Fisiologia Renal

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FISIOLOGIA RENAL
Anatomia funcional dos rins:
- Situam na parede posterior do abdome, fora da cavidade peritoneal (retroperitoneal).
- No lado medial do rim, há o hilo, onde passam a artéria e veias renais, vasos linfáticos, suprimento
nervoso e a pelve (segmento contínuo renal do ureter).
- Revestidos por cápsula fibrosa resistente → proteção às estruturas internas delicadas.
- Interiormente, divide-se em córtex externo e medula interna, a qual é dividida em 8-10 pirâmides renais,
cujas bases originam-se do limite entre as regiões medular e cortical e terminam nas papilas, que são
projetadas para a pelve.
- A pelve se divide em cálices maiores, que se dividem em cálices menores, que coletam urina dos túbulos
das papilas.
- As paredes dos cálices, da pelve e do ureter têm elementos contráteis que impulsionam a urina para a
bexiga.
Suprimento Sanguíneo
- O fluxo sanguíneo renal corresponde a 22% do débito cardíaco ou 1,1L/min.
- A. renal entra no rim e se divide em aa. segmentares → aa. interlobares → aa. arqueadas → aa.
interlobulares (radiais) → arteríolas aferentes → capilares glomerulares (onde ocorre a filtração).
- As extremidades distais dos capilares, de cada glomérulo, coalescem para formar a arteríola eferente →
capilares peritubulares (que circundam os túbulos renais).
- As arteríolas eferentes auxiliam na regulação da pressão hidrostática nas duas redes capilares: ↑ PH nos
capilares glomerulares (~60 mmHg) = filtração rápida, enquanto ↓ PH, nos capilares peritubulares (~13
mmHg) = rápida reabsorção.
- Através de modificações da resistência das arteríolas aferente e eferente, os rins regulam a PH nos
capilares glomerulares e peritubulares, alterando a intensidade da filtração glomerular, da reabsorção
tubular ou de ambas, dependendo das demandas homeostáticas.
- Os peritubulares se esvaziam nos vasos venosos que cursam paralelos aos vasos arteriolares e se
coalescem progressivamente em: interlobular → arqueada → interlobar → veia renal.
Néfrons
- Unidade funcional do rim (cada um contém cerca de 800k a 1kk), capaz de formar urina.
- Não se regeneram, portanto, lesões, envelhecimento ou doença reduzem o número de néfrons
gradualmente (após os 40 anos, os néfrons diminuem em ~10% a cada 10 anos, chegando aos 80 com
~40% a menos de néfrons funcionais, que se adaptam fisiologicamente e não levam ao risco de vida).
- Cada néfron contém um grupo de capilares glomerulares (glomérulo), onde grandes qtd de líquido são
filtradas do sangue, e um túbulo longo, no qual ocorre a conversão do filtrado em urina.
- Glomérulo: rede de capilares glomerulares que se unem e se anastomosam, com ↑ PH (~60 mmHg),
quando comparados a outros capilares, e que estão recobertos por células epiteliais. Todo o glomérulo é
envolvido pela cápsula de Bowman.
- O filtrado dos capilares glomerulares flui para o interior da cápsula de Bowman e daí para o interior do
túbulo proximal, situado na zona cortical. Do túbulo, o líquido flui para o interior da alça de Henle, que
mergulha no interior da medula.
- Cada alça consiste em ramos descendentes e ascendentes, cujas paredes (exceto da parte superior do
ascendente) são muito delgadas, denominadas segmento delgado da alça de Henle. Após a porção
ascendente retornar parcialmente ao córtex, as paredes ficam mais espessas, denominadas segmento
espesso do ramo ascendente.
- No final do ramo ascendente espesso há um pequeno segmento cuja parede tem placa de células
epiteliais especializadas, a mácula densa, que é importante no controle da função do néfron.
- Da mácula densa, o líquido adentra no túbulo distal que, como o proximal, se situa no córtex. Do distal,
segue para o túbulo conector e o túbulo coletor cortical, que levam para o ducto coletor cortical.
- 8-10 ductos coletores corticais se unem para formar o único ducto coletor maior que dirige-se à medula
e forma o ducto coletor medular. Esses ductos se unem para formar ductos progressivamente maiores
que desembocam na pelve, pelas extremidades das papilas.
- Cada rim contém cerca de 250 grandes ductos coletores, cada um coletando urina de ~4k néfrons.
Néfrons Corticais X Néfrons Justamedulares
- Néfrons que têm os glomérulos no córtex são chamados corticais: têm alças de Henle curtas, que
penetram apenas em pequena extensão no interior da medula.
- Néfrons com glomérulos mais profundos no córtex (~20-30%), perto da medula, são justamedulares:
têm alças de Henle longas, que mergulham profundamente na medula, em direção às papilas.
- Há diferença nas estruturas vasculares que suprem cada tipo: nos corticais, todo o sistema tubular é
envolvido por uma rede de capilares peritubulares; nos justamedulares, longas arteríolas eferentes se
estendem dos glomérulos para a região externa da medula e, então, se dividem em capilares peritubulares
especializados, os vasos retos, que se estendem para o interior da medula, acompanhando paralelamente
as alças de Henle. Assim como a alça, retornam ao córtex e se esvaziam nas veias corticais.
Funções dos rins
- Função mais importante: regulação homeostática do conteúdo de água e íons no sangue (balanço do sal
e da água ou equilíbrio hidroeletrolítico).
- Mantêm [ ] normais de íons e água no sangue pelo balanço da ingestão dessas substâncias com a sua
excreção na urina, obedecendo o princípio do balanço de massas.
- As funções dos rins são divididas em 6 áreas:
● Regulação do volume do líquido extracelular e da pressão arterial
- Quando ↓ volume do líquido extracelular → ↓ PA; se o volume do LEC e a PA caem até níveis
muito baixos, o corpo não pode manter um fluxo adequado de sangue para o encéfalo e outros órgãos
essenciais. Por isso, os rins trabalham integrados ao sistema circulatório, assegurando que tanto a PA
quanto a perfusão tecidual permaneçam na faixa aceitável.
● Regulação da osmolalidade
- A função renal é integrada com o comportamento, como a sede, para manter a osmolalidade do
corpo.
● Manutenção do equilíbrio iônico
- Mantêm a [ ] de íons-chave dentro da faixa normal pelo balanço entre a sua ingestão e a sua
perda urinária. O Na+ é o principal íon envolvido na regulação do volume do LEC e da osmolalidade, mas
as [K+] e [Ca2+] também são reguladas.
● Regulação homeostática do pH
- O pH plasmático é normalmente mantido dentro de uma faixa muito estreita de variação; se o
LEC se torna muito ácido, os rins excretam H+ e conservam íons bicarbonato, que atuam como tampão; ao
inverso, quando o LEC se torna muito alcalino, os rins excretam íons bicarbonato e conservam H+; apesar
dos rins exercerem um papel importante nessa regulação do pH, eles não corrigem desequilíbrios no pH
tão rápido quanto os pulmões.
● Excreção de resíduos
- Removem os produtos do metabolismo (creatinina, ureia, ácido úrico, urobilinogênio - que dá a
cor amarela da urina) e xenobióticos (substâncias estranhas), como fármacos e toxinas ambientais;
hormônios também são retirados do sangue pelos rins.
● Produção de hormônios
- Apesar de não serem gl. endócrinas, desempenham uma função importante em 3 vias endócrinas:
as células renais sintetizam eritropoetina (citocina que regula a produção de eritrócitos), liberam renina
(enzima que regula a produção de hormônios envolvidos no equilíbrio do sódio e na homeostasia da
pressão sanguínea), e as enzimas renais auxiliam na conversão da vitamina D3 em um hormônio ativo que
regula o equilíbrio do Ca2+.
***Os rins, assim como muitos outros órgãos no corpo, possuem enorme capacidade de reserva. Segundo
estimativas, precisa-se perder quase ¾ das funções do seu rim antes que a homeostasia comece a ser
afetada.***
Etapas da produção da urina
● Filtração glomerular
- É o primeiro passo na formação da urina, que gera um filtrado, cuja composição é igual à do plasma,
menos a maioria das proteínas plasmáticas e as células sanguíneas; o filtrado então é composto apenas
de água e de solutos dissolvidos.
- Não é todo o plasma que é filtrado pelo glomérulo, apenas ⅕ (fração de filtração) vai para dentro dos
néfrons; se não houvesse essa porcentagem, o processodeixaria uma massa de céls. sanguíneas e
proteínas que não conseguiriam fluir para fora do glomérulo, que com os ⅘ fluem para os capilares
peritubulares.
- Esse processo ocorre no corpúsculo renal, envolto pela Cápsula de Bowman.
- As substâncias que deixam o plasma passam por 3 barreiras de filtração antes de entrarem no lúmen
tubular:
❖ Endotélio do capilar glomerular: a primeira barreira, os capilares glomerulares são fenestrados
com grandes poros, permitindo que a maioria dos componentes plasmáticos sejam filtrados pelo
endotélio; esses poros são pequenos o bastante para impedir que as células do sangue deixem o
capilar; além disso, proteínas carregadas negativamente, presente na superfície dos poros,
também repelem as proteínas plasmáticas carregadas negativamente.
❖ Lâmina/membrana basal: a segunda barreira, uma camada acelular de matriz extracelular que
separa o endotélio do capilar do epitélio da cápsula de Bowman; é constituída por glicoproteínas
carregadas negativamente, colágeno e outras proteínas; atua como uma peneira grossa,
eliminando a maioria das proteínas plasmáticas do líquido que é filtrado.
❖ Epitélio da cápsula de Bowman: terceira barreira, a porção epitelial da cápsula que envolve cada
capilar glomerular é formada por células especializadas, os podócitos, que possuem longas
extensões citoplasmáticas, os pés ou pedicelos, que se estendem a partir do corpo principal da
célula; esses pedicelos envolvem os capilares e se entrelaçam uns aos outros, deixando estreitas
fendas de filtração fechadas por uma membrana semiporosa, que contém diversas proteínas
exclusivas, como a nefrina e a podocina. Nas doenças renais congênitas, em que a nefrina e a
podocina estão ausentes ou anormais, as proteínas passam através da barreira de filtração
glomerular para a urina.
- As céls. mesangiais glomerulares, que ficam entre e ao redor dos capilares, possuem feixes
citoplasmáticos de filamentos semelhantes à actina, que fazem essas células capazes de contrair e alterar
o fluxo sanguíneo pelos capilares; também secretam citocinas associadas a processos inflamatórios e
imunes; a alteração da função dessas células é associada a muitas doenças renais.
- São três as pressões que determinam a filtração glomerular – pressão do capilar sanguíneo, pressão
coloidosmótica do capilar e a pressão do fluido capsular:
1. A pressão hidrostática (PH) do sangue que flui através dos capilares glomerulares força a
passagem de fluido através do endotélio fenestrado. A pressão sanguínea nos capilares é de 55 mmHg,
em média, e favorece a filtração para dentro da cápsula de Bowman. Apesar de a pressão cair à medida
que o sangue flui através dos capilares, ela ainda permanece maior do que as pressões que se opõem a
ela. Como resultado, a filtração ocorre ao longo de quase todo o comprimento dos capilares glomerulares.
2. A pressão coloidosmótica (pi) no interior dos capilares glomerulares é mais alta do que a no
fluido da cápsula glomerular. Esse gradiente de pressão é devido à presença de proteínas no plasma. O
gradiente de pressão osmótica é, em média, de 30 mmHg e favorece o movimento de líquido de volta para
os capilares.
3. A cápsula de Bowman é um espaço fechado (diferentemente do líquido intersticial), de forma
que a presença de fluido no interior dessa cápsula cria uma pressão hidrostática do fluido (Pfluido), que
se opõe ao fluxo de fluido para o interior da cápsula. O líquido filtrado para fora dos capilares deve
deslocar o líquido já presente no lúmen da cápsula. A pressão hidrostática capsular é, em média, de 15
mmHg, opondo-se à filtração.
- A força motriz resultante é de 10 mmHg na direção que favorece a filtração; que pode não parecer muito
alta, mas que combinada com a grande permeabilidade natural dos capilares fenestrados, resulta em uma
rápida filtração de fluido para o interior dos túbulos.
- A taxa de filtração glomerular (TFG) é o volume de fluido que é filtrado para dentro da cápsula de
Bowman por unidade de tempo. A TFG média é de 125 mL/min ou de 180 L/dia. Como o volume
plasmático é de 3 L, essa TFG média indica que os rins filtram todo o volume plasmático 60x/dia, ou
2,5x/hora; se a maior parte do filtrado não fosse reabsorvida durante sua passagem pelo néfron, o
organismo ficaria sem plasma em apenas 24 min de filtração.
- 2 fatores influenciam a TFG: a pressão de filtração resultante ( já citada) e o coeficiente de filtração. A
pressão é determinada primeiro pelo fluxo sanguíneo renal e pela PA; já o coeficiente de filtração possui 2
componentes - a área de superfície dos capilares glomerulares disponível para filtração e a
permeabilidade da interface entre capilar e cápsula de Bowman.
***A FG é semelhante às trocas de gases nos alvéolos, em que a taxa de troca gasosa depende da
diferença entre as pressões parciais dos gases, da área de superfície dos alvéolos e da permeabilidade da
barreira de difusão alveolo-capilar. ***
- A PA fornece a PH, que impulsiona a filtração glomerular, isso induz a pensar que se a PA ↑, a TFG ↑, e
se a PA ↓, a TFG ↓. Todavia, a TFG é constante em uma ampla faixa de PAs (contanto que a PA média do
sangue fique entre 80 a 180 mmHg, a TFG é, em média, de 180 L/dia).
- A regulação do fluxo sanguíneo através das arteríolas renais é o que controla a TFG; se a resistência
global dessas arteríolas ↑, o fluxo sanguíneo renal ↓, e o sangue é desviado para outros órgãos.
- O efeito do ↑ da resistência sobre a TFG, no entanto, depende de onde a mudança na resistência ocorre:
se a resistência ↑ na arteríola aferente, a PH ↓ no lado glomerular da constrição, gerando uma ↓ na TFG; já
se a resistência ↑ na arteríola eferente, o sangue acumula antes da constrição, e a PH nos capilares ↑,
resultando no ↑ da TFG. Modificações opostas ocorrem com a ↓ da resistência nas arteríolas aferente ou
eferente.
***A maior parte da regulação ocorre na arteríola aferente***
- A autorregulação da TFG é um processo de controle local, no qual o rim mantém uma TFG relativamente
constante frente às flutuações normais da PA; uma importante função desse processo é a proteção das
barreiras de filtração contra a PA alta, o que pode danificá-las.
- Vários mecanismos atuam dentro da autorregulação:
1) Resposta miogênica - relacionada à habilidade intrínseca do músculo liso vascular de responder
a mudanças na pressão.
- A resposta miogênica da arteríola aferente é similar à autorregulação em outras arteríolas sistêmicas.
- Quando o músculo liso da parede da arteríola estira, devido ao ↑ da PA, canais iônicos sensíveis ao
estiramento se abrem, e as células musculares despolarizam, o que leva à abertura de canais de Ca2+
dependentes de voltagem, e à contração do músculo liso vascular. A vasoconstrição ↑ a resistência ao
fluxo e leva a uma ↓ no fluxo sanguíneo através das arteríolas. A ↓ do fluxo sanguíneo ↓ a pressão de
filtração no glomérulo.
- Se a PA ↓, o tônus de contração arteriolar desaparece, e a arteríola torna-se maximamente dilatada.
Entretanto, a vasodilatação não é tão eficaz em manter a TFG como a vasoconstrição, devido ao fato de
que normalmente a arteríola aferente está bastante relaxada. Consequentemente, quando a PA média ↓
para menos de 80 mmHg, a TFG ↓. Esse decréscimo é adaptativo, pois se menos plasma é filtrado, o
potencial para a perda de líquido na urina ↓. Ou seja, uma ↓ na TFG ajuda o corpo a conservar o volume
sanguíneo.
2) Retroalimentação tubular - uma via de controle local, na qual o fluxo de líquido através dos
túbulos renais altera a TFG.
- A configuração torcida do néfron faz a porção final do ramo espesso ascendente do túbulo intermediário
passar entre as arteríolas aferente e eferente. As paredes tubulares e arteriolares são modificadas nessa
região em que elas entram em contato umas com as outras, e, juntas, formam o aparelho
justaglomerular.
- A porção modificada do epitélio tubular é formada por uma placa de células, a mácula densa. A parede
da arteríola aferente adjacente a ela possui células musculares lisas especializadas, as células
granulares/célulasjustaglomerulares/células JG, que secretam renina, uma enzima envolvida no balanço
do sal e da água. Quando o NaCl que passa pela mácula densa ↑, como resultado da TFG ↑, as células da
mácula densa enviam sinais parácrinos à arteríola aferente vizinha. A arteríola aferente se contrai, o que ↑
a resistência e ↓ a TFG.
- Evidências indicam que as células da mácula densa transportam NaCl, e que o ↑ no transporte de sal
inicia a retroalimentação tubuloglomerular. O fluxo também pode ser detectado nas células tubulares
renais pelos cílios primários, que estão localizados na superfície apical voltada para o lúmen, e atuam
como sensores do fluxo, assim como transdutores de sinais para o desenvolvimento normal.
- A comunicação parácrina entre a mácula densa e a arteríola aferente é complexa, e os detalhes ainda
estão sendo estudados. Experimentos mostram que muitos sinalizadores parácrinos, incluindo ATP,
adenosina e óxido nítrico, passam da mácula densa para a arteríola como parte da retroalimentação
tubuloglomerular.
- Embora mecanismos locais intrarrenais tentem manter constante a TFG, a importância dos rins na
homeostasia da PAS significa que centros integradores externos ao rim podem superar os controles locais.
Os hormônios e o SNA alteram a TFG de 2 maneiras: mudando a resistência das arteríolas e alterando o
coeficiente de filtração.
- O controle neural da TFG é mediado pelos neurônios simpáticos que inervam as arteríolas aferente e
eferente. Essa inervação simpática via receptores alfa no músculo liso vascular causa vasoconstrição; se a
atividade simpática é moderada, há um pequeno efeito na TFG; todavia, se a PAS ↓ abruptamente, como
ocorre em uma hemorragia ou em um desidratação grave, a vasoconstrição das arteríolas induzida pelo
sistema nervoso simpático ↓ a TFG e o fluxo sanguíneo renal. Essa é uma resposta adaptativa para
conservar o volume de líquido corporal.
- Vários hormônios também influenciam a resistência arteriolar; dentre os mais importantes estão a
angiotensina II, um potente vasoconstritor, e as prostaglandinas, vasodilatadoras; esses hormônios podem
afetar o coeficiente de filtração pela sua atuação sobre os podócitos ou sobre as céls. mesangiais: os
podócitos alteram o tamanho das fendas da filtração glomerular, se elas se alargam, ocorre um ↑ na área
de superfície disponível para filtração, ↑ a TFG; a contração das céls. mesangiais evidentemente altera a
área de superfície do capilar glomerular disponível para filtração.
● Reabsorção tubular
- Mais de 99% do líquido que entra nos túbulos é reabsorvido para o sangue à medida que o
filtrado percorre os néfrons. A maior parte dessa reabsorção ocorre no túbulo proximal, com uma
quantidade menor de reabsorção nos segmentos distais do néfron. A reabsorção no néfron distal é
finamente regulada, possibilitando aos rins reabsorverem seletivamente íons e água de acordo com as
necessidades do organismo para a manutenção da homeostasia.
- A reabsorção de água e solutos do lúmen tubular para o LEC depende de transporte ativo. O filtrado
que flui da cápsula Bowman para o túbulo proximal tem a mesma [ ] de solutos do LEC. Portanto, para
transportar soluto para fora do lúmen, as células tubulares precisam usar transporte ativo para criar
gradientes de concentração ou eletroquímicos. A água segue osmoticamente os solutos, à medida que
eles são reabsorvidos.
- O transporte ativo de Na+ do lúmen tubular para o LEC cria um gradiente elétrico transepitelial, no qual
o lúmen é mais negativo do que o LEC. Os ânions, então, seguem o Na+ positivamente carregado para
fora do lúmen. A saída de Na+ e de ânions do lúmen para o LEC dilui o fluido luminal e aumenta a
concentração do LEC, de forma que a água deixa o túbulo renal por osmose.
- A ↓ do volume do lúmen tubular ↑ a concentração de solutos (incluindo K+, Ca2+ e ureia) que
permaneceram no filtrado: a mesma quantidade de soluto em um volume menor equivale a uma
concentração mais alta de soluto. Uma vez que as concentrações de soluto no lúmen são > do que as
concentrações de soluto no LEC, os solutos difundem-se para fora do lúmen se o epitélio do túbulo for
permeável a eles.
- A reabsorção envolve tanto o transporte transepitelial quanto o transporte paracelular. No transporte
transepitelial (também chamado de transporte transcelular), as substâncias atravessam as membranas
apical e basolateral das células tubulares epiteliais para chegar ao líquido intersticial. Na via paracelular,
as substâncias passam através de junções celulares entre células vizinhas. O caminho seguido pelo soluto
depende da permeabilidade das junções epiteliais e do seu gradiente eletroquímico.
- Para solutos que se movem através do transporte transepitelial, suas concentrações ou seus gradientes
eletroquímicos determinam seus mecanismos de transporte. Solutos que se movem a favor do seu
gradiente de concentração usam canais de vazamento ou carreadores de difusão facilitada para cruzarem
a membrana celular. As moléculas que necessitam se deslocar contra seu gradiente de concentração são
transportadas por mecanismos de transporte ativo primário ou indiretos (normalmente secundários). O
sódio está direta ou indiretamente envolvido em muitos exemplos de transporte passivo e ativo.
- Transporte ativo do sódio: a reabsorção ativa de Na+ é a força motriz primária para a maior parte dos
mecanismos de reabsorção renal. Como já mencionado, a composição do filtrado que entra no túbulo
proximal é semelhante à composição iônica plasmática, com uma concentração maior de Na+ do que a
encontrada nas células. Dessa forma, o Na+ presente no filtrado pode entrar nas células tubulares
passivamente, de acordo com seu gradiente eletroquímico. O transporte apical do Na+ utiliza várias
proteínas transportadoras por simporte e antiporte ou de canais de vazamento abertos. No túbulo
proximal, o trocador Na+ -H+ (NHE) desempenha um papel fundamental na reabsorção do Na+, assim
como o canal de Na+ epitelial (ENaC) na membrana apical. Uma vez no interior da célula tubular, o Na+ é
ativamente transportado para seu exterior através da membrana basolateral em uma troca com o K+ pela
Na +/K +-ATPase. Um canal de vazamento de K+ impede o acúmulo de K+ no interior da célula. O
resultado é a reabsorção de Na+ através do epitélio tubular.
- Transporte ativo secundário: simporte com sódio - O transporte ativo secundário acoplado ao sódio é
responsável pela reabsorção de muitas substâncias, incluindo a glicose, aminoácidos, íons e vários
metabólitos orgânicos. A reabsorção de glicose acoplada ao Na+ através do epitélio do túbulo proximal. A
membrana apical contém o cotransportador de Na+- glicose (SGLT) que leva a glicose para o citoplasma
contra seu gradiente de concentração através do uso da energia do Na+, que se move a favor de seu
gradiente eletroquímico. Na superfície basolateral da célula, o Na+ é bombeado para fora pela Na+ -K+
-ATPase, ao passo que a glicose se difunde para fora através de um mecanismo de difusão facilitada
envolvendo o uso de transportadores GLUT.
- O mesmo padrão básico é utilizado por outras moléculas que são transportadas acopladas ao Na+: uma
proteína de simporte apical e um carreador para difusão facilitada ou um trocador iônico na membrana
basolateral. Outras moléculas que são reabsorvidas por mecanismos similares incluem os aminoácidos, o
lactato, intermediários do ciclo do ácido cítrico, como o alfa-cetoglutarato (alfa-CG), e íons, como o fosfato
e o sulfato. Alguns dos transportadores apicais utilizam o H+ no lugar do Na+.
- Reabsorção passiva - ureia: a ureia, um resíduo nitrogenado, não possui mecanismos de transporte
ativo no túbulo proximal, mas pode se deslocar através das junções celulares epiteliais por difusão, se
houver um gradiente de concentração da ureia. Inicialmente, as concentrações de ureia no filtrado e no
LEC são iguais. Entretanto, o transporte ativo de Na+ e de outros solutos para fora do lúmen tubular
proximal gera um gradiente de concentração.
- Quando o Na+ e outros solutos são reabsorvidos notúbulo proximal, a transferência de partículas
osmoticamente ativas torna o LEC mais concentrado que o filtrado que permaneceu no lúmen tubular. Em
resposta ao gradiente osmótico, a água move-se por osmose através do epitélio. Até esse ponto, nenhuma
molécula de ureia foi transportada para fora do lúmen, uma vez que não havia nenhum gradiente de
concentração da ureia.
- Quando a água é reabsorvida, a concentração de ureia no lúmen tubular aumenta – a mesma quantidade
de ureia está presente em um volume menor de água. Uma vez que o gradiente de concentração de ureia
existe, a ureia move-se do lúmen tubular para o LEC, sendo transportada através das células ou pela via
paracelular.
- Endocitose - proteínas plasmáticas: a filtração do plasma nos glomérulos normalmente deixa a maior
parte das proteínas plasmáticas no sangue, mas algumas proteínas menores e peptídeos podem passar
através da barreira de filtração. A maioria das proteínas filtradas é removida do filtrado no túbulo
proximal, de forma que normalmente apenas traços de proteínas aparecem na urina.
- Mesmo sendo pequenas, as proteínas filtradas são muito grandes para serem reabsorvidas pelos
transportadores ou por canais. A maior parte delas entra nas células do túbulo proximal por endocitose
mediada por receptores na membrana apical. Uma vez no interior das células, as proteínas são digeridas
nos lisossomos. Os aminoácidos resultantes são transportados através da membrana basolateral e
absorvidos no sangue. A digestão renal de pequenas proteínas filtradas, na verdade, é um método
importante pelo qual peptídeos sinalizadores podem ser removidos da circulação.
- A maior parte dos transportes no néfron usa proteínas de membrana e exibe as três características do
transporte mediado: saturação, especificidade e competição.
- A saturação refere-se à taxa de transporte máximo, que ocorre quando todos os transportadores
disponíveis estão ocupados (saturados com) pelo substrato. Em [ ] abaixo do ponto de saturação, a taxa de
transporte é diretamente relacionada à [ ] do substrato. Em [ ] de substrato iguais ou acima do ponto de
saturação, o transporte ocorre a uma taxa máxima. A taxa de transporte no ponto de saturação é o
transporte máximo (Tm).
- A reabsorção da glicose no néfron é um excelente exemplo das consequências da saturação. Em [ ]
normais de glicose no plasma, toda a glicose que entra no néfron é reabsorvida antes de alcançar o final
do túbulo proximal. O epitélio tubular é bem suprido de transportadores para capturar a glicose à medida
que o filtrado flui através dele.
- No entanto, se a concentração de glicose no sangue se torna excessiva, como ocorre no diabetes melito,
a glicose é filtrada mais rapidamente do que os transportadores podem a reabsorver. Esses
transportadores se tornam saturados e são incapazes de reabsorver toda a glicose que flui ao longo do
túbulo. Como resultado, parte da glicose não é reabsorvida e é excretada na urina. A [ ] plasmática, na
qual a glicose começa a aparecer na urina, é denominada limiar renal para a glicose.
- Para serem reabsorvidas, cada molécula de glicose deve ligar-se a um transportador conforme o filtrado
flui através do túbulo proximal. Se apenas algumas moléculas entram no túbulo de cada vez, cada uma
pode encontrar um transportador livre e ser reabsorvida, como ocorre quando há um pequeno número de
pessoas na esteira rolante, e todas encontram assento no trem. Contudo, se as moléculas de glicose são
filtradas mais rapidamente para dentro do túbulo do que os transportadores de glicose podem as
transportar, parte da glicose permanece no lúmen tubular e é excretada na urina.
- A reabsorção refere-se ao movimento de solutos e água do lúmen tubular para o líquido intersticial. A
PH que existe ao longo de toda a extensão dos capilares peritubulares é menor do que a pressão
coloidosmótica, de modo que a pressão resultante favorece a reabsorção.
● Secreção tubular
- É a transferência de moléculas do LEC para o lúmen do néfron. A secreção, assim como a reabsorção,
depende principalmente de sistemas de transporte de membrana. A secreção de K+ e H+ pelo néfron
distal é importante na regulação da homeostasia desses íons. Além disso, muitos compostos orgânicos
são secretados. Esses compostos incluem tanto metabólitos produzidos no corpo quanto substâncias
provenientes do meio externo, conhecidas como xenobióticos.
- A secreção torna o néfron capaz de aumentar a excreção de uma substância. Se uma substância filtrada
não é reabsorvida, ela é excretada com muita eficácia. Se, no entanto, a substância filtrada para dentro do
túbulo não é reabsorvida, e ainda é secretada para dentro do túbulo a partir dos capilares peritubulares, a
excreção é ainda mais eficaz.
- A secreção é um processo ativo, uma vez que requer transporte de substratos contra seus gradientes de
concentração. A maioria dos compostos orgânicos é secretada através do epitélio do túbulo proximal para
o interior do lúmen tubular por transporte ativo secundário.
- Os transportadores responsáveis pela secreção de solutos orgânicos apresentam pouca especifidade.
Por exemplo, a família do transportador de ânions orgânicos (OAT) é capaz de transportar uma grande
variedade de ânions endógenos e exógenos, desde sais biliares até benzoato, utilizado como conservante
em refrigerantes, salicilato, proveniente do ácido acetilsalicílico, e o adoçante artificial sacarina. A secreção
de ânions orgânicos pelo OAT é um exemplo de transporte ativo terciário, em que o uso da energia do ATP
é removido em duas etapas do OAT.
- Na primeira etapa desse processo, que é um transporte ativo direto, o túbulo proximal usa ATP para
manter a baixa concentração intracelular de Na+. Na segunda etapa, o gradiente de Na+ é, então, usado
para concentrar o dicarboxilato dentro da célula tubular, utilizando um cotransportador Na+-dicarboxilato,
chamado de NaDC. O NaDC é encontrado tanto na membrana apical quanto na membrana basolateral
das células do túbulo proximal.
- Dicarboxilatos são as formas iônicas dos ácidos dicarboxílicos, que possuem dois grupos (-OCOOH). A
maior parte dos intermediários do ciclo do ácido cítrico, incluindo o citrato, o oxaloacetato e o
alfa-cetoglutarato (alfaCG), são dicarboxilatos.
- A concentração de dicarboxilato dentro da célula tubular determina o terceiro passo da secreção de
ânions orgânicos. 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 o interior da célula. No passo final, uma vez que o ânion orgânico está concentrado no
interior da célula tubular, ele pode ser facilmente transportado por difusão facilitada para o interior do
lúmen tubular. Os transportadores apicais ainda não foram completamente identificados, mas parecem ser
trocadores de ânions.
● Excreção
- A produção de urina é o resultado de todos os processos que ocorrem no rim. Quando o líquido chega ao
final do néfron, ele apresenta pouca semelhança com o líquido que foi filtrado para a cápsula de Bowman.
Glicose, aminoácidos e metabólitos úteis desaparecem, tendo sido reabsorvidos para dentro do sangue, e
os resíduos orgânicos estão mais concentrados. A concentração de íons e água na urina é extremamente
variável, dependendo do estado do corpo.
- Apenas a taxa de excreção de uma substância não nos diz nada sobre como o rim maneja tal substância.
A taxa de excreção de uma substância depende (1) da taxa de filtração da substância e (2) de se a
substância é reabsorvida, secretada ou ambas, enquanto ela passa ao longo do túbulo renal.
- A depuração (em inglês, clearance) é uma forma não invasiva de medir a TFG. A depuração de um soluto
é a taxa na qual esse soluto desaparece do corpo por excreção ou metabolização. A equação geral para a
depuração é:
em que a depuração consiste no volume de plasma (mL) “limpados” (depurados) de X por minuto.
- Comparando a carga filtrada do soluto com sua taxa de excreção, podemos dizer comoo néfron manejou
essa substância. Por exemplo, se uma substância é eliminada na urina em menor quantidade do que
aquela que foi filtrada, ocorreu reabsorção líquida (excretado = filtrado - reabsorvido). Se uma substância
é eliminada na urina em uma quantidade maior do que a que foi filtrada, deve ter havido secreção líquida
da substância para dentro do lúmen (excretado = filtrado - secretado). Se a mesma quantidade da
substância é filtrada e excretada, então a substância é manejada como a inulina, ou seja, nem reabsorvida
nem secretada.
- Se a depuração do soluto é menor do que a depuração de inulina, o soluto foi reabsorvido. Se a
depuração do soluto é maior do que a depuração da inulina, houve a secreção adicional de soluto na urina.
Mais plasma foi depurado do soluto do que foi filtrado, então o soluto adicional deve ter sido removido do
plasma por secreção.
- Para qualquer soluto, sua depuração reflete como os túbulos dos rins o manejam. Por exemplo, 100% da
glicose que é filtrada é reabsorvida, e sua depuração é igual a zero. Por outro lado, a ureia é parcialmente
reabsorvida: quatro moléculas são filtradas, de forma que duas são reabsorvidas, ao passo que as outras
duas são excretadas. Como resultado, a depuração da ureia é de 50 mL de plasma por minuto. A
depuração de ureia e glicose é menor do que a depuração de inulina de 100 mL/min, o que nos diz que a
ureia e a glicose foram reabsorvidas. A depuração da penicilina é maior do que a depuração da inulina de
100 mL/min, o que nos diz que ocorreu secreção resultante de penicilina.