6 FISIOLOGIA RENAL

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FISIOLOGIA RENAL
2019
Principais funções dos rins
Balanço hídrico e eletrolítico;
Conservação, bloqueio e passagem dos nutrientes (aminoácidos);
Manutenção da concentração hidrogenionica – equilíbrio pH sanguíneo;
Remoção dos produtos finais do metabolismo do nitrogênio (ureia, acido úrico) e creatinina;
Atividade endócrina;
Tecido alvo de vários hormônios (ADH, Aldosterona);
Regulação da pressão arterial;
A manutenção do meio interno pelos rins
O equilíbrio entre a perda e a ingestão de água
adaptado de “Fisiologia: texto e atlas”, Silbernagl e Despopoulos, 2003
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A manutenção do meio interno pelos rins
Quando ocorre um aumento da ingestão de água, os rins aumentam a formação urinária.
adaptado de “Fisiologia: texto e atlas”, Silbernagl e Despopoulos, 2003
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adaptado de “Fisiologia: texto e atlas”, Silbernagl e Despopoulos, 2003
A manutenção do meio interno pelos rins
O aumento da excreção urinária provocará desidratação e sede. Enquanto não houver a reposição da água necessária, os rins diminuirão a formação urinária.
Produção de urina
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Urina produzida pelos rins 
Drenada através do ureter
Armazenada na Vesícula urinária
Eliminada do corpo pela uretra
O sistema urinário é formado por um par de rins, ureteres, vesícula urinária e uretra.
Anatomia
Anatomia
cão
bovino
Anatomia 
Margem medial:
Hilo;
Estruturalmente dividido em três regiões:
Córtex renal;
Medula renal;
Pelve renal; 
Hilo renal
Artéria renal
Veia renal
Vasos linfáticos
Suprimento nervoso
Ureter 
Córtex e medula renal
ureter
pelve renal
artéria renal
veia renal
papila renal
córtex renal
cápsula renal
medula renal
cálice menor
cálice maior
coluna renal
pirâmide renal
Córtex e medula renal
Néfron 
Unidade funcional do Rim - Consiste em um estrutura tubular especializada relacionada intimamente com vasos sanguíneos;
Número varia consideravelmente entre as espécies;
Não são regeneráveis:
Néfrons glomerulares;
Néfrons justaglomerulares;
Composto:
Glomérulo envolto pela cápsula de Bowman;
Longo túbulo (TCP, AH, TCD, TC e DC); 
Nefrons justaglomerulares absorvem 25% a + de agua que o nefron cortical
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Néfron
Nefrons glomerulares
Nefrons justaglomerulares
Os vasos sangüíneos renais
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*Túbulo contorcido proximal
*Alça de Henle
*Túbulo contorcido distal
*Túbulo coletor
*Ducto coletor
Número de néfrons:
 
Bovinos - 4 milhões 
Suíno – 1,25 milhões 
Humanos – 1 milhão 
Cão – 500 mil 
Gato 250 mil 
Glomérulo 
Enovelado capilar formado a partir da arteríola aferente;
Local responsável pela filtração do sangue;
Na filtração glomerular o plasma atravessa três camadas: endotélio capilar, membrana basal e a parede interna da cápsula de Bowman (epitélio visceral) 
Camadas glomerulares 
• Endotélio capilar: camada única de células com extensões citoplasmáticas cravadas por fenestras 
• Membrana basal glomerular: estrutura acelular composta por várias glicoproteínas, incluindo colágenos tipo IV e V, proteoglicanos, laminina, fibronectina e entactina 
• Epitélio visceral: camada de células aglomeradas, entrelaçadas, denominadas podócitos (fendas de filtração)
Endotelio capilar
Membrana basal glomerular
Epitelio visceral 
Fluxo sanguíneo renal (FSR)
FSR é diretamente proporcional ao gradiente de pressão entre as artéria e as veias renais
FSR é inversamente proporcional a resistência dos vasos renais (arteríolas)
O rim possui dois conjuntos de arteríolas
Arteríola aferente
Arteríola eferente
Fluxo sanguíneo renal (FSR)
Regulação do FSR
Sistema nervoso simpático
Inerva tanto a arteríola aferente quanto a eferente
Produz vasoconstrição
Angiotensina II
Potente vasoconstritor das arteríolas aferentes e eferentes (sendo mais sensíveis estas últimas)
Prostaglandinas (E2 e I2)
Produzidas localmente no rim
Vasodilatadoras das arteríolas aferentes e eferentes 
Fluxo sanguíneo renal (FSR)
Auto-regulação (2 explicações)
Hipótese miogênica: resposta autonômica. Aumento de pressão interna causa expansão do diâmetro do vaso e manutenção do fluxo constante. 
Feedback tubuloglomerular (macula densa – < [Na])
		- dilatação Aa (PGE2, PGI2, NO)
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mecanismo miogênico é a capacidade autônoma de responder, mecanicamente, à tendência do aumento da pressão interna, expandindo o diâmetro do vaso, e mantendo o fluxo constante.
Tubuloglomerular: velulas macula densa sensíveis a baixa concentração de Na, (maior reabsorção). Ocorre dilatação da arteríola aferente com aumento de fluxo. 
Liberam NO e prostaglandinas ou vasoconstritores (AII)
Fluxo sanguíneo renal (FSR)
 – auto regulação
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 PA   FSR   FG  soluto e água no líquido tubular  detectado pela mácula densa  liberação de vasoconstritor  vasocontrição das arteríolas aferentes  FSR   FG até seus valores normais
Depuração renal
Depuração renal é o volume de plasma inteiramente depurado de uma substância, pelos rins, por unidade de tempo.
C = depuração (ml/min)
[U] = concentração urinária (mg/ml)
V = débito urinário por minuto (ml/min)
[P] = concentração plasmática mg/ml)
Excreção renal
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Depuração ou “clearence” descreve a intensidade (ou velocidade) com que uma substância é removida (depurada) do plasma.
Túbulo contorcido proximal
• Possui uma porção convoluta e outra reta 
• Revestido por um epitélio cúbico simples, cujas células apresentam duas membranas com diferentes permeabilidades e características de transporte - membrana luminal ou apical e a membrana peritubular ou basolateral 
• Membrana luminal separa a célula da luz tubular 
• Membrana basolateral limita a célula com interstício e capilares peritubulares 
Alça de Henle
•Apresenta 3 segmentos = Ramo descendente delgado, ascendente delgado e ascendente espesso 
Túbulo contorcido distal
O Ramo ascendente da alça de Henle retorna até o glomérulo e passa entre a arteríola aferente e eferente e prossegue dali como Túbulo Contorcido Distal (TCD) 
• A junção do TCD com o glomérulo é chamada de Aparelho Justaglomerular. 
• O TCD se une ao Túbulo coletor cortical que está ligado ao Duto coletor e finalmente à Pelve Renal 
Cels justaglomerulares – renina
Macula densa- sensiveia [Na]
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Túbulo distal – aparelho justaglomerular 
Função: Auxiliam a regulação do fluxo renal e da taxa de filtração glomerular (SRAA)
Células da mácula densa – detectam a variação de volume e composição do fluido tubular distal (NO, PGI2, PGE2, AII)
Angiotensina libera NO e prostaglandinas
Libera ADH
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Ducto coletor
• Possui células cúbicas, com poucos microvilos na região apical e citoplasma com muitas e largas mitocôndrias. 
• Células principais – estão em maior número (70%) e são responsáveis pela reabsorção de sódio e secreção de potássio; 
• Células intercalares – representam 30%, diminuem à proporção que o túbulo desce à medula, apresentando citoplasma com muitas mitocôndrias (rica em anidrase carbônica); 
Inervação renal
Efetuada pelas fibras do sistema simpático;
Estruturas inervadas: vasculatura renal e todos segmentos do néfron; 
Atividade nervosa simpática produz mudanças na hemodinâmica renal, no transporte tubular de água e íons e na secreção de renina;
Formação da urina
Resultado da:
Filtração glomerular; 
Reabsorção tubular;
Secreção tubular;
Excreção renal 
Formação da urina 
Filtrado = plasma com poucas proteínas e macromoléculas
Reabsorção tubular = transporte de uma substância do interior tubular para o sangue
 Secreção tubular = transporte de uma substância do sangue para o interior tubular
 
Excreção renal = eliminação final pela uretra
Formação da urina
Taxa de Excreção Urinária
 = 
Taxa de Filtração Glomerular
-
Taxa de Reabsorção 
+ 
Taxa de Secreção
O homem adulto de 70 Kg apresenta cerca 
de 42L de água corporal
Intracelular – 28L
Extracelular – 14L
 Líquido intersticial – 11L 
 Plasma – 3L
	
Mecanismos renais de manipulação do plasma
Todo o plasma é filtrado
60 vezes por dia
180 litros de plasma são filtrados por dia
Homem normal de 70 Kg: 3 litros de plasma
Excreção diária (média):1,5 litros de urina
Filtração Glomerular
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FILTRADO GLOMERULAR
ph 7,4
densidade 1,010
glicose - 80 mg/100ml
nitrogénio da ureia - 15 mg/100ml
sódio - 140 mEq/l
cloro - 100 mEq/l
bicarbonato - 27 mEq/l
potássio - 4,5mEq/l
Filtração glomerular
Primeira etapa na formação da urina
As forças responsáveis pela filtração glomerular são as forças de Starling
Filtração Glomerular
Produção de um ultrafiltrado de plasma dos capilares glomerulares para a cápsula de Bowman:
 Livre de proteínas e elementos celulares
 Quantidade de Sais e moléculas orgânicas similares à do plasma
A ultrafiltração é causada pelas forças de Starling:
Balanço entre as forças hidrostática e oncótica transcapilares
Pressão hidrostática capilar = PCG
Pressão hidrostática capsular = Pt
Pressão oncótica capilar = CG
Pressão oncótica capsular = t
Puf = (PCG - Pt) - CG
Filtração glomerular
Equação de Starling
FG = Kf [(PCG-PEB)-CG]
Onde,
FG = filtração glomerular
Kf = coeficiente de filtração
PCG = pressão hidrostática no capilar glomerular
PEB = pressão hidrostática no espaço de Bowman
CG = pressão oncótica no capilar glomerular
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Forças de Starling 
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Coeficiente de filtração: expressa a permeabilidade da parede capilar para os líquidos, se mede em mililitros por minuto por mililitro de mercurio
Filtração glomerular
+45
-19
Filtração glomerular
+45
-35
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Equilíbrio de filtração
Natureza do filtrado
Denominado ultrafiltrado – Por que???
Componentes maiores estão ausentes 
 Proteínas com peso molecular de 70.000 e acima ficam excluídas do filtrado 
A albumina, a menor das proteínas plasmáticas, possui peso molecular médio de 69.000, e 0,2 a 0,3% da sua concentração plasmática pode aparecer no filtrado 
Pressão efetiva na filtração
Pressão hidrostática capilar 
Pressão oncótica capilar 
Pressão hidrostatica na cápsula de Bowman
Filtração glomerular
Forças Envolvidas: 
Pressão hidrostática capilar glomerular = 60mmHg = favorece a filtração 
Pressão hidrostática espaço de Bowman = 18 mmHg = Opõe-se a filtração 
Pressão coloidosmótica capilar glomerular = 32 mmHg = Opõe-se a filtração 
A diferença de 10 mmHg = pressão de Filtração
Característica da substancia a ser filtrada
Regulação da Taxa de Filtração Glomerular
De um modo geral, o aumento da pressão arterial sistêmica, a vasodilatação da arteríola aferente e a vasoconstrição de arteríola eferente são capazes de aumentar a taxa de filtração renal. 
Filtração Glomerular
Controle Mecânico da Filtração Glomerular
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
Variações na filtração glomerular
SISTEMAS REGULADORES FILTRAÇÃO GLOMERULAR:
Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona
Retroalimentação tubuloglomerular
Reflexo miogenico
Fatores extra renais
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
SISTEMAS REGULADORES 
SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONA 
Secretado pelas células justaglomerulares
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
Ações da Angiotensina 
Vasoconstrição sistêmica e da arteriola eferente - >TFG;
Impede falência renal na hipotensão;
Estimula liberação Aldosterona: promove reabsorção de Na+;
Induz a liberação de ADH: reabsorve agua;
Estimula a produção e liberação de prostaglandinas vasodilatadoras renais (E2, I2), moderadores do efeito vasoconstritor;
SISTEMAS REGULADORES 
SISTEMAS REGULADORES
RETROALIMENTAÇÃO TUBULOGLOMERULAR (Aparelho Justaglomerular) 
Células da Mácula densa são sensíveis à baixa concentração de Na+ e Cl- no fluido tubular (maior reabsorção mediante menor fluxo)
Ocorre a dilatação da arteríola aferente: > fluxo e pressão hidrostática capilar: > TFG 
Os mecanismos relacionados a macula densa podem envolver liberação de derivados endoteliais de efeitos vasodilatadores (oxido nítrico, PGI2 e PGE2 ) ou vasoconstritores (endotelina, tromboxano A e a angiotensina II) 
SISTEMAS REGULADORES
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
REFLEXO MIOGÊNICO 
Resposta das arteríolas glomerulares frente ao aumento na tensão da parede arteriolar, tendo como resultado uma constrição arteriolar imediata 
SISTEMAS REGULADORES
SISTEMAS REGULADORES
FATORES EXTRARENAIS: São fatores sistêmicos para o controle do volume sanguíneo e o tônus vascular 
Fatores que atuam ou aumentam o volume sanguíneo: 
Aldosterona
Vasopressina (ADH)
Peptideo atrial natriurético (PNA)
Fatores que atuam sobre o tônus vascular: 
Catecolaminas 
Vasopressina (ADH)
Estímulo β-adrenérgico que pode ativar o sistema Renina-Angiotensina 
Estímulo α-adrenérgico que pode causar vasoconstricção renal. 
Padrão de filtração e reabsorção de substâncias
Filtração, reabsorção e secreção de diversas substâncias 
Produtos finais do metabolismo como Ureia, Creatinina, Ácido Úrico e Uratos são excretadas em grandes quantidades (Substância A)
Água e eletrólitos como íons de sódio, cloretos e bicarbonato são reabsorvidos, excretados em pequenas quantidades (Substância B)
Nutrientes como aminoácidos e glicose são completamente reabsorvidos, não sendo excretados (Substância C) 
Ácidos e bases orgânicas, fármacos e substâncias estranhas (toxinas) são excretados pelo filtrado e excreção tubular, eliminados em grandes quantidades (Substância D)
Reabsorção, secreção e excreção
Filtração glomerular
Carga filtrada = quantidade de uma substância filtrada para o espaço de Bowman por unidade de tempo
Carga filtrada = FG  [P]x
Líquido tubular (ou luminal) = líquido no espaço de Bowman e no lúmem do néfron
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Reabsorção
Líquido tubular
Sangue capilar peritubular
Proteínas transportadoras
Água e Na+, Cl-, bicarbonato, glicose, aminoácidos, uréia, Ca2+, Mg2+, fosfato, lactato, citrato
Secreção
Líquido tubular
Sangue capilar peritubular
Proteínas transportadoras
Ácidos e bases orgânicas, K+
Excreção
Quantidade de substância excretada por unidade de tempo
Intensidade da excreção = V  [U]x
É o resultado efetivo da filtração, reabsorção e secreção.
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Intensidade da reabsorção ou da secreção = carga filtrada - intensidade da excreção
Transporte tubular
Conceitos importantes: 
Transporte passivo: Não requer gasto de energia da célula para transportar a substância pela membrana;
Transporte ativo primário: Processo no qual a energia liberada do ATP e transmitida diretamente para o carreador;
Transporte ativo secundário: Processo no qual usa o desequilíbrio criado pelo transporte primário para mover uma substância adicional
Transporte tubular
Conceitos importantes: 
Co-transporte – transporte simultâneo de dois ou mais compostos no mesmo transportador na mesma direção (ex: Na+ - glicose e Na+ - aminoacido); 
Contratransporte – movimento de um composto em uma direção, dirigido pelo movimento de um segundo composto na direção oposta (ex: contra-transporte Na+ - H+ ); 
Via Transcelular – passa através das membranas basolaterais e luminal; 
Via Paracelular – passa através das tight junction;
Transporte tubular
Reabsorção e Secreção tubular
Altamente seletiva;
Como a filtração é pouco seletiva , a determinação do que será excretado é feita pela reabsorção tubular;
Os processos de reabsorção e secreção ocorrerão na medida em que o fluido tubular coletado pela cápsula de Bowman percorre os diferentes segmentos do néfron; 
• Na cápsula de Bowman o ultrafiltrado é idêntico ao plasma. É rico em Na+, glicose e aminoácidos; 
Magnitude da reabsorção
Volume de filtrado / dia:
100 ml/min x 1440 min = 144 litros / dia
Volume de diurese / dia
1 a 2 litros / dia
Túbulo contorcido proximal
Responsável pela reabsorção da maioria do ultrafiltrado. ( 60 a 80%);
Via transcelular e a paracelular; 
Reabsorção de 80% de Na+ e de 70% de Cl filtrados ;
Reabsorção de K+ , HCO- 3 , Ca2+, Mg 2+, Ureía, ác. Úrico; 
Reabsorção total de glicose e aminoácidos; 
Secreção de H+; 
Reabsorção de peptídeos e proteínas de baixo peso molecular;
Túbulo contorcido proximalMecanismos na membrana basolateral: 
Transporte ativo de Na+ (ATPase de Na+ , K+ ) localizada na membrana plasmática basolateral;
Canais de íons de potássio – permitem o potássio retornar ao interstício por difusão; 
Contratransportador de HCO3- ;
Glicose é transportada para fora da célula por difusão facilitada; 
Obs: Gradiente químico favorece a movimentação do cloro para o sangue; 
Túbulo contorcido proximal
Mecanismos na membrana luminal:
Canais de íons de sódio; 
Contratransporte Na+ /H+; 
Co-transporte de Na+ / Glicose; 
Alça de Henle
Ramo Descendente Delgado:
Alta permeabilidade a água; 
Absorção de 20% da água filtrada.
Impermeável ao Na+ , Cl- e Uréia; 
Osmose da água; 
Retenção dos solutos;
A função do ramo fino é determinada por suas propriedades de permeabilidade passiva. Estas características são essenciais para seu papel na absorção hídrica; 	
Alça de Henle
Ramo Ascendente Delgado:
Impermeável a água; 
Permeabilidade alta ao NaCl; 
Permeabilidade moderada a Uréia; 
Retenção da água no túbulo; 
Saída do NaCl para o Interstício; 
Entrada de Uréia no túbulo; 	
Alça de Henle
Ramo Ascendente Espesso:
Baixa permeabilidade a água e Uréia; 
Transporte ativo de NaCl do túbulo para o Interstício; 
Retenção da água no túbulo; 
Saída do NaCl para o Interstício; 
Uréia mantida no Interstício; 
Reabsorção ativa de sódio, cloreto e potássio.
Praticamente impermeável à água
Túbulo contorcido distal
Ocorre transporte ativo de NaCl; 
Baixa permeabilidade a água e Uréia; 
Saída do NaCl para o Interstício; 
Retenção da água no túbulo; 
Uréia mantida no Interstício; 
Túbulo coletor e Ducto coletor
Reabsorção de Na+ ............................. Ação da Aldosterona 
Reabsorção de Água e Uréia* .........................Ação do ADH 
 Componente
Processo fisiológico
Glomérulo		Formação passiva ultra-filtrado plasmático, 				destituído da maioria de suas proteínas.
Espaço urinário		Coleta do filtrado glomerular.
Túbulo proximal		Absorção passiva: glicose, proteínas, aa, 				vitaminas, ácido ascórbico, acetoacetato, 				ácido úrico,sódio, potássio, cloreto, cálcio, 				fosfato, sulfato,bicarbonato, água, uréia.
			Secreção ativa: íons hidrogênio.
Alça de Henle		Geração da hiperosmolaridade medular.
Segmento descendente	Absorção passiva: água.
			Secreção passiva: sódio, uréia.
Segmento ascendente Absorção passiva: pouco uréia, sódio, impermeável 			 a água.
delgado							
Segmento ascendente Absorção passiva: sódio, cloreto, potássio, magnésio, 
espesso impermeável a água.
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Hormônios na função renal
Vasopressina (ADH)
Aumenta a permeabilidade das células do túbulo coletor e ductos coletores à água; 
 
• Na ausência de ADH (Diabetes insípido) não haverá reabsorção de Água e Uréia, mas haverá reabsorção de NaCl por ação da Aldosterona. 
• Hipovolemia estimula a liberação de ADH 
• Baixas temperaturas inibem a liberação de ADH 
Hormônios na função renal
ANGIOTENSINA II 
• Assegura a taxa de filtração glomerular mesmo quando o fluxo sanguíneo renal diminui; 
• Promove vasoconstrição arteriolar eferente, vasoconstrição periférica e leva a secreção de Aldosterona; 
Hormônios na função renal
ALDOSTERONA 
• Mais envolvida com a regulação da concentração de K+ no LEC; 
• É secretada quando há aumento da concentração de K+ no LEC (hipercalemia); 
• Promove a secreção de K+ e consequentemente a reabsorção de Na+;
• Age na porção final do TCD, túbulo coletor e Dutos coletores; 
Hormônios na função renal
PARATORMÔNIO
 
• É liberado quando ocorre hipocalcemia; 
• Aumenta a reabsorção de Ca++ ;
• Aumenta a secreção de P; 
• Síntese de Vitamina D pelo Rim; 
Obrigado 
formação 
de urina
sede
INGESTÃO 
DE ÁGUA
PERDA DE 
ÁGUA (*)
BALANÇO DA ÁGUA
(*) respiração, suor, urina e fezes
BALANÇO DA ÁGUA
INGESTÃO 
DE ÁGUA
(*) respiração, suor, urina e fezes
formação 
de urina
PERDA DE 
ÁGUA (*)
sede
BALANÇO DA ÁGUA
diminui a 
formação de 
urina
PERDA DE 
ÁGUA (*)
(*) respiração, suor, urina e fezes
aumenta
a sede
INGESTÃO 
DE ÁGUA
[
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