Fisiologia renal

Prévia do material em texto

PROBLEMA 4
OBJETIVO 1: ESCLARECER MECANISMOS DE FILTRAÇÃO, SECREÇÃO E ABSORÇÃO DO SISTEMA RENAL
· FUNÇÕES:
♦ Excreção de produtos indesejáveis do metabolismo e de substâncias químicas estranhas: Os rins são os meios primários para a eliminação de produtos indesejáveis do metabolismo que não são mais necessários ao corpo. Esses produtos incluem ureia (do metabolismo dos aminoácidos), creatinina (da creatina muscular), ácido úrico (dos ácidos nucleicos), produtos finais da degradação da hemoglobina (tais como a bilirrubina) e metabólitos de vários hormônios. Esses produtos indesejáveis devem ser eliminados do corpo tão rapidamente quanto são produzidos. Os rins também eliminam a maioria das toxinas e das outras substâncias estranhas que são produzidas pelo corpo e ingeridas, tais como pesticidas, fármacos e aditivos alimentícios
♦ Regulação do balanço de água e dos eletrólitos: Para a manutenção da homeostasia, a excreção de água e eletrólitos deve ser cuidadosamente combinada com os respectivos ganhos. Caso o ganho exceda a excreção, a quantidade de água e de eletrólitos no corpo aumentará. Caso o ganho seja menor que a excreção, a quantidade de água e de eletrólitos no corpo diminuirá.
♦ Regulação da osmolalidade dos líquidos corporais e da concentração de eletrólitos 
♦ Regulação da pressão arterial: os rins têm papel dominante na regulação da pressão arterial a longo prazo, pela excreção de quantidades variáveis de sódio e água. Os rins também contribuem para a regulação a curto prazo da pressão arterial, pela secreção de hormônios e fatores ou substâncias vasoativas (p. ex., renina) que levam à formação de produtos vasoativos (p. ex., angiotensina II).
♦ Regulação do balanço acidobásico: Os rins contribuem para a regulação do balanço acidobásico, junto com os pulmões e os tampões dos líquidos corporais, pela excreção de ácidos e pela regulação dos estoques de tampões dos líquidos corporais. Os rins são a única forma de eliminar certos tipos de ácidos do corpo, tais como os ácidos sulfúrico e fosfórico, gerados pelo metabolismo das proteínas.
♦ Secreção, metabolismo e excreção de hormônios: 
♦ Gliconeogêne: Durante o jejum prolongado, os rins sintetizam glicose a partir de aminoácidos e outros precursores, processo conhecido como gliconeogênese. A capacidade dos rins de adicionar glicose ao sangue, durante períodos prolongados de jejum, equivale à do fígado.
♦ Regulação da produção de eritrócitos: Os rins secretam a eritropoetina que estimula a produção de hemácias pelas células-tronco hematopoéticas na medula óssea. Estímulo importante para secreção de eritropoetina pelos rins é a hipó- xia. Os rins normalmente produzem e secretam quase toda a eritropoetina da circulação.
♦ Regulação da Produção da 1,25-Di-hidroxivitamina D3: Os rins produzem a forma ativa de vitamina D, 1,25-di-hidroxivitamina D , (calcitriol), pela hidroxila- ção dessa vitamina na posição “número 1”. O calcitriol é essencial para a absorção de cálcio pelo trato gastrointestinal e pela deposição normal de cálcio nos ossos. Como discutido no Capítulo 79, o calcitriol tem papel importante na regulação do cálcio e fosfato.
· ANATOMIA: 
Iniciaremos seguindo o trajeto que uma gota de água segue desde o plasma até a sua excreção na urina. A produção da urina inicia quando a água e os solutos se deslocam do plasma para o inte- rior de tubos ocos (néfrons), que compõem a maior parte dos dois rins. Esses túbulos modificam a composição do líquido à medida que ele passa ao longo dessas estruturas. O fluido já alterado, ago- ra chamado de urina, deixa os rins e passa por um tubo, chamado de ureter. Existem dois ureteres, cada um partindo de um rim e se dirigindo para a bexiga urinária. A bexiga se expande e é preen- chida com a urina até que, em um reflexo, chamado de micção, ela se contrai e elimina a urina através de um único tubo, a uretra.
Os rins são o local de produção da urina. Cada rim situa-se em um lado da coluna vertebral ao nível da décima primeira e décima segunda costelas, logo acima da cintura. Embora eles estejam abaixo do diafragma, eles estão tecnicamente fora da cavidade abdominal, entre o peritônio membranoso, que reveste o abdome, e os ossos e os músculos do dorso. Devido à sua localização atrás da cavidade peritoneal, os rins são algumas vezes descritos como órgãos retroperitoneais.
A superfície côncava de cada rim está voltada para a coluna vertebral. Os vasos sanguíneos renais, os nervos, os vasos linfáticos e os ureteres emergem a partir dessa superfície. As artérias renais, as quais são ramos da parte abdominal da aorta, fornecem sangue para os rins. As veias renais levam sangue dos rins para a veia cava inferior.
Os rins recebem 20 a 25% do débito cardíaco, embora constituam apenas 0,4% do peso total do corpo (120-170 gramas cada). Essa alta taxa de fluxo sanguíneo através dos rins é crítica para a função renal.
Uma secção transversal através de um rim mostra que o seu interior é dividido em duas camadas: um córtex externo e uma medula interna. As camadas são formadas pelo arranjo organizado de túbulos microscópicos, chamados de néfrons. Cerca de 80% dos néfrons de um rim estão presentes quase que completamente no interior do cortex (néfrons corticais), ao passo que os outros 20% – chamados de néfrons justamedulares – penetram no interior da medula.
O néfron é a unidade funcional do rim. (Uma unidade funcional é a menor estrutura que pode efetuar todas as funções de um órgão.) Cada um dos cerca de 1 milhão de néfrons de cada rim é dividido em segmentos, e cada segmento é intimamente associado com vasos sanguíneos especializados.
O sangue entra no rim pela artéria renal, antes de seguir para as artérias menores, e, depois, para as arteríolas no córtex. Nesse ponto, o arranjo dos vasos sanguíneos forma um sistema porta, um dos três presentes no corpo. Lembre-se que um sistema porta é formado pela presença de duas redes de capilares em série (uma após a outra).
No sistema porta renal, o sangue flui das artérias renais para uma arteríola aferente. Das arteríolas aferentes, o sangue passa para uma primeira rede de capilares, uma rede em forma de novelo, chamada de glomérulo. O sangue que deixa os glomérulos passa para uma arteríola eferente, e, então, para uma segunda rede de capilares, os capilares peritubulares, que cercam o túbulo renal. Nos néfrons justamedulares, os longos capilares peritubulares que penetram na medula são chamados de vasos retos. Por fim, os capilares peritubulares convergem para a formação de vênulas e pequenas veias, enviando o sangue para fora dos rins através da veia renal.
A função do sistema porta renal é filtrar o fluido sanguíneo para o interior do lúmen do néfron, nos capilares glomerulares, e, então, reabsorver o fluido do lúmen tubular de volta para o sangue, nos capilares peritubulares. 
O túbulo renal é formado por uma camada única de células epiteliais conectadas entre si, próximas à sua superfície apical. As superfícies apicais apresentam microvilosidades ou outras dobras para o aumento da superfície, ao passo que a superfície basal do epitélio polarizado repousa sobre uma membrana basal, ou lâmina basal. As junções célula a célula são em sua maior parte apertadas, mas algumas apresentam permeabilidade seletiva para íons.
O néfron inicia em uma estrutura oca globular, chamada de cápsula de Bowman, a qual envolve o glomérulo. O endotélio do glomérulo é unido ao epitélio da cápsula de Bowman, de modo que o líquido filtrado dos capilares passa diretamente para dentro do lúmen tubular. O conjunto formado pelo glomérulo e pela cápsula de Bowman é chamado de corpúsculo renal.
A partir da cápsula de Bowman, o filtrado flui para o interior do túbulo proximal e, após, para a alça de Henle, um segmento em forma de grampo que desce até a medula e, posteriormente, retorna para o córtex. A alça de Henle é dividida em dois ramos, um ramodescendente fino e um ramo ascendente com segmentos fino e grosso. O fluido, então, chega até o túbulo distal. Os túbulos distais de até oito néfrons drenam para um único tubo maior, chamado de ducto coletor. (O túbulo distal e seu ducto coletor formam o néfron distal.) Os ductos coletores passam do córtex para a medula e drenam na pelve renal. Da pelve renal, o líquido filtrado e modificado, agora chamado de urina, flui para o ureter no seu trajeto rumo à excreção.
· FILTRAÇÃO
A filtração do plasma para dentro dos túbulos renais é o primeiro passo na formação da urina. Esse processo relativamente inespecífico gera um filtrado, cuja composição é igual à do plasma menos a maioria das proteínas plasmáticas. Sob condições normais, as células sanguíneas permanecem no capilar, de modo que o filtrado é composto apenas de água e de solutos dissolvidos.
Quando você visualiza o plasma sendo filtrado para fora dos capilares glomerulares, é fácil imaginar que todo o plasma do capilar se move para dentro da cápsula de Bowman. Contudo, a filtração de todo o plasma deixaria para trás uma massa de células sanguíneas e proteínas que não podem fluir para fora do glomérulo. Em vez disso, apenas cerca de um quinto do plasma que flui ao longo dos rins é filtrado para dentro dos néfrons. Os quatro-quintos restantes do plasma, juntamente com a maior parte das proteínas plasmáticas e das células sanguíneas, passa para os capilares peritubulares. A porcentagem do volume total do plasma que é filtrada para dentro do túbulo é denominada fração de filtração.
A filtração ocorre no corpúsculo renal, que consiste na rede de capilares glomerulares envolta pela cápsula de Bowman. As substâncias que deixam o plasma precisam passar através de três barreiras de filtração antes de entrarem no lúmen tubular: o endotélio do capilar glomerular, uma lâmina basal (membrana basal) e o epitélio da cápsula de Bowman. 
A primeira barreira é o endotélio capilar. Os capilares glomerulares são capilares fenestrados com grandes poros, que permitem que a maioria dos components plasmáticos sejam filtrados através do endotélio. Os poros são pequenos o bastante, contudo, para impedir que as células do sangue deixem o capilar. Proteínas carregadas negativamente, presentes na superfície dos poros, também ajudam a repelir as proteínas plasmáticas carregadas negativamente.
A segunda barreira de filtração é a lâmina basal, uma camada acelular de matriz extracelular que separa o endotélio do capilar do epitélio da cápsula de Bowman. A lâmina basal é constituída por glicoproteínas carregadas negativamente, colágeno e outras proteínas. Ela atua como uma peneira grossa, excluindo a maioria das proteínas plasmáticas do líquido que é filtrado através dela.
A terceira barreira de filtração é o epitélio da cápsula de Bowman. A porção epitelial da cápsula que envolve cada capilar glomerular é formada por células especializadas, chamadas de podócitos (Fig. 19.5c). Os podócitos possuem longas extensões citoplasmáticas, denominadas pés ou pedicelos, que se estendem a partir do corpo principal da célula.
Esses pedicelos envolvem os capilares glomerulares e se entrelaçam uns com os outros, deixando estreitas fendas de fil- tração fechadas por uma membrana semiporosa. A membrana da fenda de filtração contém diversas proteínas exclusivas, incluindo a nefrina e a podocina.
As células mesangiais glomerulares ficam entre e ao redor dos capilares glomerulares. As células mesangiais possuem feixes citoplasmáticos de filamentos semelhantes à actina, que fazem essas células serem capazes de contrair e alterar o fluxo sanguíneo pelos capilares. Além disso, as células mesangiais secretam citocinas associadas a processos inflamatórios e imunes. A alteração da função das células mesangiais tem sido associada a muitas doenças renais.
O que determina a filtração através das paredes dos capilares glomerulares? O processo é semelhante em vários sentidos à filtração de líquido através dos capilares sistêmicos. As três pressões que determinam a filtração gloumerular – pressão do capilar sanguíneo, pressão coloidosmótica do capilar e a pressão do fluido. 
1) A pressão hidrostática (PH)- pressão sanguínea: do sangue que flui através dos capilares glomerulares força a passagem de fluido através do seu 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 permanence 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 de Bowman. 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. Essa pressão é devido a presença de proteínas (albumina, globulina, fibrogênio) no plasma. 
3) A cápsula de Bowman é um espaço fechado (diferente- mente 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.
Pressão de filtração resultante= Pressão hidrostática – Pressão coloidosmótica – Pressão capsular
A força motriz resultante é de 10 mmHg na direção que favorece a filtração. Essa pressão pode não parecer muito alta, mas quando combinada com a grande permeabilidade natural dos capilares glomerulares fenestrados, ela resulta em uma rápida filtração de fluido para o interior dos túbulos.
O volume de fluido que é filtrado para dentro da cápsula de Bowman por unidade de tempo é a taxa de filtração glome- rular (TFG). A TFG média é de 125 mL/min, ou de 180 L/dia, uma taxa impressionante, considerando-se que o volume plasmático total é de apenas cerca de 3 litros. Essa taxa significa que os rins filtram todo o volume plasmático 60 vezes por dia, ou 2,5 vezes a cada hora. Se a maior parte do filtrado não fosse reabsorvida durante a sua passagem pelo néfron, ficaríamos sem o plasma em apenas 24 minutos de filtração.
A TFG é influenciada por dois fatores: a pressão de filtração resultante, já descrita, e o coeficiente de filtração. A pressão de filtração é determinada primeiro pelo fluxo sanguíneo renal e pela pressão arterial. O coeficiente de filtração possui dois componentes: a área de superfície dos capilares glomerulares, disponível para a filtração e a permeabilidade da interface entre capilar e cápsula de Bowman.
Nesse aspecto, a filtração glomerular é semelhante às trocas de gases nos alvéolos, em que a taxa da troca gasosa depende da diferença entre as pressões parciais dos gases, da área de superfície dos alvéolos e da permeabilidade da barreira de difusão alvéolo-capilar.
A pressão arterial fornece a pressão hidrostática, que impulsiona a filtração glomerular. Logo, parece razoável assumir que se a pressão arterial aumentasse, a TFG aumentaria, e se a pressão arterial diminuísse, a TFG diminuiria. Entretanto, esse geralmente não é o caso. Em vez disso, a TFG é notavelmente constante em uma ampla faixa de pressões arteriais. Contanto que a pressão arterial média do sangue fique entre 80 e 180 mmHg, a TFG é, em média, de 180 L/dia.
A TFG é controlada primariamente pela regulação do fluxo sanguíneo através das arteríolas renais. Se a resistência global das arteríolas renais aumenta, o fluxo sanguíneorenal diminui, e o sangue é desviado para outros órgãos. O efeito do aumento da resistência sobre a TFG, entretanto, depende de onde a mudança na resistência ocorre.
Se a resistência aumenta na arteríola aferente, a pressão hidrostática diminui no lado glomerular da constrição. Isso se traduz em uma diminuição na TFG. Se a resistência aumenta na arteríola eferente, o sangue acumula antes da constri- ção, e a pressão hidrostática nos capilares glomerulares aumenta. O aumento da pressão glomerular aumenta a TFG.
· REABSORÇÃO
A cada dia, 180 L de líquido são filtrados dos capilares glomerulares para dentro dos túbulos renais, todavia, apenas cerca de 1,5 L é excretado na urina. Assim, 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 organis-mo para a manutenção da homeostasia.
Uma questão que você pode estar se perguntando é: “Por que se preocupar em filtrar 180 L/dia e depois reabsorver 99% disso? Por que não simplesmente filtrar e excretar o 1% que precisa ser eliminado?”. Existem duas razões. Primeiro, muitas substâncias exógenas são filtradas nos túbulos, mas não são reabsorvidas para o sangue. A alta taxa diária de filtração ajuda a retirar essas substâncias do plasma muito rapidamente.
Uma vez que uma substância é filtrada para o interior do lúmen da cápsula de Bowman, ela não faz mais parte do meio interno corporal. O lúmen do néfron faz parte do ambiente externo, e todas as substâncias presentes no filtrado estão destinadas a deixarem o corpo através da urina, a não ser que exista algum mecanismo de reabsorção tubular para impedir que isso ocorra. Muitos nutrientes pequenos, como a glicose e intermediários do ciclo do ácido cítrico, são filtrados, porém são reabsorvidos de maneira muito eficiente no túbulo proximal.
Segundo, a filtração de íons e água para dentro dos túbulos simplifica a sua regulação. Se uma porção do filtrado que alcança o néfron distal não é necessária para manter a homeostasia, ela passa para a urina. Com uma alta TFG, essa excreção pode ocorrer de forma bastante rápida. Contudo, se os íons e a água são necessários, eles são reabsorvidos.
A reabsorção de água e solutos do lúmen tubular para o líquido extracelular depende de transporte ativo. O filtrado que flui da cápsula de Bowman para o túbulo proximal tem a mesma concentração de solutos do líquido extracelular. 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 líquido extra-celular 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 redução do volume do lúmen tubular aumenta 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 mais altas do que as concentrações de soluto no líquido extracelular, 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 cotra 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. 
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 final é a reabsorção de Na+ através do epitélio tubular.
O transporte ativo secundário acoplado ao sódio é responsável pela reabsorção de muitas substâncias, incluindo a glicose, aminoácidos, íons e vários metabólitos orgânicos. 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 sim- porte 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 􏰊-ce- toglutarato (􏰊CG), e íons, como o fosfato e o sulfato. Alguns dos transportadores apicais utilizam o H􏰁 no lugar do Na􏰁.
Reabsorção passiva: 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 líquido extracelular são iguais. Entretanto, o transporte ativo de Na+ e de outros solutos para fora do lúmen tubular proximal gera um um gradiente de concentração através do processo descrito a seguir. Quando o Na􏰁 e outros solutos são reabsorvidos no túbu- lo proximal, a transferência de partículas osmoticamente ativas torna o líquido extracelular mais concentrado que o filtrado que permaneceu no lúmen tubular (ver Fig. 19.8a). Em resposta ao gradiente osmótico, a água move-se por osmose atravésdo epité- lio. 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 líquido extracelular, sendo transportada através das células ou pela via paracelular.
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 concentrações abaixo do ponto de saturação, a taxa de transporte é diretamente relacionada à concentração do substrato (FIG. 19.9). Em concentrações 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) (p. 146).
A reabsorção da glicose no néfron é um excelente exemplo das consequências da saturação. Em concentrações normais de glicose no plasma, toda a glicose que entra no néfron é reab- sorvida 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.
Todavia, o que acontece se a concentração de glicose no sangue se torna excessiva, como ocorre no diabetes melito? Nesse caso, 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 reab- sorvida e é excretada na urina.
-ALÇA HENLE: 65% da água já foi absorvida, o líquido aqui está sem glicose, aminoácido e sem outros nutrientes de forma parcial. Como ainda continua com solventes fora e dentro, a osmolaridade tubular é similar com a sanguínea. Reabsorve 15% de água, 20 a 30% de Na e K, 35% de Cl, 10 a 20% de HCO3- e Ca e Mg. A membrana é relativamente impermeável, então a absorção de água será menor e a de solutos maior. Simportadores de Na+-K+-Cl- promovem a saída de Na, Cl e K para a célula e dali o Na será carregado para o meio extracelular por transporte ativo e o K e Cl por canais de vazamento. A saída deles promove a saída de Ca Mg utilizando a via paracelular. 
-TÚBULO CONTORCIDO DISTAL: Início- reabsorve 10 a 15% de água, Na e Cl são transportados por meio de simportadores Na-Cl (mesmo esquema acima decrito), reabsorção de Ca é estimulada pelo hormônio paratireoideano. Final: reabsorve restante de Na e secreta K realizados pelas células principais, e as células intercaladas reabsorve K e HCO3- e secreta H+, a reabsorção e secreção variam de acordo com a necessidade do corpo e o Na se difunde passivamente para capilares tubulares em torno das células tubulares. 
· SECREÇÃO: Transferência de moléculas do líquido extracelular para o lúmen do néfron.
Secreção de K+, H+ e metabólitos pelo néfron 
· 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 aprese ta 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. Embora a excreção nos diga o que o corpo está eliminando, a excreção por si só não pode nos dar detalhes da função renal. Lembre-se que, para qualquer substância, Excreção = (filtração - reabsorção) + secreção.
· MICÇÃO: Uma vez que o filtrado deixa os ductos coletores, ele já não pode mais ser modificado, e a sua composição não se altera. O filtrado, agora chamado de urina, flui para a pelve renal e, então, desce pelo ureter, em direção à bexiga urinária, com a ajuda de contrações rítmicas do músculo liso. A abertura entre a bexiga e a uretra é fechada por dois anéis musculares, chamados de esfincteres. O esfincter interno da uretra é uma continuação da parede da bexiga e é formado por músculo liso. Seu tônus normal o mantém contraído. O esfincter externo da uretra é um anel de músculo esquelético, controlado por neurônios motores somáticos. A estimulação tônica proveniente do sistema nervoso central mantém a contração do esfincter externo, exceto durante a micção. A micção é um reflexo espinal simples que está sujeito aos controles consciente e inconsciente pelos centros superiores do encéfalo. À medida que a bexiga urinária se enche com urina e as suas paredes se expandem, receptores de estiramento enviam sinais através de neurônios sensoriais para a medula espinal. Lá, a informação é integrada e transferida a dois conjuntos de neurônios. O estímulo da bexiga urinária cheia estimula os neurônios parassimpáticos, que inervam o músculo liso da parede da bexiga urinária. O músculo liso contrai, aumentando a pressão no conteúdo da bexiga urinária. Simultaneamente, os neurônios motores somáticos que inervam o esfincter externo da uretra são inibidos.
A contração da bexiga urinária ocorre em uma onda, a qual empurra a urina para baixo, em direção à uretra. A pressão exercida pela urina força o esfincter interno da uretra* a abrir enquanto o esfincter externo relaxa. A urina passa para a uretra e para fora do corpo, auxiliada pela gravidade. 
OBJETIVO 2: ENTENDER O SUMÁRIO DE URINA (PROTEINÚRIA, PIÚRIA, CILINDROS HEMÁTICOS)
A urina deve ser colhida idealmente no próprio laboratório, pois quanto mais fresca estiver, mais confiável será o resultado. Um intervalo de mais de 2 horas entre a colheita e a avaliação normalmente invalidam qualquer resultado, principalmente se urina não tiver sido mantida sob refrigeração. Após 1 minuto, compara-se a cores dos quadradinhos com uma tabela de referência que costuma vir na embalagem das próprias fitas do EAS. Através destas reacções e com o complemento do exame microscópico, podemos detectar a presença e a quantidade dos seguintes dados da urina: Densidade, pH, Glicose, Proteínas, hemácias (sangue), Leucócitos, Cetonas, Urobilinogenio e bilirrubina, nitrito, cristais, células epiteliais e cilindros.
Os resultados do dipstick são qualitativos e não quantitativos. A fita identifica a presença dessas substâncias, mas a quantificação é apenas aproximada. O resultado é normalmente fornecido em uma graduação de cruzes de 0 a 4. A seguir são apresentados os valores de referência: 
Densidade: A densidade da água pura é igual a 1000. Quanto mais próximo deste valor, mais diluída está a urina. Do mesmo modo, quanto mais afastado, mais concentrada ela está. Os valores normaisvariam de 1005 a 1035. A densidade indica a concentração das substâncias sólidas diluídas na urina. Quanto menos água houver na urina, menos diluída ela estará e maior será sua densidade. Urina com densidade próxima de 1030 indica desidratação. São muito amareladas e normalmente possuem forte odor. 
pH: A urina é naturalmente ácida, pois o rim é o principal meio de eliminação dos ácidos do organismo. Enquanto o pH do sangue está em torno de 7,4, o pH da urina varia entre 5,5 e 7,0. Valores maiores ou igual 7 podem indicar presença de bactérias que alcalinizam a urina. Valores menores que 5,5 podem indicar acidose no sangue ou doença nos túbulos renais. O valor mais comum é um pH por volta de 5,5-6, porém, mesmo valores acima ou abaixo dos descritos podem não necessariamente indicar alguma doença.
Glicose: Toda a glicose que é filtrada nos rins, é reabsorvida de volta para o sangue pelos túbulos renais. Deste modo, não é normal apresentar evidências de glicose na urina. Os doentes com diabetes mellitus costumam apresentar glicose na urina. Com quantidade de açúcar no sangue muito elevada, o rim acaba recebendo e filtrando também uma grande quantidade deste. O problema é que a partir de valores de glicemia acima de 180-200 mg/dL a capacidade de reabsorção do túbulo renal é ultrapassada. Assim o paciente perde glicose na urina. Já a presença de glicose na urina, sem que haja diabetes, costuma ser um sinal de doença nos túbulos renais. Portanto, só há glicose na urina se houver excesso desta no sangue ou se houver doença nos rins. 
Proteínas: A maioria das proteínas não são filtradas pelo rim, e por isso, em situações normais, não devem estar presentes na urina. Na verdade, existe apenas uma pequena quantidade de proteínas na urina, mas são tão poucas que não são detectadas pelo teste da fita. Portanto, o normal é a ausência de proteínas. A presença de proteínas na urina se chama proteinúria, que pode indicar alguma doença renal e deve sempre ser investigada. 
Hemácias na urina / hemoglobina na urina / sangue na urina: assim como nas proteínas, a quantidade de hemácias (glóbulos vermelhos) na urina é desprezível e não consegue ser detectada pelo exame da fita. Mais uma vez, os resultados costumam ser fornecidos em cruzes. O normal é haver ausência de hemácias (hemoglobina), ou seja, nenhuma cruz. Como já se havia dito, a urina após o teste da fita é examinada também em microscópio. Desta maneira, pode-se contar a quantidade de hemácias que estão presentes. Essa avaliação por microscópio é chamada de sedimentoscopia. Através do microscópio consegue-se detectar qualquer presença de sangue, mesmo aquelas não detectadas pela fita. Neste caso os valores normais são descritos de 2 maneiras: Menos que 3 a 5 hemácias por campo ou menos que 10.000 células por mL. A presença de sangue na urina chama-se hematúria, e pode ocorrer por diversos motivos, desde um falso positivo devido a menstruação, até infecções, pedras nos rins e doenças renais graves. Uma vez detectada a hematúria, o próximo passo é avaliar a forma das hemácias em um exame chamado de dismorfismo eritrocitário. A presença de hemácias dismórficas, principalmente se em mais de 50%, indica uma doença dos glomérulos. 
Leucócitos ou piócitos: os leucócitos (piócitos) são os glóbulos brancos, nossas células de defesa. A presença de leucócitos na urina costuma indicar que há actividade inflamatória nas vias urinárias. Em geral sugere infecção urinária, mas pode estar presente em várias outras situações, como traumas, drogas irritativas ou qualquer outra inflamação não causada por uma agente infeccioso. Podemos simplificar e dizer que leucócitos na urina significa pus na urina. Os leucócitos também podem ser contados na sedimentoscopia. Valores normais estão abaixo dos 10.000 células por mL ou 5 células por campo. Alguns dipsticks apresentam um quadradinho para detecção de leucócitos, normalmente o resultado vem descrito como esterase leucocitária. O resultado normal é estar negativo. 
Cetonas ou corpos cetônicos: Os corpos cetônicos são produtos da metabolização das gorduras. Normalmente não estão presentes na urina. A sua detecção pelo dipstik pode indicar diabetes descompensado ou jejum prolongado. Urobilinogênio e bilirrubina: também normalmente ausentes na urina, podem indicar doença hepática (fígado) ou hemólise (destruição anormal das hemácias). A bilirrubina só costuma aparecer na urina quando os seus níveis sanguíneos ultrapassam 1,5 mg/dL. 
Nitritos: A urina é rica em nitratos. A presença de bactérias na urina transforma esses nitratos em nitritos. Logo, fita com nitrito positivo é um sinal da presença de bactérias. Nem todas as bactérias tem a capacidade de metabolizar o nitrato, por isso, nitrito negativo de forma alguma descarta infecção urinária. Na verdade, o EAS apenas sugere infecção. A presença de hemácias, associado a leucócitos e nitritos positivos, fala muito a favor de infecção urinária, porém, o exame de certeza é a urocultura. A pesquisa do nitrito é feita através da reação de Griess, que é o nome dado a reação do nitrito com um meio ácido. Por isso, alguns laboratórios fornecem o resultado como Griess positivo ou Griess negativo, que é igual a nitrito positivo e nitrito negativo, respectivamente. 
Cristais: Esse é talvez o resultado mais mal interpretado, tanto por pacientes como por alguns médicos. A presença de cristais na urina, principalmente de oxalato de cálcio, não tem nenhuma importância clínica. Ao contrário do que se possa imaginar, a presença de cristais não indica uma propensão a formação de cálculos renais. Os únicos cristais com relevância clínica são os Cristais de cistina, Cristais de magnésio-amôniofosfato (estruvita), Cristais de tirosina, Cristais de bilirrubina, Cristais de colesterol. A presença de cristais de ácido úrico, se em grande quantidade, também deve ser valorizada.
Células epiteliais e cilindros: A presença de células epiteliais é normal. São as próprias células do trato urinário que descamam. Elas só tem valor quando presente em cilindros. Como os túbulos renais são cilíndricos, toda vez que há substâncias em grande quantidade na urina, elas se agrupam em forma de um cilindro. A presença de cilindros indica que esta substância veio dos túbulos renais e não de outros pontos do trato urinário como a bexiga, ureter, próstata etc. Isto é relevante, por exemplo, nos casos de sangramento, onde um cilindro hemático indica o glomérulo como origem. Os cilindros que podem indicar alguma alteração são: cilindros hemáticos (sangue) = Indica glomerulonefrite; cilindros leucocitários = Indicam inflamação dos rins; Cilindros epiteliais = indicam lesão dos túbulos; Cilindros gordurosos = indicam proteinúria; Cilindros hialinos não indicam doença, mas pode ser um sinal de desidratação. A presença de muco é inespecífica e normalmente ocorre pelo acúmulo de células epiteliais com cristais e leucócitos. Tem pouquíssima utilidade clínica. 
Características gerais da urina: Anormalidades nas características gerais da urina podem fornecer pistas significativas da doenças renais ou metabólicas. 
O odor da urina: A urina fresca, recém emitida, é característica e aromática, mas não desagradável. As mudanças no odor da urina são dadas pela dieta, doença ou presença de microrganismos. Apesar do odor da urina não ser usualmente relato no formulário da urinálise, é uma propriedade perceptível que pode alertar aos técnicos para possíveis anormalidades na amostra da urina. Se a urina é deixada sem refrigerações por poucas horas, alguma bactéria presente pode degradar a urina para formar amónio; o odor resultante é similar a amónio. Uma amostra de urina recém emitida que tem o odor fético, pungente, sugere infecção do trato urinário. Alimentos, como o alho e aspargo podem produzir um odor anormal na urina. 
Cor da urina: A cor da urina é amarela. Variações na cor podem ser causada por dieta, medicações, actividade física e doenças. A cor da urina pode algumas vezes fornecer uma pista para diagnóstico de certas doenças ou condições.Em uma urina amarela o pigmento que produz a cor normal amarela a âmbar é o urocromo. Conforme varia a concentração da urina, assim varia a cor da mesma. Urinas diluídas são polidas, mais concentradas são amarela escura ou âmbar. A urina vermelha é uma cor anormal mais vista, ou ainda o vermelho pardo da urina. A urina vermelha turva é causada pela hematúria, a presença de células vermelhas no sangue. A urina vermelha límpida é causada pela presença de hemoglobina ou mioglobina, uma proteína pigmentada encontrada no tecido muscular. Células vermelhas, hemoglobina ou mioglobina podem formar uma cor vermelha parda em urinas ácidas. Porfirinas podem causar uma urina vermelha ou vermelho vinho. Na urina marrom ou preta a hemoglobina torna-se marrom quando a urinas ácidas fica em repouso. A formação de melanina, um pigmento escuro, também pode fazer que a urina se torna escura ou preta quando em repouso. Isso pode acontecer em pacientes com melanina em estado avançado, em tumor das células produtoras da melanina. A Urina amarela parda ou verde pardo apresenta Bilirrubina ou pigmentos biliares que podem ter uma espuma amarela esverdeada quando agitadas. Bilirrubina pode estar presente na urina de pacientes com hepatite. Aparência da urina: A aparência ou transparência da urina pode dar pista para possíveis problemas. Uma urina limpa usualmente tem um exame microscópico do sedimento normal; qualquer anormalidade em uma amostra limpada é usualmente detectada no exame físico ou químico. A causa de turbidez em uma urina usualmente torna-se evidente durante o exame microscópico. Urina fresca normal é usualmente limpada após a emissão. Assim que a urina atinge a temperatura ambiente, ou após a refrigeração, pode tornar-se turva. Dependendo do PH da urina, esta turbidez pode ser causada por cristais de uractos amorfos ou fosfatos.
OBJETIVO 3: CONHECER AS AÇÕES DO DIURÉTICO DE ALÇA (ACIDOSE METABÓLICA E EQUILÍBRIO HIDROELETROLÍTICO)
· DIURÉTICOS:
Diurético é uma substância que aumenta o débito e o volume urinário, conforme o nome sugere. A maioria dos diuréticos também aumenta a excreção urinária de solutos, em especial de sódio e cloreto. Na verdade, a maioria dos diuréticos, usados na clínica atua diminuindo a reabsorção de sódio pelos túbulos, causando natriurese (maior débito de sódio), o que, por sua vez, causa diurese (maior débito de água). 
O uso clínico mais comum dos diuréticos é para reduzir o volume do líquido extracelular, especialmente em doenças associadas ao edema e à hipertensão. 
Diuréticos “de Alça" Reduzem a Reabsorção Ativa de Sódio-Cloreto-Potássio na Alça Ascendente Espessa de Henle: Furosemida, ácido etacrínico e bumetanida são diuréticos potentes que diminuem a reabsorção ativa no segmento ascendente espesso da alça de Henle ao bloquearem o cotransportador de 1-sódio, 2-cloreto, 1-potássio, localizado na membrana luminal das células epiteliais. Esses diuréticos “de alça” estão entre os mais potentes usados clinicamente. Ao bloquear o cotransporte ativo de sódio-cloreto-potássio na membrana luminal da alça de Henle, os diuréticos de alça aumentam o débito urinário de sódio, cloreto e potássio e de outros eletrólitos, bem como de água, por duas razões: (1) eles aumentam muito a quantidade de solutos liberados para as partes distais dos néfrons, que atuam como agentes osmóticos, evitando a reabsorção de água; e (2) eles interrompem o sistema multiplicador por contracorrente, ao diminuir a absorção de íons da alça de Henle para o interstício medular, diminuindo assim a osmolaridade do líquido intersticial medular. Devido a esse efeito, os diuréticos de alça comprometem a capacidade dos rins de concentrar ou diluir a urina. A diluição urinária fica comprometida porque a inibição da reabsorção de sódio e de cloreto, na alça de Henle faz com que maior quantidade desses íons seja excretada junto com a maior excreção de água. A concentração urinária é afetada porque a concentração desses íons no líquido intersticial da medula renal e, portanto, a osmolaridade da medula renal ficam reduzidas. 
· EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO:
O equilíbrio acidobásico (também denominado homeostasia do pH) é uma das funções essenciais do corpo. O pH de uma solução é medido como sua concentração de H+. A concentração plasmática arterial normal de H+ é de 0,00004 mEq/L, um valor muito pequeno, se comparado com a concentração de outros íons (p. ex., a concentração plasmática de Na+ é de cerca de 135 mEq/L). 
Devido ao fato de a concentração de H+ no corpo ser tão baixa, ela geralmente é expressa em uma escala logarítmica de pH de 0 a 14, na qual um pH de 7 é neutro (nem ácido nem básico). Se o pH de uma solução é menor que 7, a concentração de H+ é maior que 1 X 10 7 M, e a solução é considerada ácida. Se o pH é maior que 7, a concentração de H+ é menor que 1 X 10 7 M, e a solução é considerada alcalina (básica).
O pH normal do corpo é de 7,4, ligeiramente alcalino. Uma mudança de 1 unidade de pH representa uma mudança de 10 vezes na concentração de H+. 
A faixa de pH normal do plasma é de 7,38 a 7,42. O pH extracelular normalmente reflete o pH intracelular, e vice-versa. Devido ao fato de ser difícil monitorar as condições intracelulares, os valores plasmáticos são utilizados clinicamente como indicadores do pH do LEC e do pH total do corpo. Os líquidos do corpo que são “externos” ao meio interno do corpo, como os localizados no lúmen do trato gastrintestinal ou nos túbulos renais, podem ter um pH que excede bastante a faixa normal. A secreção de ácido no estômago, por exemplo, pode reduzir o pH gástrico para cerca de 1. O pH da urina varia entre 4,5 a 8,5, dependendo da necessidade do corpo de excretar H+ ou HCO-3.
A concentração de H+ no corpo é bem regulada. Proteínas intracelulares, como enzimas e canais de membrana, são particularmente sensíveis ao pH, uma vez que a função dessas proteínas depende da sua forma tridimensional. Mudanças na concentração de H+ alteram a estrutura terciária de proteínas através da interação com ligações de hidrogênio dessas moléculas, alterando a estrutura tridimensional das proteínas e suas atividades. Um pH anormal pode afetar significativamente a atividade do sistema nervoso. Se o pH é muito baixo – uma condição denominada acidose, os neurônios tornam-se menos excitáveis, resultando em depressão do SNC. Os pacientes tornam-se confusos e desorientados e, então, entram em coma. Se a depres- são do SNC progride, os centros respiratórios deixam de funcio- nar, levando à morte.
Se o pH é muito alto – uma condição denominada alcalose –, os neurônios tornam-se hiperexcitáveis, disparando poten- ciais de ação mesmo frente a pequenos sinais. Essa condição se manifesta primeiro por alterações sensoriais, como falta de sensibilidade ou formigamento, e depois por abalos musculares. Se a alcalose é grave, as contrações musculares tornam-se sustentadas (tetania) e paralisam os músculos respiratórios. Distúrbios do equilíbrio acidobásico estão associados com distúrbios no equilíbrio do K+. Isso ocorre parcialmente devido ao transporte renal que desloca os íons K+ e H+ em um antiporte. Na acidose, os rins excretam H+ e reabsorvem K+ utilizando uma H+-K+-ATPase. Na alcalose, os rins reabsorvem H+ e excretam K+. O desequilíbrio do K+ geralmente se manisfesta como distúrbios em tecidos excitáveis, principalmente no coração.
No funcionamento diário, o corpo é desafiado pela maior ingestão e produção de ácidos do que de bases. Íons hidrogênio são oriundos da alimentação e do metabolismo interno. A manutenção do balanço de massas requer que a ingestão e a produção de ácido sejam equilibradas pela excreção de ácido.
Ganho de ácidos: Muitos produtos do metabolismo e alimentos são ácidos orgânicos que se ionizam e contribuem para a liberação de H+ nos fluidos corporais. Exemplos de ácidos orgânicos incluem aminoácidos, ácidos graxos, intermediáriosdo ciclo do ácido cítrico e o lactato produzido pelo metabolismo anaeróbio. A produção metabólica de ácidos orgânicos a cada dia gera uma quantidade significativa de H+, a qual precisa ser excretada para a manutenção do balanço de massas.
Sob circunstâncias extraordinárias, a produção de ácidos orgânicos metabólicos pode aumentar significativamente e gerar uma crise. Por exemplo, diversas condições anaeróbias graves, como choque circulatório, produzem tanto lactato que os mecanismos homeostáticos não conseguem realizar a sua excreção, resultando em um estado de acidose láctica. 
Ganho de bases: A fisiologia ácido-base concentra-se no ácido por boas razões. Primeiro, nossa dieta e nosso metabolismo têm poucas fontes significativas de bases. Algumas frutas e vegetais contêm ânions que são metabolizados a HCO 3-, mas a influência desses alimentos é superada de longe pela contribuição de frutas ácidas, aminoácidos e ácidos graxos. Segundo, os desequilíbrios acidobásicos decorrentes do excesso de ácido são mais comuns do que os que ocorrem por excesso de base. Por essas razões, o corpo utiliza muito mais recursos para a remoção do excesso de ácidos.
Como o corpo faz para enfrentar as mudanças no pH minuto a minuto? Existem três mecanismos: (1) tampões, (2) ventilação e (3) regulação da função renal de H+ e HC3-. 
Os tampões são a primeira linha de defesa, sempre presentes e esperando para impedir grandes oscilações do pH. A ventilação, a segunda linha de defesa, é uma resposta rápida regulada reflexamente que pode controlar cerca de 75% dos distúrbios do pH. A linha final de defesa fica com os rins. Eles são mais lentos do que os tampões e os pulmões, mas são muito eficientes ao enfrentar qualquer distúrbio de pH restante, sob condições normais. Esses três mecanismos ajudam a equilibrar os ácidos de forma tão eficaz que o pH normal do corpo varia apenas ligeiramente. 
1) Um tampão é uma molécula que atenua, mas não previne, alterações no pH através da sua combinação com H+ ou da liberação desse íon. Na ausência de tampões, a adição de ácido a uma solução causa uma grande mudança no seu pH. Na presença de um tampão, a mudança de pH é moderada ou pode ser até imperceptível. Devido à produção de ácidos ser o maior desafio para a manutenção da homeostasia do pH, a maioria dos tampões fisiológicos se combina com o H+. Os tampões são encontrados dentro da célula e no plasma. Tampões intracelulares incluem as proteínas celulares, os íons fosfato (HPO 2-) e a hemoglobina. A hemoglobina nos eritrócitos tampona o H+ produzido pela reação do CO2 com a H2O
Cada íon H+ tamponado pela hemoglobina deixa um íon bicarbonato no interior do eritrócito. Esse HCO3- pode, então, deixar o eritrócito em troca por um íon citoplasmático, o desvio de cloreto. As grandes quantidades plasmáticas de bicarbonato produzido a partir do metabolismo do CO2 representam o sistema tampão mais importante do líquido extracelular. 
De acordo com a ação da lei das massas, qualquer mudança na quantidade de CO2 , H+ ou HCO3- na solução altera a reação, até que um novo estado de equilíbrio seja alcançado. (A água está sempre em excesso no corpo e não contribui para o equilíbrio da reação.) Por exemplo, se existe um aumento nos níveis de CO2 (em vermelho), a equação desloca-se para a direita, criando uma molécula adicional de H+ e outra de HCO3- a partir de cada CO2 e água:
Uma vez que um novo equilíbrio é alcançado, tanto os níveis de H+ como os de HCO3- aumentam. A adição de H+ torna a solução mais ácida e reduz seu pH. Observe que, na reação, não importa que uma molécula de bicarbonato também tenha sido produzida. O HCO3- atua como um tampão apenas quando ele se liga ao H e forma ácido carbônico. Quando a reação está no equilíbrio, como mostrado aqui, o HCO3- não se combina com o H+.
Agora, suponha que o H (em vermelho) é adicionado ao plasma a partir de uma fonte metabólica, como o ácido láctico:
A adição de H+ quebra o estado de equilíbrio da reação. De acordo com a ação da lei das massas, a adição de uma molécula do lado direito do equilíbrio deslocará a equação para o lado esquerdo. Agora, o HCO3- plasmático pode atuar como um tampão e se ligar a alguns dos íons H+ adicionados. A reação é deslocada à esquerda, convertendo parte do H+ adicionado e do tampão bicarbonato a CO2 e H2O:
Quando a equação retorna ao equilíbrio, a concentração de H ainda está elevada, porém não tanto quanto estava inicial- A concentração de HCO3- está reduzida porque parte do bicarbonato foi utilizada como tampão. O CO2 e a H2O aumentaram. Em equilíbrio, a reação fica:
A lei da ação das massas é uma maneira útil de pensar sobre a relação entre as mudanças na concentração de H+, HCO3-, e CO2 enquanto você lembrar de certas questões. Primeiro, uma mudança na concentração de HCO3- pode não aparecer clinicamente como uma concentração de HCO3 anormal. Isso ocorre porque o HCO3 é 600 mil vezes mais concentrado no plasma que H+. Se tanto o H+ quanto o HCO3- são adicionados ao plasma, pode-se observar mudanças no pH, mas nãona concentração de HCO3-, uma vez que ela já era muito alta inicialmenente. Tanto o H+ quanto o HCO3- sofrem um aumento absoluto na sua concentração, mas o aumento relativo do HCO3- passa despercebido. 	Comment by Marília Cavalcanti: diciona	Comment by Marília Cavalcanti: 
A relação entre pH, concentração de HCO3- em mM e a concentração do CO2 dissolvido é expressa matematicamente pela equação de Henderson-Hasselbalch. Uma variante da equação que é mais utilizada na área clínica usa a , em vez da concentração do CO2 dissolvido.
Se você conhece a e a concentração plasmática de bi- carbonato de um paciente, você pode estimar o seu pH plasmático. O segundo requisito para a lei de ação das massas é que, quando a reação se desloca à esquerda e aumenta os níveis de CO2 no plasma, ocorre um aumento quase instantâneo na venti- lação (em uma pessoa normal). Se mais CO2 é eliminado através da expiração, a arterial pode permanecer normal ou até cair abaixo do normal como consequência da hiperventilação.
2) O aumento na ventilação recém-descrito é uma compensação res- piratória para a acidose. Mudanças na ventilação podem corrigir alterações no equilíbrio acidobásico, mas também podem causá-las. Devido ao equilí- brio dinâmico entre o CO2 e o H􏰁, qualquer mudança na plasmática afeta tanto o conteúdo de H􏰁 quanto o de HCO 􏰅 3 no sangue.
Hipoventilação Por exemplo, se uma pessoa hipoventila e a aumenta (em vermelho), a equação desloca-se à direita, mais ácido carbônico é formado e a concentração de H􏰁 sobe, gerando um estado de acidose:
Hiperventilação Por outro lado, se uma pessoa hiperventila, eliminando CO2 e, consequentemente, reduzindo a plas- mática (em vermelho), a equação desloca-se à esquerda, o que significa que o H􏰁 se combina com o HCO 􏰅, formando CO 􏰁 􏰁32 H2O, reduzindo a concentração de H . A redução da concentra- ção de H􏰁 aumenta o pH:
Nesses dois exemplos, você pode observer que uma mu- dança na afeta a concentração de H􏰁 e o pH do plasma. 
Reflexos ventilatórios O corpo usa a ventilação como um mecanismo homeostático para o ajuste do pH apenas se um estí- mulo associado ao pH desencadeia a resposta reflexa. Dois estí- mulos podem fazer: H􏰁 e CO2.
A ventilação é afetada diretamente pelos níveis plasmáti- cos de H􏰁, principalmente devido à ativação dos quimiorrecep- tores no corpo carotídeo (FIG. 20.15). Esses quimiorreceptores estão localizados nas artérias carótidas, juntamente com recep- tores sensíveis ao oxigênio e à pressão arterial (p. 493). Um au- mento na concentração plasmática de H􏰁 estimula os quimiorreceptores, o que, por sua vez, sinaliza para os centros bulbares de controle respiratórioaumentarem a ventilação. O aumento da ventilação alveolar permite aos pulmões excretarem mais CO2 e converterem H􏰁 em CO2 􏰁 H2O.
Os quimiorreceptores centrais do bulbo não podem respon- der diretamente às mudanças de pH no plasma, uma vez que o H􏰁 não atravessa a barreira hematencefálica. Entretanto, mudanças no pH alteram a , e o CO2 estimula os quimiorreceptores centrais (Fig. 18.17, p. 584). O controle dual da ventilação por meio dos quimiorreceptores centrais e periféricos ajuda o corpo a responder rapidamente a mudanças no pH ou no CO2 do plasma.
3) Os rins realizam aproximadamente 25% da compensação que os pulmões não podem dar conta. Eles alteram o pH de duas maneiras: (1) diretamente, através da excreção ou da reabsorção de H+ e (2) indiretamente, através da alteração da taxa, na qual o tampão HCO3- é reabsorvido ou excretado.
Na acidose, os rins secretam H+ no lúmen tubular utilizando mecanismos de transporte ativo diretos e indiretos. A amônia derivada dos aminoácidos e os íons fosfato (HPO4-2) atuam como tampões renais, convertendo grandes quantidades de H+ em NH4+ e H2PO4-. Esses tampões permitem uma maior excreção de H+. Íons fosfato estão presentes no filtrado e se combinam com o H+ secretado no lúmen do néfron:
Mesmo com esses tampões, a urina pode tornar-se muito ácida, até um pH de aproximadamente 4,5. Enquanto o H+ está sendo excretado, os rins sintetizam novo HCO3- a partir de CO2 e H2O. O HCO3- é reabsorvido para o sangue para atuar como um tampão e aumentar o pH.
Na alcalose, os rins revertem o processo geral recém-descrito para a acidose, excretando HCO3- e reabsorvendo H+, em uma tentativa de trazer os valores de pH de volta para o normal. A compensação renal é mais lenta que a compensação respiratória, e seu efeito no pH pode não ser percebido antes de 24 a 48 horas. Contudo, uma vez ativada, a compensação renal controla de modo eficaz quase todas as alterações, exceto os distúrbios acidobásicos graves.
Os mecanismos celulares para o manejo renal do H+ e do HCO3- se assemelham com os mecanismos de transporte de outros epitélios. Entretanto, esses mecanismos envolvem alguns transportadores de membrana que você não encontrou antes:
1. O trocador apical Na+-H+ (NHE) é um transporte ativo indireto (secundário) que leva o Na+ para a célula epitelial em troca de um íon H+ que se desloca para o lúmen, contra seu gradiente de concentração. Esse transportador também atua na reabsorção de Na+ no túbulo proximal.
2. O simporte basolateral Na+-HCO3- movimenta o Na+ 3 e o HCO3- para fora da célula epitelial e para dentro do líquido intersticial. Esse transportador ativo indireto usa a energia criada pela difusão do HCO3- a favor do seu gradiente de concentração para movimentar o Na+ contra seu gradiente, da célula para o LEC.
A H+-ATPase usa energia do ATP para acidificar a urina, transportando o H+ contra seu gradiente de concentração, para o lúmen do néfron distal. A H+-ATPase também é chamada de bomba de próton.
A H+-K+-ATPase transfere o H+ para a urina em troca da reabsorção de K+. Essa troca contribui para o desequilíbrio do potássio que, muitas vezes, acompanha os distúr- bios acidobásicos.
O trocador Na+-NH+ transporta o NH+ da célula para o lúmen tubular em troca de um íon Na+ 
Além desses transportadores, o túbulo renal também usa a Na+-K+-ATPase e o mesmo trocador HCO3- -Cl- que é responsável pelo desvio de cloreto nos eritrócitos.
A quantidade de bicarbonato filtrada pelos rins ao longo de cada dia é equivalente à quantidade de bicarbonato em aproximadamente 0,45 kg de bicarbonato de sódio (NaHCO3). A maior parte desse HCO3- deve ser reabsorvida para a manutenção da capacidade de tamponamento do corpo. O túbulo proximal reabsorve a maior parte do HCO3- filtrado por mecanismos indiretos, pois não há nenhum transportador apical de membrana para permitir a entrada de HCO3- nas células tubulares.
A primeira via converte o HCO3- filtrado em CO2 e depois de volta a HCO3-, que é reabsorvido: 
O H+ é secretado pela célula do túbulo proximal para o lúmen tubular em troca de um Na+ filtrado, que se desloca do lúmen para a célula tubular. Essa troca ocorre pela ação do NHE.
O H+ secretado combina-se com o HCO3- filtrado para 3 formar CO2 no lúmen tubular. Esta reação é catalisada pela anidrase carbônica que está ligada à membrana luminal das células tubulares.
O CO2 recém-formado se difunde do lúmen para a célula tubular.
No citoplasma, o CO2 reage com a água para formar H2CO3 , que se dissocia em H+ e HCO3-.
O H+ formado no passo 4 pode ser secretado novamente no lúmen, substituindo o H+ que se combinou com o HCO3- filtrado no passo 2. Ele pode reagir com outro bicarbonato filtrado ou pode ser tamponado por um íon fosfato filtrado e ser excretado.
O HCO3- formado no passo 3 é transportado para fora da célula através da superfície basolateral da célula do túbulo proximal pelo simporte HCO3- -Na+.
O resultado desse processo é a reabsorção do Na+ e do HCO3- filtrados e a secreção de H+.
Uma segunda via para a reabsorção de bicarbonatos e para a excreção de H+ está relacionada com o metabolismo do aminoácido glutamina:
A glutamina é metabolizada nas células do túbulo proximal a alfa-cetoglutarato e dois grupos amino (-HN2). Os grupos amino formam amônia (NH3), e a amônia tampona o H+ para formar o íon amônio (NH4+). O NH4+ é transportado para o lúmen em troca de u íon Na+. O alfa-cetoglutarato é metabolizado posteriormente a HCO3- que é transportado para o sangue em conjunto com o Na+.
O resultado da ação dessas duas vias é a secreção de ácido (H+) e a reabsorção de tampão na forma de bicarbonato de sódio, NaHCO3.
· ACIDOSE METABÓLICA
Acidose metabólica: A acidose metabólica é uma acidez excessiva do sangue caracterizada por uma concentração anormalmente baixa de bicarbonato no sangue. Quando um aumento do ácido ultrapassa o sistema de amortecimento do pH do corpo, o sangue pode acidificar-se. Quando o pH do sangue diminui, a respiração torna-se mais profunda e mais rápida, porque o corpo tenta libertar o sangue do excesso de ácido diminuindo o volume do anidrido carbônico. Finalmente, também os rins tentam compensá-lo por meio da excreção de uma maior quantidade de ácido na urina. Contudo, ambos os mecanismos podem ser ultrapassados se o corpo continuar a produzir demasiado ácido, o que conduz a uma acidose grave e finalmente ao coma.
As causas da acidose metabólica podem agrupar-se em três categorias principais. Em primeiro lugar, a quantidade de ácido no organismo pode aumentar devido à ingestão de um ácido ou de uma substância que ao metabolizar-se se transforma em ácido. Os exemplos incluem o álcool de madeira (metanol) e os anticoagulantes (etilenoglicol).Contudo, mesmo uma sobredose de aspirina (ácido acetilsalicílico) pode provocar acidose metabólica. Em segundo lugar, o corpo pode produzir quantidades crescentes de ácido através do metabolismo. O organismo pode produzir um excesso de ácido em consequência de várias doenças; uma das mais significativas é a diabetes mellitus tipo I. Quando a diabetes está mal controlada, o corpo decompõe os lipídios e produz ácidos denominados cetonas; também pode formar ácido láctico em excesso através do metabolismo do açúcar. Em terceiro lugar, a acidose metabólica pode ser consequência da incapacidade dos rins em excretarem a quantidade suficiente de ácido. A produção de quantidades normais de ácido pode produzir uma acidose quando os rins não funcionam normalmente. Este tipo de disfunção do rim denomina-se acidose tubular renal e pode surgir nas pessoas com insuficiência renal ou que tenham alterações que afetam a capacidade dos rins para excretar ácido.
· EQUILÍBRIO HIDROELETROLÍTICO
Água e eletrólitos
Encontram-se em suspensão no LIC e LEC, basicamente, dois tipos de solutos: os não-eletrólitos e os eletrólitos. São chamados não-eletrólitos aquelas moléculas que não se dissociam em meio líquido, não adquirindocarga elétrica (não se ionizam) e não são atraídas, portanto, pelo campo eletromagnético (p.ex.: glicose, uréia, creatinina). Só interferem nos mecanismos de troca de água quando anormalmente elevados, uma vez que em concentrações normais, possuem outras funções que não a de regular a pressão osmótica.
Os eletrólitos, por sua vez, ionizam-se adquirindo carga elétrica positiva (cátions) ou negativa (ânions). São os principais responsáveis pela pressão osmótica distribuindo-se de maneira equivalente entre os compartimentos líquidos, havendo uma neutralidade elétrica na água fisiológica, ou seja, a mesma quantidade de ânions é igual a de cátions no que diz respeito a sua carga elétrica e não ao seu peso.
Desta forma há a equivalência elétrica entre um íon hidrogênio (H+) e uma molécula de proteína ionizada negativamente, mesmo que a diferença de peso seja incrivelmente grande.
Metabolismo da água e eletrólitos
A água tem maior absorção (quase que exclusiva) na mucosa do intestino grosso e é excretada pelos rins como urina, por evaporação como suor, nas fezes e em outras secreções. O estímulo da sede (dipsia) é o principal fator de ingestão de água é regulado pelo sistema renina-angiotensina-aldosterona que é dependente da concentração do sódio plasmático (como será discutido ainda neste capítulo).
A absorção dos eletrólitos raramente é completa, havendo uma barreira osmótica entre a circulação porta e a luz do trato digestivo, havendo, portanto, a excreção do excesso de eletrólitos ingeridos na alimentação quando há um estado de saturação na circulação porta. Os eletrólitos absorvidos sofrem pouco ou nenhum processamento hepático e vão aos tecido periféricos exercer suas funções fisiológicas, sendo o excesso excretado pela urina, fezes, suor, saliva e bile.
O sódio é absorvido por mecanismo de transporte ativo ligado a absorção de aminoácidos, bicarbonato e glicose. É ingerido, principalmente, como sal de cozinha (NaCl) e sua concentração plasmática (natremia) é fundamental para os mecanismos de troca osmótica. Seu processo de excreção está diretamente relacionado com o de reabsorção do potássio, e vice-versa, através do hormônio da adrenal aldosterona e por absorção ativa ou passiva. É o eletrólito responsável pela manutenção do equilíbrio osmótico, sendo que um estado de hipo, hiper ou normotonia plasmática corresponde a um estado de hipo, hiper ou normonatremia. 
As razões para o sódio possuir esta função reguladora está atrelada ao fato de ser o elétrólito presente em maior concentração no meio extracelular e estar presente em todos os alimentos.
Por ser abundante na água do mar, provavelmente os primeiros organismos terrestres trouxeram a composição hidrossalina dos oceanos para seus tecidos, guardando, assim, uma relação evolutiva no que diz respeito às necessidades de água e sódio para regular a quantidade de água intracelular.
A concentração plasmática normal do sódio (normonatremia) varia entre 135-145 mEq/l, enquanto que no LIC existe apenas cerca de 10 mEq/l. Cerca de 20% do Na+ total do organismo está ligado aos depósitos ósseos. É eliminado, principalmente, por via renal, com 80% do sódio absorvido no túbulo contorcido proximal, juntamente com a quantidade proporcional de água (85-90% = cerca de 100ml/min).
O líquido que chega à alça de Henle está isotônico, havendo a reabsorção ativa (contra gradiente osmótico) de Na+. No túbulo contorcido distal, o filtrado ainda está hipotônico, e a aldosterona atua para reabsorver mais sódio e o hormônio antidurético da hipófise (ADH) reabsorve a água. Desta forma, ao final de 24 horas são excretados somente 85 mEq/l de sódio dos 2.000 mEq/ que por lá passam (cerca de 99,9%).
Há uma perda diária de sódio pelo suor em média de 25 mEq/l e 30 mEq/l de cloro (a perda cutânea de um adulto está em cerca de 3-14 mEq/l/24 horas). Uma hipernatremia é observada nos principais casos de desidratação ou pela ingestão aumentada de sal. Os distúrbios hormonais hiperaldosteronismo e diabetes insipidus (aumento do ADH plasmático) são causas importantes de hipernatremia. Uma hiponatremia grave verifica-se abaixo de 120 mEq/l, sendo freqüentes no período pós-operatório e pelo uso excessivo de diuréticos, dieta hipossódica, hipoaldesteronismo, hipersecreção de ADH, cirrose (pela degradação insuficiente do ADH).
O potássio é o eletrólito em maior quantidade no LIC (100 - 175mEq), possuindo baixa concentração plasmática (4 - 5mEq/l); a eliminação renal está em torno de 35 - 90 mEq/24 horas; pelas fezes são rejeitados cerca de 5 - 10 mEq/24 horas e pela sudorese, apenas cerca de 10 mEq/24 horas. Possui importantes funções na síntese de proteínas e de glicogênio e na transmissão do impulso nervoso. A hiperpotassemia pode provocar a parada cardíaca em diástole a hipopotassemia em sístole. A hipopotassemia é, freqüentemente, iatrogênica (causadas por uso incorreto de medicamentos) como excesso de diuréticos, hidratação mal conduzida etc. Pode ser, entretanto, de causa digestiva ou por tumores supra-renais ou ainda na insuficiência renal. A hiperpotassemia pode ser iatrogênica na transfusão sangüínea utilizando sangue conservado, ou em doenças hemolíticas, na insuficiência renal e da supra-renal.
Assim como o potássio, os outros eletrólitos possuem concentração plasmática baixa e funções fisiológicas incompatíveis com valores muito elevados ou demasiadamente baixos. Desta forma, uma variação em sua concentração plasmática acarreta danos fisiológicos graves antes de se estabelecer um distúrbio osmótico significativo.
O cálcio, por exemplo, em níveis de hipocalcemia promove a parada cardíaca em sístole (é, portanto, antagonista da hiperpotassemia), o aumento da excitabilidade muscular, a depressão da contração dos músculos lisos e a diminuição dos fenômenos da coagulação. Na hipercalcemia observa-se a diminuição da excitabilidade muscular e depressão dos músculos lisos.
Há um controle central através do núcleo ventrimedial do hipotálamo e do córtex cerebral que reconhecem situações de hipernatremia através de neurônios especializados (osmorreceptores) e proporcionam, primariamente, a sensação de sede e a liberação de hormônios hipotalâmicos ACTH (hormônio corticotrófico, estimulador do cortisol da supra-renal) e de ADH (hormônio anti-diurético) que vão conduzir a resposta reflexa de controle de absorção-excreção de água e eletrólitos.
Porém, o sistema renina-angiotensina-aldosterona é o grande responsável pela regulação do equilíbrio hidro-eletrolítico por promover efeitos fisiológicos de fundamental importância para o metabolismo hidrossalino.
Primariamente, dois estímulos desencadeiam este sistema: 
1) aumento da osmolaridade plasmática (hipernatremia); e 
2) diminuição do volume intravascular (hipovolemia). 
Esses estímulos são oriundos de uma ingestão de água menor que sua excreção, ou uma perda maior que a ingestão, bem como por uma alimentação com excesso de sódio.
A hipernatremia e a hipovolemia (conjunta ou isoladamente) proporcionam a queda da filtração renal por tornar o sangue mais espesso, o que diminuirá a velocidade de passagem pelos nefrons. As células justaglomerulares da arteríola renal aferente detectam estas condições de baixa filtração renal e induzem a produção e liberação para o sangue da enzima renina que tem por função converter uma enzima plasmática inativa, sintetizada no fígado, o angiotensinogênio (uma 2-globulina de aproximadamente 400 aminoácidos) em angiotensina I (nove aminoácidos). A angiotensina I possui baixa atividade biológica e é convertida em angiotensina II (seis aminoácidos) pela ação da enzima conversora de angiotensina (ECA), uma glicoproteína sintetizada nos pulmões e células endoteliais.
OBJETIVO 4: ENTENDER O CONTROLE DO SISTEMA RENAL (ENDÓCRINO, NERVOSO E CIRCULATÓRIO)
Os determinantes da FG mais variáveis e sujeitos ao controle fisiológico incluem a pressão hidrostática glomerular e a pressão coloidosmótica capilar glomerular. Essas variáveis, por sua vez, são influenciadas pelo sistema nervoso simpático, por hormônios e porautacoides (substâncias vasoativas são liberadas nos rins, agindo localmente) e outros controles por feedback intrínsecos aos rins. 
Essencialmente, todos os vasos sanguíneos renais, incluindo as arteríolas aferentes e eferentes, são ricamente inervados pelas fibras nervosas simpáticas. A forte ativação dos nervos simpáticos renais pode produzir constrição das arteríolas renais e diminuir o fluxo sanguíneo renal e a FG. A estimulação simpática leve ou moderada tem pouca influência no fluxo sanguíneo renal e na FG. Por exemplo, a ativação reflexa do sistema nervoso simpático, resultante de diminuições moderadas na pressão dos barorreceptores do seio carotídeo ou receptores cardiopulmonares, tem pouca influência sobre o fluxo sanguíneo renal ou a FG. 
Os hormônios que provocam constrição das arteríolas aferentes e eferentes, causando reduções na FG e no fluxo sanguíneo renal, incluem a norepinefrina e epinefrina liberadas pela medula adrenal. Em geral, os níveis sanguíneos desses hormônios acompanham a atividade do sistema nervoso simpático; assim, a norepinefrina e a epinefrina têm pouca influência sobre a hemodinâmica renal, exceto sob condições extremas, como hemorragia grave. Outro vasoconstritor, a endotelina, é peptídeo que pode ser liberado por células endoteliais vasculares lesionadas dos rins, assim como por outros tecidos. O papel fisiológico desse autacoide não está completamente esclarecido. Entretanto, a endotelina pode contribuir para a hemostasia (minimizando a perda sanguínea) quando um vaso sanguíneo é cortado, o que lesiona o endotélio e libera este poderoso vasoconstritor. 
Autacoide que diminui a resistência vascular renal e é liberado pelo endotélio vascular de todos os capilares do corpo é o óxido nítrico derivado do endotélio. O nível basal de produção do óxido nítrico parece ser importante para a manutenção da vasodilatação dos rins. Isso permite que os rins excretem quantidades normais de sódio e água. Portanto, a administração de fármacos que inibem a síntese normal de óxido nítrico aumenta a resistência vascular renal e diminui a FG, diminuindo também a excreção urinária de sódio, o que pode causar aumento da pressão sanguínea. Em alguns pacientes hipertensos ou em pacientes com aterosclerose, o dano ao endotélio vascular e a produção prejudicada de óxido nítrico podem contribuir para o aumento da vasoconstrição renal e para a elevação da pressão sanguínea. Hormônios e autacoides que causam vasodilatação e aumento do fluxo sanguíneo renal e da FG incluem as prostaglandinas (PGE2 e PGI2) e bradicinina. Embora esses vasodilatadores não pareçam ter importância significativa na regulação do fluxo sanguíneo renal ou da FG, em condições normais eles podem amenizar os efeitos vasoconstritores renais dos nervos simpáticos ou da angiotensina II, especialmente os efeitos constritores sobre as arteríolas aferentes. Pela oposição da vasoconstrição das arteríolas aferentes, as prostaglandinas podem ajudar a evitar reduções excessivas na FG e no fluxo sanguíneo renal. Sob condições de estresse, tais como depleção volumétrica ou após cirurgias, a administração de anti-inflamatórios não esteroides, tais como a aspirina que inibe a síntese de prostaglandinas, pode causar reduções significativas na FG.
Mecanismos de feedback intrínsecos dos rins normalmente mantêm o fluxo sanguíneo renal e a FG relativamente constantes, mesmo com alterações acentuadas da pressão sanguínea arterial. Esses mecanismos ainda funcionam independentes das influências sistêmicas em rins perfundidos com sangue removidos do corpo. Essa relativa constância da FG e do fluxo sanguíneo renal é conhecida como autorregulação. A função primária da autorregulação do fluxo sanguíneo na maioria dos tecidos, excetuando-se os rins, é manter o fornecimento de oxigênio e de nutrientes em nível normal e remover os produtos indesejáveis do metabolismo, a despeito das variações da pressão arterial. Nos rins, o fluxo sanguíneo normal é muito maior do que o requerido para essas funções. A principal função da autorregulação nos rins é manter a FG relativamente constante e permitir o controle preciso da excreção renal de água e solutos. A FG normalmente permanece autorregulada (isto é, permanece relativamente constante), apesar de consideráveis flutuações da pressão arterial que ocorrem durante as atividades diárias da pessoa. 
Os mecanismos autorregulatórios do rim não são perfeitos, mas evitam grandes alterações que poderiam ocorrer na FG e na excreção renal da água e solutos que de outra forma ocorreriam com variações da pressão sanguínea. Pode-se entender a importância quantitativa da autorregulação considerando-se as magnitudes relativas da filtração glomerular, reabsorção tubular e excreção renal e as alterações da excreção renal que ocorreriam sem mecanismos autorregulatórios. Normalmente, a FG é de cerca de 180 L/dia e a reabsorção tubular é de 178,5 L/dia, deixando 1,5 L/dia de líquido para ser excretado pela urina. Na ausência de autorregulação, aumento relativamente pequeno na pressão sanguínea (de 100 a 125 mmHg) poderia causar aumento semelhante de 25% na FG (de aproximadamente 180 a 225 L/dia). Caso a reabsorção tubular permanecesse constante em 178,5 L/dia, isso aumentaria o fluxo de urina para 46,5 L/dia (a diferença entre a FG e a reabsorção tubular) — aumento total na urina de mais de 30 vezes. Como o volume plasmático total é de apenas cerca de 3 litros, tal alteração depletaria rapidamente o volume sanguíneo. Na realidade, as variações da pressão arterial costumam exercer muito menos efeito sobre o volume de urina por dois motivos: 
(1) a autorregulação renal evita grandes alterações da FG e 
(2) existem mecanismos adaptativos adicionais nos túbulos renais que os permitem aumentar a intensidade da reabsorção, quando a FG se eleva, fenômeno conhecido como balanço glomerulotubular. Até mesmo com esses mecanismos especiais de controle, variações da pressão arterial ainda têm efeitos significativos na excreção renal de água e sódio; isto é conhecido como diurese pressórica ou natriurese pressórica e é crucial para a regulação do volume dos líquidos corporais e da pressão arterial.
Para realizar a função de autorregulação, os rins têm mecanismo de feedback que relaciona as mudanças na concentração de cloreto de sódio na mácula densa com o controle da resistência arteriolar renal. Esse feedback permite assegurar o fornecimento relativamente constante de cloreto de sódio ao túbulo distal e ajuda a prevenir flutuações espúrias da excreção renal que de outro modo ocorreriam. Em muitas circunstâncias, esse feedback autorregula o fluxo sanguíneo renal e em paralelo a FG. Entretanto, já que esse mecanismo é especificamente direcionado para a estabilização do fornecimento de cloreto de sódio ao túbulo distal, ocorrem momentos em que a FG é autorregulada a expensas de mudanças no fluxo sanguíneo renal, como discutido adiante. O mecanismo de feedback tubuloglomerular tem dois componentes que agem em conjunto para controlar a FG: 
(1) mecanismo de feedback arteriolar aferente e 
(2) mecanismo de feedback arteriolar eferente. 
Esses mecanismos de feedback dependem da disposição anatômica especial do complexo justaglomerular. O complexo justaglomerular consiste de células da mácula densa na parte inicial do túbulo distal e de células justaglomerulares nas paredes das arteríolas aferentes e eferentes. A mácula densa é um grupo de células especializadas nos túbulos distais em íntimo contato com as arteríolas aferentes e eferentes. As células da mácula densa contêm o aparelho de Golgi, organelas secretoras intracelulares, direcionadas para as arteríolas, sugerindo que essas células possam secretar substâncias direcionadas para as arteríolas. 
As células da mácula densa detectam alterações do volume que chega ao túbulo distal por meio de sinais que não são completamente entendidos. Estudos experimentais sugerem que a FG diminuída torne mais lento o fluxo na alça de Henle, causando reabsorção aumentada de íons sódio e cloreto no ramo ascendente,