema renina-angiotensina. A aldosterona 
atua nas células do segmento conector e nas células principais do ducto coletor para aumentar a reabsorção 
de Na+ , o que, por sua vez, eleva a reabsorção de água, a fim de aumentar o volume de fluido. Em nível 
celular, a aldosterona aumenta a permeabilidade dos canais de Na+ da membrana plasmática apical (ENaC) e 
estimula a atividade da Na+,K+-ATPase, consequentemente elevando a reabsorção de Na+. Estimulação 
crônica da aldosterona provoca proliferação da membrana plasmática basolateral e elevada abundância de 
Na+,K+-ATPase. 
A liberação de aldosterona também é estimulada pela hipercalemia (nível plasmático elevado de K+) e 
possui um papel importante na regulação da homeostase de K+. A aldosterona aumenta a entrada basolateral 
de K+ nas células principais através da estimulação da atividade de Na+,K+-ATPase. O aumento da atividade 
ENaC apical e a absorção de Na+ luminal criam um gradiente elétrico favorável para a secreção de K+ através 
de canais apicais K+ e, assim, aumenta a excreção urinária de K+. 
Em algumas espécies, o hormônio antidiurético (ADH, vasopressina), que é liberado quando o animal 
apresenta uma depleção volumétrica, está desidratado ou hipotenso, aumenta a reabsorção de sais a partir 
do ramo ascendente espesso e do ducto coletor. 
Os rins reabsorvem a maior parte do cálcio filtrado (Ca2+) e contribui significativamente para a 
regulação do equilíbrio sistêmico de Ca2+. Aproximadamente 65% do Ca2+ filtrado são absorvidos no túbulo 
proximal; a maior parte da reabsorção de Ca2+ no túbulo proximal é paracelular e passiva, orientada pelos 
gradientes elétrico e químico. Aproximadamente 20% do Ca2+ filtrado é reabsorvido no ramo ascendente 
espesso da alça de Henle. A reabsorção de Ca2+ neste segmento ocorre principalmente por meios passivos e 
paracelulares, impulsionados por gradientes eletroquímicos. 
A hipocalcemia (nível plasmático baixo de Ca2+) estimula a liberação de paratormônio, o que estimula 
os ossos, os intestinos e os rins a elevaram o nível plasmático de Ca2+. 
 
 
 
 
 
 
 
Equilíbrio Acidobásico 
 
O pH normal do sangue é de aproximadamente 7,4; o funcionamento celular normal requer um pH 
próximo deste valor. Três sistemas mantêm a homeostase acidobásica: os tampões intra e extracelulares, os 
pulmões e os rins. Os dois primeiros realizam rápidas correções no pH sanguíneo, enquanto os rins controlam 
a homeostase acidobásica de forma mais lenta excretando o excesso de íons de hidrogênio (H+). 
A manutenção do equilíbrio acidobásico requer a prevenção do excesso de ácido no organismo. O ácido é 
produzido constantemente pelo organismo como um subproduto do metabolismo. A quantidade de ácido 
produzida varia dependendo de alterações na dieta, exercícios, outras funções orgânicas e, nas aves, das fases 
do ciclo de postura de ovos. Portanto, os sistemas que mantêm a homeostase acidobásica devem se adaptar 
às alterações na carga ácida. 
Vários tampões intra e extracelulares titulam o H+ para manter um pH fisiológico. Estes incluem 
hemoglobina e outras proteínas, carbonato ósseo, fosfato e bicarbonato (HCO3-). Estes tampões normalizam 
o pH rapidamente após alterações agudas na carga ácida, a menos que a capacidade de tamponamento seja 
excedida. Além disso, durante a acidose metabólica crônica, os ossos fornecem um reservatório de tampão 
que é mobilizado para ajudar a normalizar o pH sistêmico. O excesso de H+ e a redução de HCO3– no fluido 
extracelular promovem a dissolução óssea, tanto a físico-química quanto a mediada por osteoclastos, 
liberando carbonato, que tampona o H+. Na acidose crônica, isso pode resultar em densidade mineral óssea 
anormalmente baixa. 
O sistema respiratório também responde rapidamente para manter o pH sanguíneo normal alterando a 
taxa de remoção do dióxido de carbono (CO2) do sangue. A enzima anidrase carbônica (CA), presente nos 
eritrócitos e em várias outras células, catalisa a seguinte reação: 
 
 
A remoção de CO2 do sangue pela respiração altera esta reação para a esquerda e a concentração de H+ 
é, consequentemente, reduzida (o pH é aumentado). Portanto, o pulmão é uma importante via de 
estabilização do pH sanguíneo, particularmente em resposta a alterações rápidas na carga ácida. 
Os rins são a terceira linha de defesa do equilíbrio acidobásico. Embora os sistemas de tamponamento e 
respiratório sejam capazes de estabilizar o pH sanguíneo, os rins são responsáveis pela excreção real da 
maioria do H+ excedente. 
Os rins excretam ácido de forma eficaz pelos efeitos combinados de (1) anidrases carbônicas que 
disponibilizam prótons e bicarbonato para o transporte, (2) transportadores que movem o H+ das células 
epiteliais para o fluido tubular e bicarbonato para o fluido intersticial, e (3) tampões que minimizam as 
elevações na concentração de H+ no fluido tubular. 
Os rins excretam ácido pela secreção de H+ primariamente no túbulo proximal, no ramo ascendente 
espesso da alça de Henle e no ducto coletor. Estes segmentos utilizam diferentes mecanismos para excretar o 
ácido excedente e para controlar o pH sanguíneo de forma precisa. O túbulo proximal secreta a maioria do 
ácido excedente, enquanto o ducto coletor controla a excreção líquida de ácido e o pH final da urina. A maior 
parte do H+ secretado é transportada através da membrana plasmática apical pelos três transportadores. 
Os rins controlam a concentração de íons hidrogênio do líquido extracelular ao excretarem urina ácida 
ou básica. A excreção de urina ácida reduz a quantidade de ácido nos líquidos extracelulares, enquanto a 
excreção de urina alcalina remove a base dos líquidos extracelulares. 
Os meios pelos quais o organismo determina se a urina será ácida ou alcalina são os seguintes: grandes 
quantidades de íons bicarbonato são filtradas continuamente no filtrado glomerular, removendo base do 
sangue. Por outro lado, grandes quantidades de íons hidrogênio são secretadas ao mesmo tempo no lúmen 
tubular pelo epitélio tubular, com conseqüente remoção do ácido. Se a secreção de íons hidrogênio for maior 
que a filtração de íons bicarbonato, haverá perda efetiva de ácido dos líquidos extracelulares. Por outro lado, 
se a filtração de bicarbonato for maior que a secreção de hidrogênio, haverá perda efetiva de base. As seções 
que se seguem descrevem os diferentes mecanismos renais que atuam nesses processos. 
As células epiteliais de todo sistema 
tubular, à exceção do ramo grosso da alça de 
Henle, secretam íons hidrogênio para o líquido 
tubular. Todavia, em diferentes segmentos 
tubulares, existem dois mecanismos muito 
diferentes, cada qual com características próprias 
e finalidades distintas. 
Transporte ativo secundário de íons 
hidrogênio nos segmentos tubulares iniciais. As 
células epiteliais do túbulo proximal do segmento 
grosso doramo ascendente da alça de Henle e do 
túbulo distal secretam íons hidrogênio para o 
líquido tubular por transporte ativo secundário. 
O processo secretor começa com o dióxido 
de carbono, que se difunde para o interior das 
células ou que é formado pelo metabolismo das 
células epiteliais tubulares. O dióxido de carbono, 
sob influência da enzima anidrase carbônica, combina-se com água para formar ácido carbônico. A seguir, 
este se dissocia em íon bicarbonato e íon hidrogênio. Por fim, os íons hidrogênio são secretados no túbulo por 
um mecanismo de contra-transporte de Na+-H+. Isto é, quando o sódio se desloca do lúmen do túbulo para o 
interior da célula, ele se combina inicialmente com uma proteína transportadora na borda luminal da 
membrana celular, e, ao mesmo tempo, um íon hidrogênio no interior da célula se combina com a extremi-
dade oposta da mesma proteína transportadora. A seguir, como a concentração de sódio é muito mais baixa 
dentro da célula do que no lúmen celular, isso determina o movimento de sódio ao longo de seu gradiente de 
concentração para o interior, proporcionando ao mesmo tempo a energia necessária para mover o íon 
hidrogênio na direção oposta (a direção "contra") para o lúmen tubular. 
Transporte ativo primário de íons hidrogênio na porção terminal dos segmentos tubulares. Começando 
na porção terminal dos túbulos distais e prosseguindo por todo o resto do sistema tubular até a pelve renal, 
os túbulos secretam íons hidrogênio por transporte ativo primário. As características desse transporte diferem 
muito do sistema de transporte ativo secundário nos segmentos tubulares iniciais. 
O mecanismo do transporte ativo primário de íons hidrogênio ocorre na membrana luminal da célula 
tubular, onde os íons hidrogênio são 
transportados diretamente por proteína 
transportadora específica, a adenosina 
trifosfatase transportadora de hidrogênio 
(H+ATPase), 
Os íons hidrogênio bombeados por 
este processo são gerados no interior da 
célula nas duas etapas seguintes: O CO2 
dissolvido combina-se com a água no 
interior da célula, formando-se ácido 
carbônico (H2CO3); a seguir, o ácido 
carbônico se dissocia em íons 
bicarbonato, que são absorvidos pelo 
sangue, e em íons hidrogênio (H + ), que são secretados na urina. 
Na acidose, a proporção entre dióxido de carbono e íons bicarbonato no líquido extracelular aumenta. 
Por conseguinte, a intensidade da secreção dos íons hidrogênio eleva-se até um nível superior à filtração dos 
íons bicarbonato nos túbulos. Em conseqüência, ocorre secreção de excesso de íons hidrogênio nos túbulos, 
enquanto quantidades diminuídas de bicarbonato penetram no filtrado glomerular, de modo que, nesse 
estágio, existe um número muito pequeno de íons bicarbonato para reagir com os íons hidrogênio. Esses íons 
hidrogênio em excesso combinam-se com os tampões existentes no líquido tubular, sendo então excretados 
na urina. 
Toda vez que um íon hidrogênio é secretado nos túbulos, ocorrem simultaneamente dois outros efeitos: 
em primeiro lugar, forma-se um íon bicarbonato na célula epitelial tubular; e, em segundo lugar, ocorre 
absorção de um íon sódio do túbulo para a célula epitelial. O íon sódio e o íon bicarbonato são então 
transportados juntos da célula epitelial para o líquido extracelular. 
 
 
 
 
 
O metabolismo renal de amônia é o principal componente na manutenção do equilíbrio acidobásico. 
Nas células do túbulo proximal, o aminoácido glutamina é 
metabolizado, produzindo NH4+ (Este processo é 
denominado amoniogênese). O NH4+ intracelular entra no 
fluido tubular por meio do transporte ativo secundário 
pela substituição do H+ no permutador de Na+/H+. O 
metabolismo da glutamina também produz novos ânions 
de bicarbonato, que são transportados através da 
membrana plasmática basolateral. Assim, a amoniogênese 
do túbulo proximal permite a produção de bicarbonato e a 
absorção e distribuição distal da amônia. A amoniogênese 
renal é aumentada pela acidose, constituindo uma 
importante resposta renal a uma elevação na carga ácida. 
 
 
 
A taxa de secreção ácida pelo ducto coletor determina o pH final da urina e a excreção líquida de ácido 
pelos rins. Apesar da secreção forte de ácido no túbulo proximal e a contribuição adicional no ramo 
ascendente espesso, devido ao tamponamento luminal, o pH do fluido tubular que atinge o segmento 
conector ainda é semelhante ao do filtrado glomerular, com o pH de aproximadamente 7,4. No entanto, o pH 
normal da urina dos carnívoros varia de 5,5 a 7,5, o dos ruminantes varia de 6 a 9, e valores ainda mais 
extremos de pH ocorrem em resposta à acidose e à alcalose. O ducto coletor é responsável por sua 
capacidade de excretar urina com um pH extremamente diferente daquele do plasma. 
Ao contrário do túbulo proximal, que é um sistema de alta capacidade e de baixo gradiente para 
secreção de H+, o ducto coletor possui uma menor capacidade de secreção e H+, mas pode gerar um 
gradiente de concentração de H+ acentuado. A 
secreção de ácido, na maior parte do sistema 
de ductos coletores, é primariamente uma 
função de um grupo especializado de células 
epiteliais, as células intercaladas. As células 
intercaladas contêm uma quantidade 
abundante de anidrase carbônica 
citoplasmática, que catalisa a formação de H+ e 
HCO3– intracelular a partir de H2O e CO2. 
Nestas células, o H+ é secretado para o fluido 
tubular e o O HCO3– é transportado para o 
lado sanguíneo da célula. 
A secreção de ácido no ducto coletor é 
geralmente aumentada pela acidose e 
suprimida pela alcalose. O túbulo proximal reabsorve HCO3– e secreta H+ independentemente da 
concentração plasmática de HCO3– e do pH sanguíneo. De fato, conforme a concentração plasmática de 
HCO3– aumenta, sua concentração no filtrado glomerular aumenta e a quantidade de reabsorção de HCO3– 
pelo epitélio do túbulo proximal também aumenta. Entretanto, o ducto coletor é capaz de secretar HCO3– 
líquido em resposta à alcalose, mas isto só ocorre no segmento conector e no ducto coletor cortical.