Fisiologia do Sistema Renal

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Universidade Federal do Rio de Janeiro 
Campus Macaé 
Enfermagem 
Angie Martinez 
Fisiologia 
Sistema Renal 
Rins 
• Os rins são órgãos encontrados aos pares na 
região posterior abdominal – fora da cavidade 
peritoneal, estando cada um localizado 
lateralmente à coluna vertebral. 
• Pesam aprox. 150 gramas e têm o tamanho de 
uma mão fechada. 
 
• Eles são responsáveis pela manutenção do 
volume e da composição do fluido extracelular do 
indivíduo, dentro dos limites fisiológicos 
compatíveis com a vida. 
• O controle da composição do fluido extracelular 
é extremamente importante, uma vez que esse 
fluido banha todas as células do nosso corpo. 
Quem realiza o controle dessa composição é o 
sistema renal. 
• A quantidade e a composição da urina eliminada 
são consequências do papel regulador do rim. 
• Elimina-se na urina aquilo que está em excesso, 
da mesma forma que vai deixar de excretar o que 
estiver em falta. 
Manutenção do meio interno pelo rim 
• Os rins possuem diversas funções e todas elas 
estão relacionadas com a manutenção do meio 
interno. Esses rins vão proporcionar o equilíbrio 
entre o ganho e a perda de água ou eletrólitos. 
• O ganho pode ser pela ingestão ou pela produção 
metabólica. A perda pode ser pela excreção ou 
pelo consumo metabólico. 
• Entre as principais funções do rim, podem ser 
citadas: 
- Regulação do volume de água no organismo: Filtração 
diária de 180L de plasma e eliminação de 1L a 2L de 
urina. A discrepância entre esses volumes se dá pela alta 
capacidade de reabsorção do sistema renal. 
- Controle do balanço eletrolítico: O rim realiza o 
transporte de íons como sódio, hidrogênio, potássio, 
cloreto, bicarbonato, cálcio, magnésio, entre outros. A 
composição da urina pode ser controlada de acordo com 
as substâncias/ íons que queremos eliminar ou não. 
- Regulação do equilíbrio ácido-base: Além do sistema 
respiratório e dos tampões dos líquidos corporais, os rins 
também são importantes. Realizam a excreção de radicais 
ácidos (ácido sulfúrico e ácido fosfórico – resultante do 
metabolismo de proteínas) e conservação de bases. 
- Conservação de nutrientes: Nutrientes importantes como 
aminoácidos, glicose e proteínas. Após serem filtradas 
nos glomérulos, são totalmente reabsorvidas pelos túbulos 
renais, voltando ao sangue. 
- Excreção de resíduos metabólicos: Excreção renal da 
uréia, ácido úrico e creatinina, resultados do metabolismo. 
- Regulação da hemodinâmica renal e sistêmica: 
Mecanismos hipertensor e hipotensor. 
O hipertensor é o complexo renina-angiotensina- 
aldosterona. A angiotensina II é um vasoconstritor e a 
aldosterona vai promover a reabsorção de sódio e como 
consequência a água. Por outro lado, substâncias como 
prostaglandinas são vasodilatadoras e fazem parte do 
mecanismo hipotensor. 
- Participação na produção de glóbulos vermelhos: 
Através da produção de eritropoietina, que estimula as 
células da medula óssea a produzirem as hemácias. 
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Pessoas que tem alguma lesão renal ou que por algum 
motivo retiraram o rim, desenvolvem anemia pela 
deficiência na produção dessa substância. 
- Participação na regulação do metabolismo ósseo de 
cálcio e fósforo: Importante papel no metabolismo da 
vitamina D, ao produzir a forma ativa da Vit. D (o 
calcitrol). 
- Síntese de glicose: Durante o jejum prolongado, os rins 
sintetizam glicose a partir de aminoácidos e outros 
precursores, processo conhecido como gliconeogênese. 
Transporte celular 
• Grande parte das funções do rim estão 
relacionadas à manutenção da composição do 
meio interno e do meio externo (líquido 
extracelular). Esse controle se dá pelo processo 
de transporte celular. 
• Existem dois tipos de transporte, o transporte 
passivo – quando não ocorre o gasto de energia e 
o ativo – quando há gasto de energia. 
• No transporte passivo ocorre o transporte de água 
ou moléculas a favor do gradiente de 
concentração (do + concentrado para o -, tentando 
alcançar o equilíbrio). 
• No transporte ativo, com gasto de energia, ele 
ocorre contra o gradiente de concentração. O 
principal exemplo é a bomba sódio-potássio que 
mantêm as concentrações de sódio e potássio 
diferentes dentro e fora da célula, gastando 
energia para isso. 
 
• Na imagem só há 2, mas são 3 tipos principais de 
exemplos de transporte passivo: osmose 
(transporte da água); difusão simples: transporte 
de moléculas que não necessitam de uma proteína 
carreadora; difusão facilitada: transporte de 
moléculas que necessitam de uma proteína 
carreadora. Embora seja auxiliada pela proteína 
carreadora, acontece a favor do gradiente então é 
passivo. 
 
• Outros conceitos relacionados ao sistema renal: 
• Meio Hipertônico: meio onde a concentração de 
soluto é maior que a concentração de solvente. 
• Meio Hipotônico: meio em que a concentração de 
soluto é menor que a concentração de solvente. 
• Meio Isotônico: Quando a concentração de soluto 
se iguala à concentração de solvente. 
 
• Se uma célula é colocada em um meio 
hipertônico, a água tende a sair por transporte 
passivo (osmose) e ela tende a murchar – por 
conta da perda de água para o meio 
hipertônico. 
Estrutura renal 
• Se o rim for cortado, as duas principais regiões 
que podem ser visualizadas são: 
• Córtex externo; medula renal (porção mais 
interna) – com as pirâmides renais no seu interior. 
Essas pirâmides são massas de tecido em forma 
de cone e recebem o nome de pirâmides renais. 
 
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Sistema Renal 
• Se o rim for cortado, as duas principais regiões 
que podem ser visualizadas são: 
- Córtex externo e medula renal (porção mais interna). 
• A medula é dividida em 8 a 10 massas de tecido 
em forma de cone: pirâmides renais. A base de 
cada pirâmide se origina no limite entre as regiões 
cortical e medular e termina na papila renal, que 
se projeta para o espaço da pelve renal, uma 
estrutura em formato de funil que continua com a 
extremidade superior do ureter. A borda externa 
da pelve é dividida em estruturas chamadas cálice 
maior que se dividem em outras: cálice menor, 
que coletam a urina dos túbulos de cada papila. 
As paredes dos cálices, da pelve e ureter contém 
elementos contráteis que propelem a urina em 
direção à bexiga. 
• Além disso, o rim é revestido por uma cápsula 
fibrosa resistente que protege as estruturas 
internas. 
Néfron 
• A unidade funcional do rim se chama néfron. 
Cada rim tem aproximadamente 800 mil a 1.2 
milhão de néfrons, cada um capaz de formar 
urina. 
• O rim não é capaz de regenerar o néfron. Ou seja, 
uma lesão renal e com o envelhecimento ocorre 
uma perda gradual do número de néfrons. 
• Essa estrutura funcional do rim é formada: 
1. Glomérulo: emaranhado de capilares, 
formados principalmente pela arteríola 
aferente. Ele tem a função de filtrar o 
sangue. 
2. Túbulo proximal convoluto: Está enrolado. 
3. Túbulo proximal reto; 
O túbulo proximal reto é seguido pela alça de Henle, 
formada por 3 ramos: 
4. Ramo descendente fino da alça de Henle; 
5. Ramo ascendente fino da alça de Henle; 
6. Ramo ascendente grosso da alça de Henle: 
Ele vai se comunicar com a região chamada 
de Mácula densa. 
7. Mácula densa; 
8. Túbulo distal convoluto; 
9. Túbulo de conexão; 
10. Ducto coletor cortical; 
11. Ducto coletor medular externo; 
12. Ducto coletor medular interno; 
13. Ducto de Belline. 
 
• De acordo com a posição que o néfron ocupa no 
rim, ele pode ser classificado como cortical, 
medicortical ou justamedular. 
• Os néfrons corticais são aqueles localizados na 
região do córtex externo. Já os medicorticais são 
localizados no córtex interno e os justamedulares 
são localizados naregião de transição do córtex 
com a medula. 
Funções do néfron 
• As principais funções do néfron são: 
• Filtração: processo que ocorre do sangue para o 
lúmen. 
• Reabsorção: processo que ocorre do lúmen para o 
sangue. 
• Secreção: processo que ocorre do sangue para o 
lúmen. 
 
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• O glomérulo é predominantemente responsável 
pelo processo de filtração. No túbulo proximal 
ocorrem os processos de reabsorção e secreção. 
Na alça de Henle ocorre a reabsorção; na região 
do túbulo distal e dutos coletores ocorre 
reabsorção e secreção. 
• A alta pressão hidrostática – pressão que o sangue 
faz na parede do vaso – nos capilares 
glomerulares resulta na filtração rápida de 
líquidos e eletrólitos, enquanto a pressão 
hidrostática mais baixa nos capilares 
peritubulares permite sua rápida absorção. 
• A urina resulta dos processos de filtração 
glomerular, reabsorção tubular e secreção 
tubular. Esses processos vão definir a intensidade 
com que as diferentes substâncias serão 
excretadas. 
Corpúsculo renal 
• O corpúsculo renal é constituído pelo glomérulo 
renal, que é envolto pela cápsula de Bowman. 
 
• A parte mais interna é o glomérulo renal, formado 
por um emaranhado de capilares, a partir da 
arteríola eferente. Posteriormente, a alça desses 
capilares vai formar a arteríola eferente. 
• A região mais externa é a parede externa da 
cápsula de Bowman e a parte interna é a parede 
interna da mesma. 
• Nos mamíferos, os glomérulos encontram-se 
abaixo da superfície renal, ocultos por um 
emaranhado de túbulos. 
• O fluido que atravessa a membrana glomerular e 
entra no espaço de Bowman é um ultrafiltrado do 
plasma e contém todas as substâncias que existem 
no plasma, exceto a maioria das proteínas. 
• Logo, a principal função dessa estrutura – 
glomérulos – é a filtração. 
• O endotélio do capilar glomerular apresenta-se 
descontínuo, com o aspecto de uma rede de 
células separadas entre si por fenestrações 
circulares (espaços entre as células). 
• Esses espaços são facilmente atravessados por 
substâncias de peso molecular elevado. 
 
• Durante o processo de filtração glomerular, o 
plasma atravessa 3 camadas: 
- Parede interna da cápsula de Bowman: possui as células 
chamadas de podócitos; 
- Endotélio capilar; 
- Membrana basal; 
 
• Dessas, a única camada contínua é a membrana 
basal e, portanto, determina as propriedades de 
permeabilidade do glomérulo. 
Aparelho Justaglomerular 
• Constituído pelo glomérulo e pelo túbulo distal 
convoluto. 
• O aparelho justaglomerular é uma unidade 
vasotubular formada pela porção inicial do túbulo 
distal convoluto, em contato com seu respectivo 
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glomérulo e suas respectivas arteríolas aferente e 
eferente. 
 
Continuação 
• Na figura é possível observar de forma mais 
detalhada as diferentes estruturas do aparelho 
justaglomerular. 
• No centro está o glomérulo; embaixo estão as 
células mensagiais – células que sustentam os 
capilares e possuem elementos contráteis, sendo 
capazes de fagocitar os agregados moleculares 
que estão presos à parede capilar, devido à 
filtração glomerular, além de possuir receptores 
para vários hormônios. 
 
• A camada média da arteríola aferente se modifica 
e contém – em vez de músculo liso – células 
epiteliais cúbicas, chamadas de células 
granulares. Essas células possuem grânulos que 
contêm renina. 
• Superiormente é possível observar as células da 
mácula densa. Essas células detectam a variação 
de volume e composição do fluido tubular distal 
e enviam essas informações às células granulares 
da arteríola aferente. 
O organismo pode efetuar modificações no grau de 
constrição das arteríolas aferentes e eferentes 
• Por fatores humorais que chegam pela corrente 
sanguínea a essa região; 
• Através de estímulos conduzidos pela inervação 
simpática do aparelho justaglomerular; 
• Por meio da estimulação proveniente de 
modificações da composição do fluido tubular, 
transmitidas pela mácula densa ás arteríolas 
aferentes. 
Túbulo proximal 
• O túbulo proximal – adjacente ao glomérulo, 
possui uma porção convoluta (enrolada) e uma 
porção reta. 
• É revestido por um epitélio cúbico simples, cujas 
células apresentam duas membranas com 
diferentes permeabilidades e características de 
transporte: 
- Membrana luminal ou apical: que separa a célula da luz 
tubular; 
- Membrana peritubular ou basolateral: que limita a célula 
com interstício e capilares peritubulares. 
 
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• Representação das células do túbulo proximal – 
cúbicas com função de reabsorção e de secreção. 
- Membrana luminal com microvilosidades que 
caracterizam a borda em escova; na região inferior está a 
membrana basolateral, com as dobras. A membrana 
lateral dessas células forma o espaço intercelular. 
 
• Com base em diferenças anatômicas e funcionais, 
considera-se o túbulo proximal formado por três 
segmentos: 
- S1: se estende até a metade da porção convoluta; 
- S2: inclui a parte final da porção convoluta e a parte 
inicial da porção reta; 
- S3: corresponde ao restante da porção reta. 
 
• No segmento S3, a borda em escova também é 
extensa, porém as dobras basolateriais são pouco 
desenvolvidas, fazendo com que a área da face 
apical seja maior que a área da face basolateral. 
• A reabsorção de Na+ e água nessa região (S3) é 
menor que na parte convoluta (S1 e S2); 
 
• Normalmente, os túbulos proximais reabsorvem, 
por dia, cerca de 158L de fluido tubular 
isotônico. Isso corresponde a 88% do volume do 
plasma filtrado diariamente (180L). Tal 
capacidade é devida às seguintes adaptações: 
- Microvilosidades da membrana luminal; 
- Borda em escova com proteínas carregadoras 
específicas; 
- Luz tubular e citosol ricos em anidrase carbônica, 
enzima que possui importante papel na secreção de 
hidrogênio e reabsorção de bicarbonato; 
- Junções estreitas, as quais são relativamente permeáveis. 
• Devido à alta condutância desse epitélio à água e 
íons, seu sistema de reabsorção é classificado 
como de alta capacidade de transporte e baixo 
gradiente de concentração. 
Alça de Henle 
• Possui três ramos: 
- Fino descendente; 
- Fino ascendente; 
- Grosso ascendente 
 
• Apenas aves e mamíferos possuem essa estrutura. 
A presença dessa alça está relacionada com a 
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concentração da urina. Quanto maior é a 
estrutura, maior capacidade de concentrar a urina. 
 
• As células dos ramos finos, descendente e 
ascendente são delgadas, com poucas 
mitocôndrias e raras microvilosidades na 
membrana apical e basolateral. 
• O epitélio do ramo ascendente grosso possui uma 
única camada de células cúbicas, com raros 
microvilos e interdigitações basolateriais. Suas 
células contêm mitocôndrias largas e alongadas. 
Formato 
• A configuração em forma de alça desse segmento 
tubular e dos vasos retos que o envolvem 
possibilita a progressiva concentração do fluido 
tubular nos ductos coletores. 
• Em várias espécies de mamíferos, o número de 
néfrons com alças longas está relacionado à 
capacidade do animal em concentrar a urina. 
 
Características funcionais específicas de cada ramo da 
alça de Henle 
• Ramo descendente fino: 
- Altamente permeável à água, que é reabsorvida 
passivamente (a favor do gradiente); 
- Em virtude de estar envolto por um interstício 
hipertônico e de sua permeabilidade a sais e ureia ser 
elevada, a concentração do fluido intraluminal aumenta 
em direção à papila, tanto por saídade água como por 
entrada passiva de solutos; 
• Ramos ascendentes fino e grosso: 
- Baixa permeabilidade à água; 
- Elevada reabsorção de sais; 
- O fluido no interior desses ramos se dilui à medida que 
sobe para a região cortical; 
- Elevada reabsorção de magnésio. 
Túbulo distal 
• As células do túbulo distal são cúbicas com 
poucas microvilosidades e muitas largas 
mitocôndrias. 
• REABSORVE: 
- Cloreto de sódio; 
- Bicarbonato; 
- Cálcio. 
• SECRETA: 
- Hidrogênio; 
- Amônia. 
• REABSORVE e SECRETA: 
- Potássio. 
• A aldosterona é um hormônio que está envolvido 
na reabsorção do sódio e secreção de hidrogênio 
e potássio.