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41.2: Os Rins e Órgãos Osmorreguladores - Biologia

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Habilidades para desenvolver

  • Explique como os rins funcionam como os principais órgãos osmorreguladores nos sistemas dos mamíferos
  • Descreva a estrutura dos rins e as funções das partes do rim
  • Descreva como o néfron é a unidade funcional do rim e explique como ele filtra ativamente o sangue e gera urina
  • Detalhe as três etapas na formação da urina: filtração glomerular, reabsorção tubular e secreção tubular

Embora os rins sejam o principal órgão osmorregulador, a pele e os pulmões também desempenham um papel nesse processo. Água e eletrólitos são perdidos pelas glândulas sudoríparas da pele, o que ajuda a hidratar e resfriar a superfície da pele, enquanto os pulmões expelem uma pequena quantidade de água na forma de secreções mucosas e por meio da evaporação do vapor d'água.

Rins: o principal órgão osmorregulatório

Os rins, ilustrados na Figura ( PageIndex {1} ), são um par de estruturas em forma de feijão que estão localizadas logo abaixo e posteriormente ao fígado na cavidade peritoneal. As glândulas supra-renais situam-se no topo de cada rim e também são chamadas de glândulas supra-renais. Os rins filtram o sangue e o purificam. Todo o sangue do corpo humano é filtrado muitas vezes ao dia pelos rins; esses órgãos usam quase 25% do oxigênio absorvido pelos pulmões para realizar essa função. O oxigênio permite que as células renais manufaturem com eficiência energia química na forma de ATP por meio da respiração aeróbica. O filtrado que sai dos rins é chamado de urina.

Estrutura do Rim

Externamente, os rins são circundados por três camadas, ilustradas na Figura ( PageIndex {2} ). A camada mais externa é uma camada de tecido conjuntivo resistente chamada fáscia renal. A segunda camada é chamada de cápsula de gordura perirrenal, que ajuda a manter os rins no lugar. A terceira camada mais interna é a cápsula renal. Internamente, o rim tem três regiões - um córtex externo, uma medula no meio e a pelve renal na região chamada hilo do rim. O hilo é a parte côncava da forma de feijão por onde os vasos sanguíneos e os nervos entram e saem do rim; é também o ponto de saída dos ureteres. O córtex renal é granular devido à presença de néfrons - a unidade funcional do rim. A medula consiste em várias massas de tecido piramidal, chamadas de pirâmides renais. Entre as pirâmides estão espaços chamados colunas renais, através dos quais passam os vasos sanguíneos. As pontas das pirâmides, chamadas papilas renais, apontam para a pelve renal. Existem, em média, oito pirâmides renais em cada rim. As pirâmides renais junto com a região cortical adjacente são chamadas de lobos do rim. A pelve renal leva ao ureter na parte externa do rim. No interior do rim, a pelve renal se ramifica em duas ou três extensões chamadas cálices principais, que posteriormente se ramificam nos cálices menores. Os ureteres são tubos portadores de urina que saem do rim e desembocam na bexiga urinária.

Art Connection

Qual das seguintes afirmações sobre o rim é falsa?

  1. A pelve renal drena para o ureter.
  2. As pirâmides renais estão na medula.
  3. O córtex cobre a cápsula.
  4. Os néfrons estão no córtex renal.

Como o rim filtra o sangue, sua rede de vasos sanguíneos é um componente importante de sua estrutura e função. As artérias, veias e nervos que suprem o rim entram e saem no hilo renal. O suprimento sangüíneo renal começa com a ramificação da aorta nas artérias renais (que são denominadas com base na região do rim por onde passam) e termina com a saída das veias renais para se juntar à veia cava inferior. As artérias renais se dividem em várias artérias segmentares ao entrarem nos rins. Cada artéria segmentar se divide em várias artérias interlobares e entra nas colunas renais, que suprem os lobos renais. As artérias interlobares se dividem na junção do córtex renal com a medula para formar as artérias arqueadas. As artérias arqueadas em “forma de arco” formam arcos ao longo da base das pirâmides medulares. Artérias irradiadas corticais, como o nome sugere, irradiam para fora das artérias arqueadas. As artérias irradiadas corticais se ramificam em numerosas arteríolas aferentes e, em seguida, entram nos capilares que fornecem os néfrons. As veias traçam o trajeto das artérias e têm nomes semelhantes, exceto que não há veias segmentares.

Conforme mencionado anteriormente, a unidade funcional do rim é o néfron, ilustrado na Figura ( PageIndex {3} ). Cada rim é composto por mais de um milhão de néfrons que pontilham o córtex renal, dando-lhe uma aparência granular quando seccionado sagitalmente. Existem dois tipos de néfrons - néfrons corticais (85 por cento), que estão profundos no córtex renal, e néfrons justamedulares (15 por cento), que se encontram no córtex renal próximo à medula renal. Um néfron consiste em três partes - um corpúsculo renal, um túbulo renal e a rede capilar associada, que se origina das artérias irradiadas corticais.

Art Connection

Qual das seguintes afirmações sobre o néfron é falsa?

  1. O ducto coletor deságua no túbulo contorcido distal.
  2. A cápsula de Bowman envolve o glomérulo.
  3. A alça de Henle está entre os túbulos contorcidos proximal e distal.
  4. A alça de Henle deságua no túbulo contorcido distal.

Corpúsculo renal

O corpúsculo renal, localizado no córtex renal, é formado por uma rede de capilares conhecida como glomérulo e a cápsula, uma câmara em forma de copo que o circunda, chamada glomerular ou cápsula de Bowman.

Túbulo Renal

O túbulo renal é uma estrutura longa e convoluta que emerge do glomérulo e pode ser dividido em três partes com base na função. A primeira parte é chamada de túbulo convoluto proximal (PCT) devido à sua proximidade com o glomérulo; ele permanece no córtex renal. A segunda parte é chamada de alça de Henle, ou alça nefrítica, porque forma uma alça (com membros descendentes e ascendentes) que passa pela medula renal. A terceira parte do túbulo renal é chamada de túbulo contorcido distal (DCT) e esta parte também está restrita ao córtex renal. O DCT, que é a última parte do néfron, conecta e esvazia seu conteúdo em dutos coletores que revestem as pirâmides medulares. Os ductos coletores acumulam conteúdos de múltiplos néfrons e se fundem à medida que entram nas papilas da medula renal.

Rede Capilar dentro do Nephron

A rede capilar que se origina das artérias renais supre o néfron com sangue que precisa ser filtrado. O ramo que entra no glomérulo é chamado de arteríola aferente. O ramo que sai do glomérulo é chamado de arteríola eferente. Dentro do glomérulo, a rede de capilares é chamada de leito capilar glomerular. Assim que a arteríola eferente sai do glomérulo, ela forma a rede capilar peritubular, que circunda e interage com partes do túbulo renal. Nos néfrons corticais, a rede capilar peritubular circunda o PCT e o DCT. Nos néfrons justamedulares, a rede capilar peritubular forma uma rede ao redor da alça de Henle e é chamada de vasa recta.

Link para aprendizagem

Acesse este site para ver outra seção coronal do rim e explorar uma animação do funcionamento dos néfrons.

Função e fisiologia renal

Os rins filtram o sangue em um processo de três etapas. Primeiro, os néfrons filtram o sangue que corre através da rede capilar no glomérulo. Quase todos os solutos, exceto as proteínas, são filtrados para o glomérulo por um processo denominado filtração glomerular. Em segundo lugar, o filtrado é coletado nos túbulos renais. A maioria dos solutos é reabsorvida na PCT por um processo chamado reabsorção tubular. Na alça de Henle, o filtrado continua a trocar solutos e água com a medula renal e a rede capilar peritubular. A água também é reabsorvida durante esta etapa. Em seguida, solutos e resíduos adicionais são secretados nos túbulos renais durante a secreção tubular, que é, em essência, o processo oposto à reabsorção tubular. Os ductos coletores coletam o filtrado proveniente dos néfrons e se fundem nas papilas medulares. A partir daqui, as papilas liberam o filtrado, agora chamado de urina, para os cálices menores que eventualmente se conectam aos ureteres através da pelve renal. Todo esse processo é ilustrado na Figura ( PageIndex {4} ).

Filtração glomerular

A filtração glomerular filtra a maioria dos solutos devido à pressão alta e às membranas especializadas na arteríola aferente. A pressão arterial no glomérulo é mantida independente de fatores que afetam a pressão arterial sistêmica. As conexões “vazadas” entre as células endoteliais da rede capilar glomerular permitem que os solutos passem facilmente. Todos os solutos nos capilares glomerulares, exceto macromoléculas como proteínas, passam por difusão passiva. Não há necessidade de energia nesta fase do processo de filtração. A taxa de filtração glomerular (TFG) é o volume de filtrado glomerular formado por minuto pelos rins. A TFG é regulada por múltiplos mecanismos e é um importante indicador da função renal.

Link para aprendizagem

Para saber mais sobre o sistema vascular dos rins, clique nesta revisão e nas etapas do fluxo sanguíneo.

Reabsorção e secreção tubular

A reabsorção tubular ocorre na parte PCT do túbulo renal. Quase todos os nutrientes são reabsorvidos, e isso ocorre por transporte passivo ou ativo. A reabsorção de água e alguns eletrólitos principais são regulados e podem ser influenciados por hormônios. Sódio (Na+) é o íon mais abundante e a maior parte dele é reabsorvido por transporte ativo e, em seguida, transportado para os capilares peritubulares. Porque Na+ é ativamente transportado para fora do túbulo, a água o segue para equilibrar a pressão osmótica. A água também é reabsorvida de forma independente nos capilares peritubulares devido à presença de aquaporinas, ou canais de água, no PCT. Isso ocorre devido à baixa pressão arterial e alta pressão osmótica nos capilares peritubulares. Porém, todo soluto tem um máximo de transporte e o excesso não é reabsorvido.

Na alça de Henle, a permeabilidade da membrana muda. O ramo descendente é permeável à água, não a solutos; o oposto é verdadeiro para o ramo ascendente. Além disso, a alça de Henle invade a medula renal, que é naturalmente alta em concentração de sal e tende a absorver água do túbulo renal e concentrar o filtrado. O gradiente osmótico aumenta à medida que se move mais profundamente na medula. Como os dois lados do loop de Henle desempenham funções opostas, conforme ilustrado na Figura ( PageIndex {5} ), ele atua como um multiplicador de contracorrente. A vasa recta em torno dele atua como o trocador de contracorrente.

Art Connection

Os diuréticos de alça são medicamentos às vezes usados ​​para tratar a hipertensão. Essas drogas inibem a reabsorção de íons Na + e Cl- pelo ramo ascendente da alça de Henle. Um efeito colateral é que aumentam a micção. Por que você acha que este é o caso?

Quando o filtrado atinge o DCT, a maior parte da urina e dos solutos já foram reabsorvidos. Se o corpo precisar de mais água, toda ela pode ser reabsorvida neste ponto. A reabsorção posterior é controlada por hormônios, que serão discutidos em uma seção posterior. A excreção de resíduos ocorre devido à falta de reabsorção combinada com a secreção tubular. Produtos indesejáveis, como resíduos metabólicos, ureia, ácido úrico e certos medicamentos, são excretados pela secreção tubular. A maior parte da secreção tubular ocorre no DCT, mas parte ocorre na parte inicial do ducto coletor. Os rins também mantêm um equilíbrio ácido-base, secretando o excesso de H+ íons.

Embora partes dos túbulos renais sejam denominadas proximal e distal, em um corte transversal do rim, os túbulos são colocados próximos uns dos outros e em contato uns com os outros e com o glomérulo. Isso permite a troca de mensageiros químicos entre os diferentes tipos de células. Por exemplo, o ramo ascendente DCT da alça de Henle tem massas de células chamadas mácula densa, que estão em contato com células das arteríolas aferentes chamadas células justaglomerulares. Juntas, a mácula densa e as células justaglomerulares formam o complexo justaglomerular (JGC). O JGC é uma estrutura endócrina que secreta a enzima renina e o hormônio eritropoietina. Quando os hormônios acionam as células da mácula densa no DCT devido a variações no volume sanguíneo, pressão sanguínea ou equilíbrio eletrolítico, essas células podem comunicar imediatamente o problema aos capilares nas arteríolas aferentes e eferentes, que podem contrair ou relaxar para alterar o glomerular taxa de filtração dos rins.

Conexão de Carreira

Nefrologista

Um nefrologista estuda e lida com doenças renais - tanto as que causam insuficiência renal (como diabetes) quanto as produzidas por doenças renais (como hipertensão). A pressão arterial, o volume sanguíneo e as alterações no equilíbrio eletrolítico estão sob a supervisão de um nefrologista.

Os nefrologistas geralmente trabalham com outros médicos que encaminham os pacientes a eles ou os consultam sobre diagnósticos e planos de tratamento específicos. Os pacientes geralmente são encaminhados a um nefrologista para sintomas como sangue ou proteína na urina, pressão arterial muito alta, cálculos renais ou insuficiência renal.

A nefrologia é uma subespecialidade da medicina interna. Para se tornar um nefrologista, a faculdade de medicina é seguida por um treinamento adicional para se tornar um certificado em medicina interna. Dois ou mais anos adicionais são gastos estudando especificamente distúrbios renais e seus efeitos associados no corpo.

Resumo

Os rins são os principais órgãos osmorreguladores nos sistemas dos mamíferos; eles funcionam para filtrar o sangue e manter a osmolaridade dos fluidos corporais em 300 mOsm. Eles são cercados por três camadas e são compostos internamente por três regiões distintas - o córtex, a medula e a pelve.

Os vasos sanguíneos que transportam sangue para dentro e para fora dos rins surgem e se fundem com a aorta e a veia cava inferior, respectivamente. As artérias renais se ramificam a partir da aorta e entram no rim, onde se dividem em artérias segmentares, interlobares, arqueadas e radiadas corticais.

O néfron é a unidade funcional do rim, que filtra ativamente o sangue e gera a urina. O néfron é composto pelo corpúsculo renal e pelo túbulo renal. Os néfrons corticais são encontrados no córtex renal, enquanto os néfrons justamedulares são encontrados no córtex renal próximo à medula renal. O néfron filtra e troca água e solutos com dois conjuntos de vasos sanguíneos e o fluido do tecido nos rins.

Existem três etapas na formação da urina: filtração glomerular, que ocorre no glomérulo; reabsorção tubular, que ocorre nos túbulos renais; e secreção tubular, que também ocorre nos túbulos renais.

Art Connections

[link] Qual das seguintes afirmações sobre o rim é falsa?

  1. A pelve renal drena para o ureter.
  2. As pirâmides renais estão na medula.
  3. O córtex cobre a cápsula.
  4. Os néfrons estão no córtex renal.

[link] C

[link] Qual das seguintes afirmações sobre o néfron é falsa?

  1. O ducto coletor deságua no túbulo contorcido distal.
  2. A cápsula de Bowman envolve o glomérulo.
  3. A alça de Henle está entre os túbulos contorcidos proximal e distal.
  4. A alça de Henle deságua no túbulo contorcido distal.

[link] A

[link] Os diuréticos de alça são medicamentos usados ​​às vezes para tratar a hipertensão. Essas drogas inibem a reabsorção de Na+ e Cl- íons pelo ramo ascendente da alça de Henle. Por que você acha que este é o caso?

[link] Os diuréticos de alça diminuem a excreção de sal na medula renal, reduzindo assim sua osmolalidade. Como resultado, menos água é excretada na medula pelo ramo descendente e mais água é excretada como urina.

Perguntas de revisão

A mácula densa é / são:

  1. presente na medula renal.
  2. tecido denso presente na camada externa do rim.
  3. células presentes no DCT e nos túbulos coletores.
  4. presente nos capilares sanguíneos.

C

A osmolaridade dos fluidos corporais é mantida em ________.

  1. 100 mOsm
  2. 300 mOsm
  3. 1000 mOsm
  4. não é mantido constantemente

B

A glândula localizada na parte superior do rim é a glândula ________.

  1. ad-renal
  2. pituitária
  3. tireoide
  4. timo

UMA

Resposta livre

Por que as alças de Henle e vasa recta são importantes para a formação de urina concentrada?

A alça de Henle é parte do túbulo renal que se alça na medula renal. Na alça de Henle, o filtrado troca solutos e água com a medula renal e os vasos retos (a rede capilar peritubular). O vasa recta atua como o trocador de contracorrente. Os rins mantêm a osmolalidade do resto do corpo em 300 mOsm constantes, concentrando o filtrado à medida que ele passa pela alça de Henle.

Descreva a estrutura do rim.

Externamente, os rins são circundados por três camadas. Internamente, o rim tem três regiões - um córtex externo, uma medula no meio e a pelve renal na região chamada hilo do rim, que é a parte côncava do formato de “feijão”.

Glossário

Arteriola aferente
arteríola que se ramifica da artéria irradiada cortical e entra no glomérulo
artéria arqueada
artéria que se ramifica da artéria interlobar e se arqueia sobre a base das pirâmides renais
membro ascendente
parte da alça de Henle que sobe da medula renal ao córtex renal
cápsula de Bowman
estrutura que envolve o glomérulo
cálice
estrutura que conecta a pelve renal à medula renal
córtex (animal)
camada externa de um órgão como o rim ou glândula adrenal
néfron cortical
néfron que se encontra no córtex renal
artéria radiada cortical
artéria que se irradia das artérias arqueadas para o córtex renal
trocador de contracorrente
rede capilar peritubular que permite a troca de solutos e água dos túbulos renais
multiplicador de contracorrente
gradiente osmótico na medula renal que é responsável pela concentração de urina
membro descendente
parte da alça de Henle que desce do córtex renal para a medula renal
túbulo contorcido distal (DCT)
parte do túbulo renal que está mais distante do glomérulo
arteríola eferente
arteríola que sai do glomérulo
filtração glomerular
filtração de sangue na rede capilar glomerular para o glomérulo
taxa de filtração glomerular (TFG)
quantidade de filtrado formado pelo glomérulo por minuto
glomérulo (renal)
parte do corpúsculo renal que contém a rede capilar
hilo
região na pelve renal onde os vasos sanguíneos, nervos e ureteres se aglomeram antes de entrar ou sair do rim
veia cava inferior
uma das principais veias do corpo humano
artéria interlobar
artéria que se ramifica da artéria segmentar e viaja entre os lobos renais
célula justaglomerular
célula nas arteríolas aferentes e eferentes que responde aos estímulos da mácula densa
néfron justamedular
néfron que fica no córtex, mas próximo à medula renal
rim
órgão que desempenha funções excretoras e osmorregulatórias
lobos do rim
pirâmide renal junto com a região cortical adjacente
laço de Henle
parte do túbulo renal que se curva para a medula renal
mácula densa
grupo de células que detecta mudanças na concentração do íon sódio; presente em partes do túbulo renal e dutos coletores
medula
camada intermediária de um órgão como o rim ou glândula adrenal
néfron
unidade funcional do rim
cápsula de gordura perirrenal
camada de gordura que suspende os rins
rede capilar peritubular
rede capilar que circunda o túbulo renal depois que a artéria eferente sai do glomérulo
túbulo convoluto proximal (PCT)
parte do túbulo renal que fica perto do glomérulo
Artéria renal
ramo da artéria que entra no rim
cápsula renal
camada que encapsula os rins
coluna renal
área do rim através da qual as artérias interlobares viajam no processo de fornecer sangue aos lobos renais
Corpúsculo renal
glomérulo e a cápsula de Bowman juntos
fáscia renal
tecido conjuntivo que sustenta os rins
pelve renal
região do rim onde os cálices se juntam aos ureteres
pirâmide renal
estrutura cônica na medula renal
túbulo renal
túbulo do néfron que surge do glomérulo
veia renal
ramo de uma veia que sai do rim e se junta à veia cava inferior
artéria segmentar
artéria que se ramifica da artéria renal
transporte máximo
quantidade máxima de soluto que pode ser transportada para fora dos túbulos renais durante a reabsorção
reabsorção tubular
recuperação de água e solutos que foram filtrados no glomérulo
secreção tubular
processo de secreção de resíduos que não são reabsorvidos
ureter
tubo contendo urina saindo do rim; leva urina para a bexiga
bexiga urinária
estrutura na qual os ureteres esvaziam a urina; armazena urina
urina
filtrado produzido pelos rins que é excretado do corpo
vasa recta
rede peritubular que circunda a alça de Henle dos néfrons justamedulares

o rins , ilustradas na Figura 22.4, são um par de estruturas em forma de feijão que estão localizadas logo abaixo e posteriormente ao fígado na cavidade peritoneal. As glândulas supra-renais situam-se no topo de cada rim e também são chamadas de glândulas supra-renais. Os rins filtram o sangue e o purificam. Todo o sangue do corpo humano é filtrado muitas vezes ao dia pelos rins - esses órgãos usam quase 25% do oxigênio absorvido pelos pulmões para realizar essa função. O oxigênio permite que as células renais manufaturem com eficiência energia química na forma de ATP por meio da respiração aeróbica. O filtrado que sai dos rins é chamado urina .

Figura 22.4. Os rins filtram o sangue, produzindo urina que é armazenada na bexiga antes de ser eliminada pela uretra. (crédito: modificação do trabalho pelo NCI)


Estrutura do Rim

Externamente, os rins são circundados por três camadas, ilustradas na Figura 22.5. A camada mais externa é uma camada de tecido conjuntivo resistente chamada de fáscia renal . A segunda camada é chamada de cápsula de gordura perirrenal , o que ajuda a manter os rins no lugar. A terceira e mais interna camada é a cápsula renal . Internamente, o rim tem três regiões - uma externa córtex , uma medula no meio, e o pelve renal na região chamada de hilo do rim. O hilo é a parte côncava da forma de feijão por onde os vasos sanguíneos e os nervos entram e saem do rim e também é o ponto de saída dos ureteres. O córtex renal é granular devido à presença de néfrons —A unidade funcional do rim. A medula consiste em várias massas de tecido piramidal, chamadas de pirâmides renais . Entre as pirâmides estão os espaços chamados colunas renais por onde passam os vasos sanguíneos. As pontas das pirâmides, chamadas papilas renais, apontam para a pelve renal. Existem, em média, oito pirâmides renais em cada rim. As pirâmides renais junto com a região cortical adjacente são chamadas de lobos do rim . A pelve renal leva ao ureter do lado de fora do rim. No interior do rim, a pelve renal se ramifica em duas ou três extensões chamadas de principal cálices , que ainda se ramificam nos cálices menores. Os ureteres são tubos portadores de urina que saem do rim e desembocam no bexiga urinária .

Qual das seguintes afirmações sobre o rim é falsa?

  1. A pelve renal drena para o ureter.
  2. As pirâmides renais estão na medula.
  3. O córtex cobre a cápsula.
  4. Os néfrons estão no córtex renal.

Como o rim filtra o sangue, sua rede de vasos sanguíneos é um componente importante de sua estrutura e função. As artérias, veias e nervos que suprem o rim entram e saem no hilo renal. O suprimento de sangue renal começa com a ramificação da aorta no artérias renais (que são nomeados com base na região do rim por onde passam) e termina com a saída do veias renais para se juntar ao veia cava inferior . As artérias renais se dividem em vários artérias segmentares ao entrar nos rins. Cada artéria segmentar se divide em vários artérias interlobares e entra nas colunas renais, que suprem os lobos renais. As artérias interlobares se dividem na junção do córtex renal e medula para formar o artérias arqueadas . As artérias arqueadas em “forma de arco” formam arcos ao longo da base das pirâmides medulares. Cortical irradiar artérias , como o nome sugere, irradiam das artérias arqueadas. As artérias irradiadas corticais se ramificam em numerosas arteríolas aferentes e, em seguida, entram nos capilares que fornecem os néfrons. As veias traçam o trajeto das artérias e têm nomes semelhantes, exceto que não há veias segmentares.

Como mencionado anteriormente, a unidade funcional do rim é o néfron, ilustrado na Figura 22.6. Cada rim é composto por mais de um milhão de néfrons que pontilham o córtex renal, dando-lhe uma aparência granular quando seccionado sagitalmente. Existem dois tipos de néfrons - néfrons corticais (85 por cento), que estão profundamente no córtex renal, e néfrons justamedulares (15 por cento), que se encontram no córtex renal próximo à medula renal. Um néfron consiste em três partes - um Corpúsculo renal , uma túbulo renal e a rede capilar associada, que se origina das artérias irradiadas corticais.

Figura 22.6. O néfron é a unidade funcional do rim. O glomérulo e os túbulos convolutos estão localizados no córtex renal, enquanto os dutos coletores estão localizados nas pirâmides da medula. (crédito: modificação do trabalho por NIDDK)

Qual das seguintes afirmações sobre o néfron é falsa?

  1. O ducto coletor deságua no túbulo contorcido distal.
  2. A cápsula de Bowman envolve o glomérulo.
  3. A alça de Henle está entre os túbulos contorcidos proximal e distal.
  4. A alça de Henle deságua no túbulo contorcido distal.

Art Connection

O néfron é a unidade funcional do rim. O glomérulo e os túbulos convolutos estão localizados no córtex renal, enquanto os dutos coletores estão localizados nas pirâmides da medula. (crédito: modificação do trabalho por NIDDK)

Qual das seguintes afirmações sobre o néfron é falsa?

  1. O ducto coletor deságua no túbulo contorcido distal.
  2. A cápsula de Bowman envolve o glomérulo.
  3. A alça de Henle está entre os túbulos contorcidos proximal e distal.
  4. A alça de Henle deságua no túbulo contorcido distal.

Filtração glomerular

A filtração glomerular filtra a maioria dos solutos devido à pressão alta e às membranas especializadas na arteríola aferente. A pressão arterial no glomérulo é mantida independente de fatores que afetam a pressão arterial sistêmica. As conexões “vazadas” entre as células endoteliais da rede capilar glomerular permitem que os solutos passem facilmente. Todos os solutos nos capilares glomerulares, exceto macromoléculas como proteínas, passam por difusão passiva. Não há necessidade de energia nesta fase do processo de filtração. Taxa de filtração glomerular (TFG) é o volume de filtrado glomerular formado por minuto pelos rins. A TFG é regulada por múltiplos mecanismos e é um importante indicador da função renal.

Link para aprendizagem

Para saber mais sobre o sistema vascular dos rins, clique nesta revisão e nas etapas do fluxo sanguíneo.


41.2: Os Rins e Órgãos Osmorreguladores - Biologia

Nesta seção, você explorará as seguintes questões:

  • Como a estrutura dos rins se relaciona com sua função como os principais órgãos osmorreguladores nos sistemas dos mamíferos?
  • Como o néfron é a unidade funcional do rim e como ele filtra ativamente o sangue e gera a urina?
  • Quais são os papéis da filtração glomerular, reabsorção tubular e secreção tubular na formação da urina?

Conexão para cursos AP & # 174

Muitas das informações nesta seção estão fora do escopo da AP & # 174. Embora o currículo não exija que você tenha conhecimento detalhado sobre a estrutura e fisiologia dos rins, aprender como filtramos o sangue para eliminar resíduos & # 8212 ao mesmo tempo que retemos água vital e outras substâncias & # 8212 fornece uma oportunidade de aplicar os conceitos que exploramos anteriormente. A falta de função renal pode ter efeitos prejudiciais à saúde.

Em coordenação com os sistemas circulatório e endócrino, o sistema excretor humano desempenha várias funções: excreção de resíduos metabólicos, manutenção do equilíbrio água-sal (osmorregulação), manutenção do equilíbrio do pH e produção de hormônios. Os órgãos do sistema são os rins, ureteres, bexiga urinária e uretra. As células especializadas do rim, chamadas néfrons (não confundir com os neurônios do sistema nervoso), estão intimamente associadas aos capilares. A formação da urina por néfrons envolve três etapas: filtração, na qual água, nutrientes e resíduos passam do sangue para a reabsorção do néfron, na qual nutrientes como glicose e a maior parte da água são reabsorvidos de volta para o sangue e secreção, na qual resíduos adicionais e H + são adicionados à urina para manter o pH homeostático. Os processos de difusão, osmose e transporte ativo garantem que a urina excretada do corpo seja hipertônica, evitando assim a desidratação. Por exemplo, a água é reabsorvida ao longo dos túbulos do néfron de volta aos capilares por osmose e, em outra parte do túbulo (alça ascendente de Henle), Na + e Cl & # 8211 são ativamente transportados para o fluido intersticial.

As informações apresentadas e os exemplos destacados na seção apoiam os conceitos descritos na Grande Ideia 4 da AP & # 174 Biology Curriculum Framework. Os Objetivos de Aprendizagem do AP & # 174 listados na Estrutura do Currículo fornecem uma base transparente para o curso AP & # 174 Biologia, uma experiência de laboratório baseada em investigação, atividades instrucionais e questões do exame AP & # 174. Um objetivo de aprendizagem mescla o conteúdo exigido com uma ou mais das sete práticas científicas.

Grande Ideia 4 Os sistemas biológicos interagem e esses sistemas e suas interações possuem propriedades complexas.

Compreensão Duradoura 4.A As interações dentro dos sistemas biológicos levam a propriedades complexas.

Conhecimento Essencial 4.A.4 Os organismos exibem propriedades complexas devido às interações entre suas partes constituintes.
Prática de Ciências 6.4 O aluno pode fazer afirmações e previsões sobre fenômenos naturais com base em teorias e modelos científicos.
Objetivo do aprendizado 4.9 O aluno é capaz de prever os efeitos de uma mudança no (s) componente (s) de um sistema biológico na funcionalidade de um (s) organismo (s).
Conhecimento Essencial 4.A.4 Os organismos exibem propriedades complexas devido às interações entre suas partes constituintes.
Prática de Ciências 1.3 O aluno pode refinar representações e modelos de fenômenos naturais ou feitos pelo homem e sistemas no domínio.
Objetivo do aprendizado 4.10 O aluno é capaz de refinar representações e modelos para ilustrar a biocomplexidade devido às interações das partes constituintes.

Compreensão Duradoura 4.B Competição e cooperação são aspectos importantes dos sistemas biológicos.

Conhecimento Essencial 4.B.2 As interações cooperativas dentro dos organismos promovem a eficiência no uso de energia e matéria.
Prática de Ciências 1.4 O aluno pode usar representações e modelos para analisar situações ou resolver problemas qualitativa e quantitativamente.
Objetivo do aprendizado 4.18 O aluno é capaz de usar representações e modelos para analisar como as interações de cooperação dentro dos organismos promovem a eficiência no uso da energia e da matéria.

Embora os rins sejam o principal órgão osmorregulador, a pele e os pulmões também desempenham um papel nesse processo. Água e eletrólitos são perdidos pelas glândulas sudoríparas da pele, o que ajuda a hidratar e resfriar a superfície da pele, enquanto os pulmões expelem uma pequena quantidade de água na forma de secreções mucosas e por meio da evaporação do vapor d'água.

Rins: o principal órgão osmorregulatório

o rins, ilustrado em [link], é um par de estruturas em forma de feijão que estão localizadas logo abaixo e posteriormente ao fígado na cavidade peritoneal. As glândulas supra-renais situam-se no topo de cada rim e também são chamadas de glândulas supra-renais. Os rins filtram o sangue e o purificam. Todo o sangue do corpo humano é filtrado muitas vezes ao dia pelos rins - esses órgãos usam quase 25% do oxigênio absorvido pelos pulmões para realizar essa função. O oxigênio permite que as células renais manufaturem com eficiência energia química na forma de ATP por meio da respiração aeróbica. O filtrado que sai dos rins é chamado urina.

Os rins filtram o sangue, produzindo urina que é armazenada na bexiga antes de ser eliminada pela uretra. (crédito: modificação do trabalho pelo NCI)

Estrutura do Rim

Externamente, os rins são circundados por três camadas, ilustradas em [link]. A camada mais externa é uma camada de tecido conjuntivo resistente chamada de fáscia renal. A segunda camada é chamada de cápsula de gordura perirrenal, o que ajuda a manter os rins no lugar. A terceira e mais interna camada é a cápsula renal. Internamente, o rim tem três regiões & # 8212 um externo córtex, uma medula no meio, e o pelve renal na região chamada de hilo do rim. O hilo é a parte côncava da forma de feijão por onde os vasos sanguíneos e os nervos entram e saem do rim e também é o ponto de saída dos ureteres. O córtex renal é granular devido à presença de néfrons& # 8212 a unidade funcional do rim. A medula consiste em várias massas de tecido piramidal, chamadas de pirâmides renais. Entre as pirâmides estão os espaços chamados colunas renais por onde passam os vasos sanguíneos. As pontas das pirâmides, chamadas papilas renais, apontam para a pelve renal. Existem, em média, oito pirâmides renais em cada rim. As pirâmides renais junto com a região cortical adjacente são chamadas de lobos do rim. A pelve renal leva ao ureter do lado de fora do rim. No interior do rim, a pelve renal se ramifica em duas ou três extensões chamadas de principal cálices, que ainda se ramificam nos cálices menores. Os ureteres são tubos portadores de urina que saem do rim e desembocam no bexiga urinária.

Como o rim filtra o sangue, sua rede de vasos sanguíneos é um componente importante de sua estrutura e função. As artérias, veias e nervos que suprem o rim entram e saem no hilo renal. O suprimento de sangue renal começa com a ramificação da aorta no artérias renais (que são nomeados com base na região do rim por onde passam) e termina com a saída do veias renais para se juntar ao veia cava inferior. As artérias renais se dividem em vários artérias segmentares ao entrar nos rins. Cada artéria segmentar se divide em vários artérias interlobares e entra nas colunas renais, que suprem os lobos renais. As artérias interlobares se dividem na junção do córtex renal e medula para formar o artérias arqueadas. As artérias arqueadas & # 8220 em forma de arco & # 8221 formam arcos ao longo da base das pirâmides medulares. Cortical irradiar artérias, como o nome sugere, irradiam das artérias arqueadas. As artérias irradiadas corticais se ramificam em numerosas arteríolas aferentes e, em seguida, entram nos capilares que fornecem os néfrons. As veias traçam o trajeto das artérias e têm nomes semelhantes, exceto que não há veias segmentares.

Como mencionado anteriormente, a unidade funcional do rim é o néfron, ilustrado em [link]. Cada rim é composto por mais de um milhão de néfrons que pontilham o córtex renal, dando-lhe uma aparência granular quando seccionado sagitalmente. Existem dois tipos de néfrons & # 8212néfrons corticais (85 por cento), que estão profundamente no córtex renal, e néfrons justamedulares (15 por cento), que se encontram no córtex renal próximo à medula renal. Um néfron consiste em três partes & # 8212a Corpúsculo renal, uma túbulo renale a rede capilar associada, que se origina das artérias irradiadas corticais.

Corpúsculo renal

O corpúsculo renal, localizado no córtex renal, é composto por uma rede de capilares conhecida como glomérulo e a cápsula, uma câmara em forma de copo que a rodeia, chamada de glomerular ou cápsula de Bowman.

Túbulo Renal

O túbulo renal é uma estrutura longa e convoluta que emerge do glomérulo e pode ser dividido em três partes com base na função. A primeira parte é chamada de túbulo convoluto proximal (PCT) devido à sua proximidade com o glomérulo, permanece no córtex renal. A segunda parte é chamada de laço de Henle, ou loop nefrítico, porque forma um loop (com descendente e membros ascendentes) que atravessa a medula renal. A terceira parte do túbulo renal é chamada de túbulo contorcido distal (DCT) e esta parte também está restrita ao córtex renal. O DCT, que é a última parte do néfron, conecta e esvazia seu conteúdo em dutos coletores que revestem as pirâmides medulares. Os ductos coletores acumulam conteúdos de múltiplos néfrons e se fundem à medida que entram nas papilas da medula renal.

Rede Capilar dentro do Nephron

A rede capilar que se origina das artérias renais supre o néfron com sangue que precisa ser filtrado.O ramo que entra no glomérulo é chamado de Arteriola aferente. O ramo que sai do glomérulo é chamado de arteríola eferente. Dentro do glomérulo, a rede de capilares é chamada de leito capilar glomerular. Uma vez que a arteríola eferente sai do glomérulo, ela forma o rede capilar peritubular, que circunda e interage com partes do túbulo renal. Nos néfrons corticais, a rede capilar peritubular circunda o PCT e o DCT. Em néfrons justamedulares, a rede capilar peritubular forma uma rede ao redor da alça de Henle e é chamada de vasa recta.

Acesse este site para ver outra seção coronal do rim e explorar uma animação do funcionamento dos néfrons.

Função e fisiologia renal

Os rins filtram o sangue em um processo de três etapas. Primeiro, os néfrons filtram o sangue que corre através da rede capilar no glomérulo. Quase todos os solutos, exceto as proteínas, são filtrados para o glomérulo por um processo denominado filtração glomerular. Em segundo lugar, o filtrado é coletado nos túbulos renais. A maioria dos solutos é reabsorvida no PCT por um processo chamado reabsorção tubular. Na alça de Henle, o filtrado continua a trocar solutos e água com a medula renal e a rede capilar peritubular. A água também é reabsorvida durante esta etapa. Em seguida, solutos e resíduos adicionais são secretados nos túbulos renais durante secreção tubular, que é, em essência, o processo oposto à reabsorção tubular. Os ductos coletores coletam o filtrado proveniente dos néfrons e se fundem nas papilas medulares. A partir daqui, as papilas liberam o filtrado, agora chamado de urina, para os cálices menores que eventualmente se conectam aos ureteres através da pelve renal. Todo esse processo é ilustrado em [link].

Cada parte do néfron desempenha uma função diferente na filtragem de resíduos e na manutenção do equilíbrio homeostático. (1) O glomérulo força pequenos solutos para fora do sangue por pressão. (2) O túbulo convoluto proximal reabsorve íons, água e nutrientes do filtrado para o fluido intersticial e transporta ativamente toxinas e drogas do fluido intersticial para o filtrado. O túbulo contorcido proximal também ajusta o pH do sangue secretando seletivamente amônia (NH3) no filtrado, onde reage com H + para formar NH4 +. Quanto mais ácido o filtrado, mais amônia é secretada. (3) A alça descendente de Henle é forrada com células contendo aquaporinas que permitem que a água passe do filtrado para o fluido intersticial. (4) Na parte delgada da alça ascendente de Henle, os íons Na + e Cl & # 8211 se difundem no líquido intersticial. Na parte mais espessa, esses mesmos íons são transportados ativamente para o líquido intersticial. Como o sal, mas não a água, é perdido, o filtrado se torna mais diluído à medida que sobe pelo galho. (5) No túbulo contorcido distal, os íons K + e H + são secretados seletivamente no filtrado, enquanto Na +, Cl & # 8211 e HCO3 Os íons & # 8211 são reabsorvidos para manter o pH e o equilíbrio eletrolítico no sangue. (6) O ducto coletor reabsorve solutos e água do filtrado, formando urina diluída. (crédito: modificação do trabalho por NIDDK)

Filtração glomerular

A filtração glomerular filtra a maioria dos solutos devido à pressão alta e às membranas especializadas na arteríola aferente. A pressão arterial no glomérulo é mantida independente de fatores que afetam a pressão arterial sistêmica. As conexões & # 8220leaky & # 8221 entre as células endoteliais da rede capilar glomerular permitem que os solutos passem facilmente. Todos os solutos nos capilares glomerulares, exceto macromoléculas como proteínas, passam por difusão passiva. Não há necessidade de energia nesta fase do processo de filtração. Taxa de filtração glomerular (TFG) é o volume de filtrado glomerular formado por minuto pelos rins. A TFG é regulada por múltiplos mecanismos e é um importante indicador da função renal.

Para saber mais sobre o sistema vascular dos rins, clique nesta revisão e nas etapas do fluxo sanguíneo.

Reabsorção e secreção tubular

A reabsorção tubular ocorre na parte PCT do túbulo renal. Quase todos os nutrientes são reabsorvidos, e isso ocorre por transporte passivo ou ativo. A reabsorção de água e alguns eletrólitos principais são regulados e podem ser influenciados por hormônios. O sódio (Na +) é o íon mais abundante e a maior parte dele é reabsorvido por transporte ativo e então transportado para os capilares peritubulares. Como o Na + é ativamente transportado para fora do túbulo, a água o segue para equilibrar a pressão osmótica. A água também é reabsorvida de forma independente nos capilares peritubulares devido à presença de aquaporinas, ou canais de água, no PCT. Isso ocorre devido à baixa pressão arterial e alta pressão osmótica nos capilares peritubulares. No entanto, todo soluto tem um transporte máximo e o excesso não é reabsorvido.

Na alça de Henle, a permeabilidade da membrana muda. O ramo descendente é permeável à água, não solutos; o oposto é verdadeiro para o ramo ascendente. Além disso, a alça de Henle invade a medula renal, que é naturalmente alta em concentração de sal e tende a absorver água do túbulo renal e concentrar o filtrado. O gradiente osmótico aumenta à medida que se move mais profundamente na medula. Como os dois lados do loop de Henle desempenham funções opostas, conforme ilustrado em [link], ele atua como um multiplicador de contracorrente. A vasa recta em torno dele atua como o trocador de contracorrente.

O loop de Henle atua como um multiplicador de contracorrente que usa energia para criar gradientes de concentração. O ramo descendente é permeável à água. A água flui do filtrado para o líquido intersticial, de modo que a osmolalidade dentro do membro aumenta à medida que desce para a medula renal. Na parte inferior, a osmolalidade é maior dentro da alça do que no líquido intersticial. Assim, à medida que o filtrado entra no ramo ascendente, os íons Na + e Cl & # 8211 saem pelos canais iônicos presentes na membrana celular. Mais acima, o Na + é transportado ativamente para fora do filtrado e o Cl & # 8211 o segue. A osmolaridade é dada em unidades de miliosmoles por litro (mOsm / L). + e íons Cl & # 8211 pelo ramo ascendente da alça de Henle. Um efeito colateral é que aumentam a micção. Por que você acha que este é o caso?

Quando o filtrado atinge o DCT, a maior parte da urina e dos solutos já foram reabsorvidos. Se o corpo precisar de mais água, toda ela pode ser reabsorvida neste ponto. A reabsorção posterior é controlada por hormônios, que serão discutidos em uma seção posterior. A excreção de resíduos ocorre devido à falta de reabsorção combinada com a secreção tubular. Produtos indesejáveis, como resíduos metabólicos, ureia, ácido úrico e certos medicamentos, são excretados pela secreção tubular. A maior parte da secreção tubular ocorre no DCT, mas parte ocorre na parte inicial do ducto coletor. Os rins também mantêm um equilíbrio ácido-base pela secreção de íons H + em excesso.

Embora partes dos túbulos renais sejam denominadas proximal e distal, em um corte transversal do rim, os túbulos são colocados próximos uns dos outros e em contato uns com os outros e com o glomérulo. Isso permite a troca de mensageiros químicos entre os diferentes tipos de células. Por exemplo, o ramo ascendente DCT da alça de Henle tem massas de células chamadas mácula densa, que estão em contato com células das arteríolas aferentes chamadas células justaglomerulares. Juntas, a mácula densa e as células justaglomerulares formam o complexo justaglomerular (JGC). O JGC é uma estrutura endócrina que secreta a enzima renina e o hormônio eritropoietina. Quando os hormônios acionam as células da mácula densa no DCT devido a variações no volume sanguíneo, pressão sanguínea ou equilíbrio eletrolítico, essas células podem comunicar imediatamente o problema aos capilares nas arteríolas aferentes e eferentes, que podem contrair ou relaxar para alterar o glomerular taxa de filtração dos rins.

Nefrologista Um nefrologista estuda e lida com doenças renais & # 8212 tanto aquelas que causam insuficiência renal (como diabetes) quanto as condições que são produzidas por doenças renais (como hipertensão). A pressão arterial, o volume sanguíneo e as alterações no equilíbrio eletrolítico estão sob a supervisão de um nefrologista.

Os nefrologistas geralmente trabalham com outros médicos que encaminham os pacientes a eles ou os consultam sobre diagnósticos e planos de tratamento específicos. Os pacientes geralmente são encaminhados a um nefrologista para sintomas como sangue ou proteína na urina, pressão arterial muito alta, cálculos renais ou insuficiência renal.

A nefrologia é uma subespecialidade da medicina interna. Para se tornar um nefrologista, a faculdade de medicina é seguida por um treinamento adicional para se tornar um certificado em medicina interna. Dois ou mais anos adicionais são gastos estudando especificamente distúrbios renais e seus efeitos associados no corpo.

Que adaptações especiais os órgãos do sistema excretor têm para a excreção de resíduos? Diuréticos de alça são drogas às vezes usadas para tratar hipertensão (pressão alta). Essas drogas inibem a reabsorção de íons Na + e Cl & # 8211 pelo ramo ascendente da alça de Henle no néfron. Um efeito colateral é que aumentam a micção. Por que você acha que este é o caso?

A Questão 1 é uma aplicação do AP & # 174 Objetivo de Aprendizagem 4.18 e Prática de Ciências 1.4 porque os alunos estão descrevendo como os órgãos do sistema excretor funcionam juntos para fornecer osmorregulação e a eliminação de resíduos metabólicos. A Questão 2 é uma aplicação do AP & # 174 do Objetivo de Aprendizagem 4.9 e da Prática de Ciências 6.4 porque os alunos estão fazendo uma previsão sobre como uma mudança na fisiologia do néfron pode afetar a fisiologia geral do corpo.

Resumo da Seção

Os rins são os principais órgãos osmorreguladores nos sistemas dos mamíferos; eles funcionam para filtrar o sangue e manter a osmolaridade dos fluidos corporais em 300 mOsm. Eles são cercados por três camadas e são compostos internamente por três regiões distintas - o córtex, a medula e a pelve.

Os vasos sanguíneos que transportam sangue para dentro e para fora dos rins surgem e se fundem com a aorta e a veia cava inferior, respectivamente. As artérias renais se ramificam a partir da aorta e entram no rim, onde se dividem em artérias segmentares, interlobares, arqueadas e radiadas corticais.

O néfron é a unidade funcional do rim, que filtra ativamente o sangue e gera a urina. O néfron é composto pelo corpúsculo renal e pelo túbulo renal. Os néfrons corticais são encontrados no córtex renal, enquanto os néfrons justamedulares são encontrados no córtex renal próximo à medula renal. O néfron filtra e troca água e solutos com dois conjuntos de vasos sanguíneos e o fluido do tecido nos rins.

Existem três etapas na formação da urina: a filtração glomerular, que ocorre na reabsorção tubular do glomérulo, que ocorre nos túbulos renais, e a secreção tubular, que também ocorre nos túbulos renais.


216 Os rins e os órgãos osmorreguladores

Ao final desta seção, você será capaz de fazer o seguinte:

  • Explique como os rins funcionam como os principais órgãos osmorreguladores nos sistemas dos mamíferos
  • Descreva a estrutura dos rins e as funções das partes do rim
  • Descreva como o néfron é a unidade funcional do rim e explique como ele filtra ativamente o sangue e gera urina
  • Detalhe as três etapas na formação da urina: filtração glomerular, reabsorção tubular e secreção tubular

Embora os rins sejam o principal órgão osmorregulador, a pele e os pulmões também desempenham um papel nesse processo. Água e eletrólitos são perdidos pelas glândulas sudoríparas da pele, o que ajuda a hidratar e resfriar a superfície da pele, enquanto os pulmões expelem uma pequena quantidade de água na forma de secreções mucosas e por meio da evaporação do vapor d'água.

Rins: o principal órgão osmorregulatório

Os rins, ilustrados na (Figura), são um par de estruturas em forma de feijão localizadas logo abaixo e posteriormente ao fígado na cavidade peritoneal. As glândulas supra-renais situam-se no topo de cada rim e também são chamadas de glândulas supra-renais. Os rins filtram o sangue e o purificam. Todo o sangue do corpo humano é filtrado muitas vezes ao dia pelos rins - esses órgãos usam quase 25% do oxigênio absorvido pelos pulmões para realizar essa função. O oxigênio permite que as células renais manufaturem com eficiência energia química na forma de ATP por meio da respiração aeróbica. O filtrado que sai dos rins é chamado de urina.


Estrutura do Rim

Externamente, os rins são circundados por três camadas, ilustradas na (Figura). A camada mais externa é uma camada de tecido conjuntivo resistente chamada fáscia renal. A segunda camada é chamada de cápsula de gordura perirrenal, que ajuda a manter os rins no lugar. A terceira camada mais interna é a cápsula renal. Internamente, o rim possui três regiões - um córtex externo, uma medula no meio e a pelve renal na região chamada hilo do rim. O hilo é a parte côncava da forma de feijão por onde os vasos sanguíneos e os nervos entram e saem do rim e também é o ponto de saída dos ureteres. O córtex renal é granular devido à presença de néfrons - a unidade funcional do rim. A medula consiste em várias massas de tecido piramidal, chamadas de pirâmides renais. Entre as pirâmides estão espaços chamados colunas renais, através dos quais passam os vasos sanguíneos. As pontas das pirâmides, chamadas papilas renais, apontam para a pelve renal. Existem, em média, oito pirâmides renais em cada rim. As pirâmides renais junto com a região cortical adjacente são chamadas de lobos do rim. A pelve renal leva ao ureter na parte externa do rim. No interior do rim, a pelve renal se ramifica em duas ou três extensões chamadas cálices principais, que posteriormente se ramificam nos cálices menores. Os ureteres são tubos portadores de urina que saem do rim e desembocam na bexiga urinária.


Qual das seguintes afirmações sobre o rim é falsa?

  1. A pelve renal drena para o ureter.
  2. As pirâmides renais estão na medula.
  3. O córtex cobre a cápsula.
  4. Os néfrons estão no córtex renal.

Como o rim filtra o sangue, sua rede de vasos sanguíneos é um componente importante de sua estrutura e função. As artérias, veias e nervos que suprem o rim entram e saem no hilo renal. O suprimento sangüíneo renal começa com a ramificação da aorta nas artérias renais (que são nomeadas com base na região do rim por onde passam) e termina com a saída das veias renais para se juntar à veia cava inferior. As artérias renais se dividem em várias artérias segmentares ao entrarem nos rins. Cada artéria segmentar se divide em várias artérias interlobares e entra nas colunas renais, que suprem os lobos renais. As artérias interlobares se dividem na junção do córtex renal com a medula para formar as artérias arqueadas. As artérias arqueadas em “forma de arco” formam arcos ao longo da base das pirâmides medulares. Artérias irradiadas corticais, como o nome sugere, irradiam para fora das artérias arqueadas. As artérias irradiadas corticais se ramificam em numerosas arteríolas aferentes e, em seguida, entram nos capilares que fornecem os néfrons. As veias traçam o trajeto das artérias e têm nomes semelhantes, exceto que não há veias segmentares.

Conforme mencionado anteriormente, a unidade funcional do rim é o néfron, ilustrado na (Figura). Cada rim é composto por mais de um milhão de néfrons que pontilham o córtex renal, dando-lhe uma aparência granular quando seccionado sagitalmente. Existem dois tipos de néfrons - néfrons corticais (85%), que estão profundamente no córtex renal, e néfrons justamedulares (15%), que ficam no córtex renal próximo à medula renal. Um néfron consiste em três partes - um corpúsculo renal, um túbulo renal e a rede capilar associada, que se origina das artérias irradiadas corticais.


Qual das seguintes afirmações sobre o néfron é falsa?

  1. O ducto coletor deságua no túbulo contorcido distal.
  2. A cápsula de Bowman envolve o glomérulo.
  3. A alça de Henle está entre os túbulos contorcidos proximal e distal.
  4. A alça de Henle deságua no túbulo contorcido distal.

Corpúsculo renal

O corpúsculo renal, localizado no córtex renal, é formado por uma rede de capilares conhecida como glomérulo e a cápsula, uma câmara em forma de copo que o envolve, chamada de cápsula glomerular ou cápsula de Bowman & # 8217s.

Túbulo Renal

O túbulo renal é uma estrutura longa e convoluta que emerge do glomérulo e pode ser dividido em três partes com base na função. A primeira parte é chamada de túbulo convoluto proximal (PCT) devido à sua proximidade com o glomérulo que fica no córtex renal. A segunda parte é chamada de alça de Henle, ou alça nefrítica, porque forma uma alça (com membros descendentes e ascendentes) que passa pela medula renal. A terceira parte do túbulo renal é chamada de túbulo contorcido distal (DCT) e esta parte também está restrita ao córtex renal. O DCT, que é a última parte do néfron, conecta e esvazia seu conteúdo em dutos coletores que revestem as pirâmides medulares. Os ductos coletores acumulam conteúdos de múltiplos néfrons e se fundem à medida que entram nas papilas da medula renal.

Rede Capilar dentro do Nephron

A rede capilar que se origina das artérias renais supre o néfron com sangue que precisa ser filtrado. O ramo que entra no glomérulo é chamado de arteríola aferente. O ramo que sai do glomérulo é chamado de arteríola eferente. Dentro do glomérulo, a rede de capilares é chamada de leito capilar glomerular. Assim que a arteríola eferente sai do glomérulo, ela forma a rede capilar peritubular, que circunda e interage com partes do túbulo renal. Nos néfrons corticais, a rede capilar peritubular circunda o PCT e o DCT. Nos néfrons justamedulares, a rede capilar peritubular forma uma rede ao redor da alça de Henle e é chamada de vasa recta.

Acesse este site para ver outra seção coronal do rim e explorar uma animação do funcionamento dos néfrons.

Função e fisiologia renal

Os rins filtram o sangue em um processo de três etapas. Primeiro, os néfrons filtram o sangue que corre através da rede capilar no glomérulo. Quase todos os solutos, exceto as proteínas, são filtrados para o glomérulo por um processo denominado filtração glomerular. Em segundo lugar, o filtrado é coletado nos túbulos renais. A maioria dos solutos é reabsorvida na PCT por um processo chamado reabsorção tubular. Na alça de Henle, o filtrado continua a trocar solutos e água com a medula renal e a rede capilar peritubular. A água também é reabsorvida durante esta etapa. Em seguida, solutos e resíduos adicionais são secretados nos túbulos renais durante a secreção tubular, que é, em essência, o processo oposto à reabsorção tubular.Os ductos coletores coletam o filtrado proveniente dos néfrons e se fundem nas papilas medulares. A partir daqui, as papilas liberam o filtrado, agora chamado de urina, para os cálices menores que eventualmente se conectam aos ureteres através da pelve renal. Todo esse processo está ilustrado na (Figura).


Filtração glomerular

A filtração glomerular filtra a maioria dos solutos devido à pressão alta e às membranas especializadas na arteríola aferente. A pressão arterial no glomérulo é mantida independente de fatores que afetam a pressão arterial sistêmica. As conexões “vazadas” entre as células endoteliais da rede capilar glomerular permitem que os solutos passem facilmente. Todos os solutos nos capilares glomerulares, exceto macromoléculas como proteínas, passam por difusão passiva. Não há necessidade de energia nesta fase do processo de filtração. A taxa de filtração glomerular (TFG) é o volume de filtrado glomerular formado por minuto pelos rins. A TFG é regulada por múltiplos mecanismos e é um importante indicador da função renal.

Para saber mais sobre o sistema vascular dos rins, clique nesta revisão e nas etapas do fluxo sanguíneo.

Reabsorção e secreção tubular

A reabsorção tubular ocorre na parte PCT do túbulo renal. Quase todos os nutrientes são reabsorvidos, e isso ocorre por transporte passivo ou ativo. A reabsorção de água e alguns eletrólitos principais são regulados e podem ser influenciados por hormônios. O sódio (Na +) é o íon mais abundante e a maior parte dele é reabsorvido por transporte ativo e então transportado para os capilares peritubulares. Como o Na + é ativamente transportado para fora do túbulo, a água o segue para equilibrar a pressão osmótica. A água também é reabsorvida de forma independente nos capilares peritubulares devido à presença de aquaporinas, ou canais de água, no PCT. Isso ocorre devido à baixa pressão arterial e alta pressão osmótica nos capilares peritubulares. Porém, todo soluto tem um máximo de transporte e o excesso não é reabsorvido.

Na alça de Henle, a permeabilidade da membrana muda. O ramo descendente é permeável à água, não solutos; o oposto é verdadeiro para o ramo ascendente. Além disso, a alça de Henle invade a medula renal, que é naturalmente alta em concentração de sal e tende a absorver água do túbulo renal e concentrar o filtrado. O gradiente osmótico aumenta à medida que se move mais profundamente na medula. Como os dois lados do loop de Henle desempenham funções opostas, conforme ilustrado na (Figura), ele atua como um multiplicador de contracorrente. A vasa recta em torno dele atua como o trocador de contracorrente.


Os diuréticos de alça são medicamentos às vezes usados ​​para tratar a hipertensão. Essas drogas inibem a reabsorção dos íons Na + e Cl & # 8211 pelo ramo ascendente da alça de Henle. Um efeito colateral é que aumentam a micção. Por que você acha que este é o caso?

Quando o filtrado atinge o DCT, a maior parte da urina e dos solutos já foram reabsorvidos. Se o corpo precisar de mais água, toda ela pode ser reabsorvida neste ponto. A reabsorção posterior é controlada por hormônios, que serão discutidos em uma seção posterior. A excreção de resíduos ocorre devido à falta de reabsorção combinada com a secreção tubular. Produtos indesejáveis, como resíduos metabólicos, ureia, ácido úrico e certos medicamentos, são excretados pela secreção tubular. A maior parte da secreção tubular ocorre no DCT, mas parte ocorre na parte inicial do ducto coletor. Os rins também mantêm um equilíbrio ácido-base pela secreção de íons H + em excesso.

Embora partes dos túbulos renais sejam denominadas proximal e distal, em um corte transversal do rim, os túbulos são colocados próximos uns dos outros e em contato uns com os outros e com o glomérulo. Isso permite a troca de mensageiros químicos entre os diferentes tipos de células. Por exemplo, o ramo ascendente DCT da alça de Henle tem massas de células chamadas mácula densa, que estão em contato com células das arteríolas aferentes chamadas células justaglomerulares. Juntas, a mácula densa e as células justaglomerulares formam o complexo justaglomerular (JGC). O JGC é uma estrutura endócrina que secreta a enzima renina e o hormônio eritropoietina. Quando os hormônios acionam as células da mácula densa no DCT devido a variações no volume sanguíneo, pressão sanguínea ou equilíbrio eletrolítico, essas células podem comunicar imediatamente o problema aos capilares nas arteríolas aferentes e eferentes, que podem contrair ou relaxar para alterar o glomerular taxa de filtração dos rins.

Nefrologista Um nefrologista estuda e lida com doenças renais - tanto as que causam insuficiência renal (como diabetes) quanto as produzidas por doenças renais (como hipertensão). A pressão arterial, o volume sanguíneo e as alterações no equilíbrio eletrolítico estão sob a supervisão de um nefrologista.

Os nefrologistas geralmente trabalham com outros médicos que encaminham os pacientes a eles ou os consultam sobre diagnósticos e planos de tratamento específicos. Os pacientes geralmente são encaminhados a um nefrologista para sintomas como sangue ou proteína na urina, pressão arterial muito alta, cálculos renais ou insuficiência renal.

A nefrologia é uma subespecialidade da medicina interna. Para se tornar um nefrologista, a faculdade de medicina é seguida por um treinamento adicional para se tornar um certificado em medicina interna. Dois ou mais anos adicionais são gastos estudando especificamente distúrbios renais e seus efeitos associados no corpo.

Resumo da Seção

Os rins são os principais órgãos osmorreguladores nos sistemas dos mamíferos; eles funcionam para filtrar o sangue e manter a osmolaridade dos fluidos corporais em 300 mOsm. Eles são cercados por três camadas e são compostos internamente por três regiões distintas - o córtex, a medula e a pelve.

Os vasos sanguíneos que transportam sangue para dentro e para fora dos rins surgem e se fundem com a aorta e a veia cava inferior, respectivamente. As artérias renais se ramificam a partir da aorta e entram no rim, onde se dividem em artérias segmentares, interlobares, arqueadas e radiadas corticais.

O néfron é a unidade funcional do rim, que filtra ativamente o sangue e gera a urina. O néfron é composto pelo corpúsculo renal e pelo túbulo renal. Os néfrons corticais são encontrados no córtex renal, enquanto os néfrons justamedulares são encontrados no córtex renal próximo à medula renal. O néfron filtra e troca água e solutos com dois conjuntos de vasos sanguíneos e o fluido do tecido nos rins.

Existem três etapas na formação da urina: a filtração glomerular, que ocorre na reabsorção tubular do glomérulo, que ocorre nos túbulos renais, e a secreção tubular, que também ocorre nos túbulos renais.

Perguntas de conexão visual

(Figura) Qual das seguintes afirmações sobre o rim é falsa?

  1. A pelve renal drena para o ureter.
  2. As pirâmides renais estão na medula.
  3. O córtex cobre a cápsula.
  4. Os néfrons estão no córtex renal.

(Figura) Qual das seguintes afirmações sobre o néfron é falsa?

  1. O ducto coletor deságua no túbulo contorcido distal.
  2. A cápsula de Bowman envolve o glomérulo.
  3. A alça de Henle está entre os túbulos contorcidos proximal e distal.
  4. A alça de Henle deságua no túbulo contorcido distal.

(Figura) Os diuréticos de alça são medicamentos às vezes usados ​​para tratar a hipertensão. Essas drogas inibem a reabsorção dos íons Na + e Cl & # 8211 pelo ramo ascendente da alça de Henle. Um efeito colateral é que aumentam a micção. Por que você acha que este é o caso?

(Figura) Os diuréticos de alça diminuem a excreção de sal na medula renal, reduzindo assim sua osmolalidade. Como resultado, menos água é excretada na medula pelo ramo descendente e mais água é excretada como urina.

Perguntas de revisão

  1. presente na medula renal.
  2. tecido denso presente na camada externa do rim.
  3. células presentes no DCT e nos túbulos coletores.
  4. presente nos capilares sanguíneos.

A osmolaridade dos fluidos corporais é mantida em ________.

A glândula localizada na parte superior do rim é a glândula ________.

Questões de pensamento crítico

Por que as alças de Henle e vasa recta são importantes para a formação de urina concentrada?

A alça de Henle é parte do túbulo renal que se alça na medula renal. Na alça de Henle, o filtrado troca solutos e água com a medula renal e os vasos retos (a rede capilar peritubular). O vasa recta atua como o trocador de contracorrente. Os rins mantêm a osmolalidade do resto do corpo em 300 mOsm constantes, concentrando o filtrado à medida que ele passa pela alça de Henle.

Descreva a estrutura do rim.

Externamente, os rins são circundados por três camadas. A camada mais externa é uma camada de tecido conjuntivo resistente chamada fáscia renal. A segunda camada é chamada de cápsula de gordura perirrenal, que ajuda a manter os rins no lugar. A terceira camada mais interna é a cápsula renal. Internamente, o rim tem três regiões - um córtex externo, uma medula no meio e a pelve renal na região chamada hilo do rim, que é a parte côncava do formato de “feijão”.

Glossário


Como ocorre a osmorregulação no rim humano?

Aqui, onde ocorre a osmorregulação no rim?

As glândulas supra-renais, também chamadas de glândulas supra-renais, ficam em cima de cada rim. Rins regular a pressão osmótica do sangue de um mamífero por meio de extensa filtração e purificação em um processo conhecido como osmorregulação.

o que é osmorregulação humana? Osmorregulação é o controle dos níveis de água e íons minerais (sal) no sangue. Os níveis de água e íons minerais no sangue são controlados para manter as concentrações dentro das células e ao redor delas. Se a concentração de água for muito alta do lado de fora, a água entra na célula por osmose e ela pode estourar.

Além disso, como ocorre a osmorregulação em humanos?

Osmorregulação é a regulação ativa da pressão osmótica (concentração de sal e água) dos fluidos corporais de um organismo para manter a homeostase. Os rins desempenham um papel muito importante na osmorregulação humana. Eles regulam a quantidade de água nos resíduos de urina.

Quais órgãos estão envolvidos na osmorregulação?

o rins são os principais órgãos osmorreguladores nos sistemas dos mamíferos; eles funcionam para filtrar o sangue e manter a osmolaridade dos fluidos corporais em 300 mOsm. Eles são cercados por três camadas e são constituídos internamente por três regiões distintas - o córtex, a medula e a pelve.


Osmorregulação e excreção

O artigo discute os avanços na osmorregulação e excreção, com ênfase em como os animais multicelulares em diferentes ambientes osmóticos regulam seu meio interno. Mecanismos de transformações de energia na osmorregulação animal são tratados em termos biofísicos no que diz respeito à água e troca iônica através de membranas biológicas e acoplamento de fluxos de íons e água através de epitélios. A discussão das funções é baseada em uma abordagem comparativa que analisa os mecanismos que evoluíram em diferentes grupos taxonômicos em níveis bioquímicos, celulares e teciduais e sua integração na manutenção da água corporal total e da homeostase iônica. O foco está em estudos recentes de adaptações e mecanismos recentemente descobertos de aclimatação durante as transições de animais entre diferentes ambientes osmóticos. Atenção especial é dada às hipóteses sobre a diversidade da organização celular dos órgãos osmorreguladores e excretores, como rins glomerulares, glândulas antenais, túbulos de Malpighi e intestino, brânquias, tegumento e intestino, com relatos sobre abordagens experimentais e métodos aplicados nos estudos. É demonstrado como o conhecimento nessas áreas da fisiologia comparada se expandiu consideravelmente durante as últimas duas décadas, unindo trabalhos clássicos seminais com estudos baseados em novas abordagens em todos os níveis de organização anatômica e funcional. Uma série de questões ainda parcialmente sem resposta são enfatizadas, algumas das quais são sobre como os mecanismos de troca de água e soluto em níveis mais baixos são integrados para regular o volume de água extracelular de todo o corpo e a homeostase iônica de animais em seus habitats naturais. © 2014 American Physiological Society.


Homeostase

A homeostase é a manutenção de um ambiente interno estável e este conceito cobre uma variedade de tópicos no funcionamento de todos os seres vivos. Os tópicos a seguir levam a uma série de subtópicos nos quais você precisa pensar em termos de como o corpo consegue manter um equilíbrio químico saudável do sangue e das células.

Tópico 1: O rim - tem a ver com osmorregulação porque o rim é o órgão osmorregulador para muitos animais, incluindo humanos. Ele controla o pH do sangue, o volume e a química dos fluidos corporais.

A estrutura funcional do rim é o néfron, do qual existem milhões em cada rim.

É o néfron que realiza todo o trabalho de osmorregulação.

Você precisa aprender o seguinte:

A ultrafiltração, que trata da filtragem de água e solutos da pressão sanguínea, controla a eficácia da ultrafiltração. A pressão arterial baixa significa ultrafiltração ineficiente e um desequilíbrio conseqüente na água corporal e na química do sangue.

A ultrafiltração ocorre na cápsula de Bowman.

Esta imagem mostra o glomérulo (o feixe de capilares em uma cápsula de Bowman), bem como algumas seções transversais dos túbulos renais. Os glóbulos vermelhos podem ser vistos dentro da parede de cada túbulo.

A reabsorção seletiva diz respeito à reabsorção de água e sais uma vez que a intrafiltração tenha ocorrido. A reabsorção seletiva ocorre no Túbulo Convoluto Proximal PCT)

A secreção tubular é a última função do néfron e se refere à secreção de certas substâncias solúveis, por transporte ativo, para o túbulo contorcido distal (DCT).

Essas substâncias solúveis são o ácido úrico, íons H + e creatinina, que fornecem um equilíbrio osmótico para a produção de urina. Aqui, no local do DCT, atuam os Hormônios ADH e a Aldosterona.

ADH = hormônio antidiurético (diurético significa algo que elimina o excesso de água) aumenta a reabsorção de água e é liberado em condições como desidratação. O ADH controla a permeabilidade do DCT e dos dutos coletores. Mais ADH = maior permeabilidade = maior reabsorção de água.

A aldosterona causa a absorção de íons de sódio do filtrado tubular (esse é o líquido que sobra após toda a reabsorção). Quando os íons de sódio são absorvidos, os íons de hidrogênio ocupam seu lugar no filtrado. Os íons H + causam acidez, portanto, seu movimento para o filtrado evita uma condição do sangue chamada 'acidose' - sangue ácido.

A aldosterona também faz com que íons de potássio sejam secretados no filtrado quando há um acúmulo de íons K + no fluido extracelular ao redor do rim (ou em outro lugar).

Portanto, Ultrafiltração, Reabsorção Seletiva e Secreção Tubular resumem o trabalho de um néfron. É bastante complicado em alguns lugares, mas como todas as coisas, continue lendo e relendo e obtenha informações de diferentes cursos - não dependa apenas de um livro para aprender tudo isso.


Assista o vídeo: Biologi Sel Bagian 1: Struktur Dasar dan Fungsi Organel (Agosto 2022).