25.7: Reabsorção tubular

Objetivos de

Ao final desta seção, você poderá:

• Liste os mecanismos de transporte específicos que ocorrem em diferentes partes do néfron, incluindo transporte ativo, osmose, difusão facilitada e gradientes eletroquímicos passivos
• Liste as diferentes proteínas de membrana do néfron, incluindo canais, transportadores e bombas de ATPase
• Compare e contraste a reabsorção tubular passiva e ativa
• Explique por que a permeabilidade diferencial ou impermeabilidade de seções específicas dos túbulos do néfron é necessária para a formação da urina
• Descreva como e onde a água, os compostos orgânicos e os íons são reabsorvidos no néfron
• Explicar o papel da alça de Henle, da vasa reta e dos mecanismos de multiplicação em contracorrente na concentração de urina
• Liste os locais no néfron onde ocorre a secreção tubular

Com até 180 litros por dia passando pelos néfrons do rim, é óbvio que a maior parte desse fluido e seu conteúdo devem ser reabsorvidos. Essa recuperação ocorre no PCT, no circuito de Henle, no DCT e nos dutos coletores (Tabela 25.5 e Figura 25.17). Várias porções do néfron diferem em sua capacidade de reabsorver água e solutos específicos. Embora grande parte da reabsorção e secreção ocorra passivamente com base em gradientes de concentração, a quantidade de água que é reabsorvida ou perdida é rigidamente regulada. Esse controle é exercido diretamente pelo ADH e pela aldosterona e indiretamente pela renina. A maior parte da água é recuperada no PCT, no circuito de Henle e no DCT. Cerca de 10 por cento (cerca de 18 L) atingem os dutos coletores. Os dutos coletores, sob a influência do ADH, podem recuperar quase toda a água que passa por eles, em casos de desidratação, ou quase nenhuma água, em casos de hiperidratação.

Figura 25.17 Locais de secreção e reabsorção no néfron

Substâncias secretadas ou reabsorvidas no néfron e suas localizações

Substância	PCT	Loop de Henle	DUTO	Dutos de coleta
Glicose	Quase 100% reabsorvido; transporte ativo secundário com Na ^+
Oligopeptídeos, proteínas, aminoácidos	Quase 100% reabsorvido; symport com Na ^+
Vitaminas	Reabsorvido
Lactato	Reabsorvido
Creatinina	Secretado
Ureia	50 por cento reabsorvido por difusão; também secretado	Secreção, difusão no membro descendente		Reabsorção nos ductos coletores medulares; difusão
Sódio	65 por cento ativamente reabsorvido	25 por cento reabsorvidos no membro ascendente espesso; transporte ativo	5 por cento reabsorvido; ativo	5 por cento reabsorvido, estimulado pela aldosterona; ativo
Cloreto	Reabsorvido, simporta com Na ^+, difusão	Reabsorvido no membro ascendente fino e grosso; difusão no membro ascendente	Reabsorvido; difusão	Reabsorvido; simport
Água	67 por cento reabsorvido osmoticamente com solutos	15% reabsorvidos no membro descendente; osmose	8 por cento reabsorvido em ADH; osmose	Quantidades variáveis reabsorvidas, controladas por ADH, osmose
HCO 3 ^-	80—90 por cento de reabsorção simportativa com Na ^+	Reabsorvido, simport com Na ^+ e antiporta com Cl ^—; no membro ascendente		Antiporto reabsorvido com Cl ^—
H ^+	Secretado; difusão		Secretado; ativo	Secretado; ativo
NH 4 ^+	Secretado; difusão		Secretado; difusão	Secretado; difusão
Alguns medicamentos	Secretado		Secretado; ativo	Secretado; ativo
Potássio	65 por cento reabsorvido; difusão	20 por cento reabsorvido em um membro ascendente espesso; symport	Secretado; ativo	Secreção controlada pela aldosterona; ativa
Cálcio	Reabsorvido; difusão	Reabsorvido no membro ascendente espesso; difusão		Reabsorvido se o hormônio da paratireóide estiver presente; ativo
Magnésio	Reabsorvido; difusão	Reabsorvido no membro ascendente espesso; difusão	Reabsorvido
Fosfato	85 por cento reabsorvido, inibido pelo hormônio da paratireóide, difusão		Reabsorvido; difusão

Tabela 25.5

Mecanismos de recuperação

Os mecanismos pelos quais as substâncias se movem pelas membranas para reabsorção ou secreção incluem transporte ativo, difusão, difusão facilitada, transporte ativo secundário e osmose. Eles foram discutidos em um capítulo anterior e talvez você queira analisá-los.

O transporte ativo utiliza energia, geralmente a energia encontrada em uma ligação fosfatada de ATP, para mover uma substância através de uma membrana de uma concentração baixa para uma alta. É muito específico e deve ter um receptor de formato adequado para que a substância seja transportada. Um exemplo seria o transporte ativo de Na ⁺ para fora de uma célula e K ⁺ para uma célula pela bomba Na ⁺ /K ⁺. Ambos os íons são movidos em direções opostas de uma concentração mais baixa para uma maior.

A difusão simples move uma substância de uma concentração mais alta para uma menor para baixo em seu gradiente de concentração. Ele não requer energia e só precisa ser solúvel.

A difusão facilitada é semelhante à difusão, pois move uma substância para baixo em seu gradiente de concentração. A diferença é que ele requer receptores de membrana específicos ou proteínas de canal para o movimento. O movimento da glicose e, em determinadas situações, dos íons ^Na+, é um exemplo de difusão facilitada. Em alguns casos de transporte mediado, duas substâncias diferentes compartilham a mesma porta de proteína do canal; esses mecanismos são descritos pelos termos symport e antiport.

Os mecanismos Symport movem duas ou mais substâncias na mesma direção ao mesmo tempo, enquanto os mecanismos antiportantes movem duas ou mais substâncias em direções opostas através da membrana celular. Ambos os mecanismos podem utilizar gradientes de concentração mantidos por bombas ATP. Conforme descrito anteriormente, quando o transporte ativo alimenta o transporte de outra substância dessa maneira, ele é chamado de “transporte ativo secundário”. A reabsorção de glicose nos rins é por transporte ativo secundário. Na ⁺ /K ⁺ ATPases na membrana basal de uma célula tubular bombeiam constantemente Na ⁺ para fora da célula, mantendo um forte gradiente eletroquímico para que Na ⁺ se mova para dentro da célula a partir do lúmen tubular. Na superfície luminal (apical), uma proteína simportadora de Na ^+/glicose auxilia o movimento do Na+ e da glicose para dentro da célula. O cotransportador move a glicose para dentro da célula contra seu gradiente de concentração à medida que Na ⁺ desce o gradiente eletroquímico criado pelas membranas basais Na ⁺ /K ⁺ ATPases. A molécula de glicose então se difunde pela membrana basal facilitando a difusão no espaço intersticial e daí para os capilares peritubulares.

A maioria dos Ca ⁺⁺, Na ⁺, glicose e aminoácidos deve ser reabsorvida pelo néfron para manter as concentrações plasmáticas homeostáticas. Outras substâncias, como uréia, K ⁺, amônia (NH ₃₎, creatinina e alguns medicamentos, são secretadas no filtrado como resíduos. O equilíbrio ácido-base é mantido por meio das ações dos pulmões e dos rins: os pulmões livram o corpo de H ⁺, enquanto os rins secretam ou reabsorvem H ⁺ e HCO ₃ ^— (Tabela 25.6). No caso da ureia, cerca de 50% é reabsorvido passivamente pelo PCT. Mais é recuperado nos dutos de coleta, conforme necessário. O ADH induz a inserção de transportadores de ureia e proteínas do canal de aquaporina.

Substâncias filtradas e reabsorvidas pelo rim em 24 horas

Substância	Quantidade filtrada (gramas)	Quantidade reabsorvida (gramas)	Quantidade na urina (gramas)
Água	180 L	179 L	1 L
Proteínas	10—20	10—20	0
Cloro	630	625	5
Sódio	540	537	3
Bicarbonato	300	299,7	0,3
Glicose	180	180	0
Ureia	53	28	25
Potássio	28	24	4
Ácido úrico	8.5	7.7	0,8
Creatinina	1.4	0	1.4

Tabela 25.6

Reabsorção e secreção no PCT

O corpúsculo renal filtra o sangue para criar um filtrado que difere do sangue principalmente na ausência de células e proteínas grandes. Desse ponto até as extremidades dos dutos coletores, o filtrado ou a urina formadora está passando por modificação por meio da secreção e reabsorção antes que a urina verdadeira seja produzida. O primeiro ponto em que a urina formadora é modificada está no PCT. Aqui, algumas substâncias são reabsorvidas, enquanto outras são secretadas. Observe o uso do termo “reabsorvido”. Todas essas substâncias foram “absorvidas” no trato digestivo — 99% da água e a maioria dos solutos filtrados pelo néfron devem ser reabsorvidos. A água e as substâncias reabsorvidas são devolvidas à circulação pelos capilares peritubular e vasa reta. É importante entender a diferença entre o glomérulo e os capilares peritubular e vasa reta. O glomérulo tem uma pressão relativamente alta dentro de seus capilares e pode sustentá-la dilatando a arteríola aferente enquanto contrai a arteríola eferente. Isso garante uma pressão de filtração adequada, mesmo quando a pressão arterial sistêmica varia. O movimento da água para os capilares peritubulares e vasa reta será influenciado principalmente pelos gradientes de osmolaridade e concentração. O sódio é bombeado ativamente do PCT para os espaços intersticiais entre as células e se difunde em seu gradiente de concentração para o capilar peritubular. Ao fazer isso, a água seguirá passivamente para manter um ambiente de fluido isotônico dentro do capilar. Isso é chamado de reabsorção obrigatória de água, porque a água é “obrigada” a seguir o Na ⁺ (Figura 25.18).

Figura 25.18 Substâncias reabsorvidas e secretadas pelo PCT

Mais substâncias se movem pelas membranas do PCT do que qualquer outra porção do néfron. Muitas dessas substâncias (aminoácidos e glicose) usam mecanismos simportadores para transporte junto com o Na ⁺. Antiporta, transporte ativo, difusão e difusão facilitada são mecanismos adicionais pelos quais as substâncias são movidas de um lado de uma membrana para o outro. Lembre-se de que as células têm duas superfícies: apical e basal. A superfície apical é aquela voltada para o lúmen ou espaço aberto de uma cavidade ou tubo, neste caso, o interior do PCT. A superfície basal da célula está voltada para a base do tecido conjuntivo à qual a célula se liga (membrana basal) ou a membrana celular mais próxima da membrana basal, se houver uma camada estratificada de células. No PCT, há uma única camada de células endoteliais cuboidais simples contra a membrana basal. Os números e tipos específicos de bombas e canais variam entre as superfícies apical e basilar. Algumas das substâncias que são transportadas com Na ⁺ (mecanismo simport) na membrana apical incluem Cl ^—, Ca ⁺⁺, aminoácidos, glicose e${\text{PO}}_4^{3-}$. O sódio é trocado ativamente por K ⁺ usando ATP na membrana basal. A maioria das substâncias transportadas por um mecanismo simportador na membrana apical é transportada por difusão facilitada na membrana basal. Pelo menos três íons, K ⁺, Ca ⁺⁺ e Mg ⁺⁺, difundem-se lateralmente entre as membranas celulares adjacentes (transcelulares).

Cerca de 67 por cento da água, Na ⁺ e K ⁺ que entram no néfron é reabsorvida no PCT e retornada à circulação. Quase 100% da glicose, aminoácidos e outras substâncias orgânicas, como vitaminas, são normalmente recuperados aqui. Alguma glicose pode aparecer na urina se os níveis de glicose circulante forem altos o suficiente para que todos os transportadores de glicose no PCT estejam saturados, de modo que sua capacidade de mover glicose seja excedida (máximo de transporte, ou T _m). Nos homens, a quantidade máxima de glicose que pode ser recuperada é de cerca de 375 mg/min, enquanto nas mulheres é de cerca de 300 mg/min. Essa taxa de recuperação se traduz em uma concentração arterial de cerca de 200 mg/dL. Embora uma ingestão excepcionalmente alta de açúcar possa fazer com que o açúcar apareça brevemente na urina, o aparecimento de glicosúria geralmente aponta para diabetes mellitus tipo I ou II. O transporte de glicose do lúmen do PCT para o espaço intersticial é semelhante à forma como é absorvida pelo intestino delgado. Tanto a glicose quanto o Na ⁺ se ligam simultaneamente às mesmas proteínas simportadoras na superfície apical da célula para serem transportadas na mesma direção, em direção ao espaço intersticial. O sódio desce por seu gradiente eletroquímico e de concentração para dentro da célula e leva a glicose consigo. O ^Na+ é então bombeado ativamente para fora da célula na superfície basal da célula para o espaço intersticial. A glicose sai da célula para entrar no espaço intersticial por meio de difusão facilitada. A energia para mover a glicose vem da Na ^{+/K +} ATPase que bombeia Na ⁺ para fora da célula na superfície basal. Cinquenta por cento de Cl ^— e quantidades variáveis de Ca ⁺⁺, Mg ⁺⁺ e${\text{LÚPULO}}_4^{2-}$ também são recuperados no PCT.

A recuperação do bicarbonato (HCO ₃ ^—) é vital para a manutenção do equilíbrio ácido-base, pois é um tampão muito poderoso e de ação rápida. Uma importante enzima é usada para catalisar esse mecanismo: a anidrase carbônica (CA). Essa mesma enzima e reação é usada nos glóbulos vermelhos no transporte de CO ₂, no estômago para produzir ácido clorídrico e no pâncreas para produzir HCO ₃ ^- para tamponar o quimo ácido do estômago. No rim, a maior parte da CA está localizada dentro da célula, mas uma pequena quantidade está ligada à borda da escova da membrana na superfície apical da célula. No lúmen do PCT, HCO ₃ ^— se combina com íons de hidrogênio para formar ácido carbônico (H ₂ CO ₃). Isso é catalisado enzimaticamente em CO ₂ e água, que se difundem pela membrana apical até a célula. A água pode se mover osmoticamente pela membrana de bicamada lipídica devido à presença de canais de água de aquaporina. Dentro da célula, a reação inversa ocorre para produzir íons bicarbonato (HCO ₃ ^—). Esses íons bicarbonato são cotransportados com Na ⁺ através da membrana basal até o espaço intersticial ao redor do PCT (Figura 25.19). ^{Ao mesmo tempo em que isso está ocorrendo, um antitransportador Na +/H + excreta H + no lúmen, enquanto recupera Na +.} Observe como o íon hidrogênio é reciclado para que o bicarbonato possa ser recuperado. Além disso, observe que um gradiente de Na ⁺ é criado pela bomba Na ⁺ /K ⁺.

$${{\text{HCO}}_3}^{-}{\text{+ H}}^{\text{+}}\leftrightarrow {\text{H}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}\leftrightarrow {\text{CO}}_{\text{2}}{\text{+ H}}_{\text{2}}\text{O}$$

A recuperação significativa de solutos do lúmen PCT para o espaço intersticial cria um gradiente osmótico que promove a recuperação da água. Conforme observado anteriormente, a água se move pelos canais criados pelas proteínas da aquaporina. Essas proteínas são encontradas em todas as células em quantidades variáveis e ajudam a regular o movimento da água através das membranas e através das células, criando uma passagem através da membrana de bicamada lipídica hidrofóbica. Alterar o número de proteínas de aquaporina nas membranas dos dutos coletores também ajuda a regular a osmolaridade do sangue. O movimento de muitos íons carregados positivamente também cria um gradiente eletroquímico. Essa carga promove o movimento de íons negativos em direção aos espaços intersticiais e o movimento de íons positivos em direção ao lúmen.

Figura 25.19 Reabsorção de bicarbonato do PCT

Reabsorção e secreção na alça de Henle

O laço de Henle consiste em duas seções: seções descendentes grossas e finas e seções ascendentes finas e grossas. As alças dos néfrons corticais não se estendem até a medula renal muito longe, se é que o fazem. Os néfrons justamedulares têm alças que se estendem por distâncias variáveis, algumas muito profundas na medula. As porções descendente e ascendente do circuito são altamente especializadas para permitir a recuperação de grande parte do ^Na+ e da água que foram filtrados pelo glomérulo. À medida que a urina em formação se move pela alça, a osmolaridade muda de isosmótica com sangue (cerca de 278—300 mOsmol/kg) para uma solução muito hipertônica de cerca de 1200 mOsmol/kg e uma solução muito hipotônica de cerca de 100 mOsmol/kg. Essas alterações são realizadas por osmose no membro descendente e transporte ativo no membro ascendente. Os solutos e a água recuperados dessas alças são devolvidos à circulação por meio da vasa reta.

Circuito descendente

A maioria da alça descendente é composta por células epiteliais escamosas simples; para simplificar a função da alça, essa discussão se concentra nessas células. Essas membranas têm proteínas permanentes do canal de aquaporina que permitem o movimento irrestrito da água do circuito descendente para o interstício circundante, à medida que a osmolaridade aumenta de cerca de 300 mOsmol/kg para cerca de 1200 mOsmol/kg no filtrado. Esse aumento resulta na reabsorção de até 15% da água que entra no néfron. Quantidades modestas de ureia, Na ⁺ e outros íons também são recuperadas aqui.

A maioria dos solutos que foram filtrados no glomérulo já foi recuperada junto com a maioria da água, cerca de 82 por cento. À medida que a urina em formação entra no circuito ascendente, grandes ajustes serão feitos na concentração de solutos para criar o que você percebe como urina.

Circuito ascendente

O laço ascendente é feito de porções muito curtas, finas e mais grossas. Mais uma vez, para simplificar a função, esta seção considera apenas a parte grossa. A porção grossa é revestida com epitélio cuboidal simples sem borda em escova. É completamente impermeável à água devido à ausência de proteínas aquaporinas, mas os íons, principalmente ^Na+ e CL ^—, são ativamente reabsorvidos por um sistema de cotransporte. Isso tem dois efeitos significativos: a remoção do NaCl enquanto retém a água leva a um filtrado hipoossomótico no momento em que atinge o DCT; o bombeamento de NaCl para o espaço intersticial contribui para o ambiente hiperosmótico na medula renal.

As bombas de Na ^+/ K ⁺ ATPase na membrana basal criam um gradiente eletroquímico, permitindo a reabsorção de simportadores de Cl ^{— por Na +/Cl —} na membrana apical. Ao mesmo tempo em que o Na ⁺ é bombeado ativamente do lado basal da célula para o fluido intersticial, o Cl ^— segue o Na ⁺ do lúmen para o fluido intersticial por uma rota paracelular entre as células através de junções herméticas. Eles são encontrados entre as células do circuito ascendente, onde permitem que certos solutos se movam de acordo com seu gradiente de concentração. A maior parte do ^K+ que entra na célula por meio de simportadores retorna ao lúmen (abaixo de seu gradiente de concentração) através de canais com vazamento na membrana apical. Observe o ambiente agora criado no espaço intersticial: com a “porta traseira saindo” K ⁺, há um Na ⁺ e dois íons Cl ^— restantes no interstício ao redor do circuito ascendente. Portanto, em comparação com o lúmen do circuito, o espaço intersticial agora é um ambiente com carga negativa. Essa carga negativa atrai cátions (Na ⁺, K ⁺, Ca ⁺⁺ e Mg ⁺⁺) do lúmen por meio de uma rota paracelular para o espaço intersticial e vasa reta.

Sistema multiplicador de contracorrente

A estrutura do circuito de Henle e a vasa recta associada criam um sistema multiplicador de contracorrente (Figura 25.20). O termo contracorrente vem do fato de que as alças descendente e ascendente estão próximas umas das outras e seu fluido flui em direções opostas (contracorrente). O termo multiplicador é devido à ação das bombas de soluto que aumentam (multiplicam) as concentrações de uréia e ^Na+ nas profundezas da medula.

Figura 25.20 Sistema multiplicador de contracorrente

Conforme discutido acima, a alça ascendente reabsorve ativamente o NaCl da urina em formação para os espaços intersticiais. Além disso, os dutos coletores têm bombas de ureia que bombeiam ativamente a uréia para os espaços intersticiais. Isso resulta na recuperação do NaCl para a circulação através da vasa reta e cria um ambiente osmolar alto nas profundezas da medula.

A amônia (NH ₃) é um subproduto tóxico do metabolismo proteico. É formado quando os aminoácidos são desaminados pelos hepatócitos hepáticos. Isso significa que o grupo amina, NH ₂, é removido dos aminoácidos à medida que eles são decompostos. A maior parte da amônia resultante é convertida em uréia pelos hepatócitos hepáticos. A ureia não é apenas menos tóxica, mas é utilizada para auxiliar na recuperação da água pelo circuito de Henle e pelos dutos coletores. Ao mesmo tempo em que a água se difunde livremente do circuito descendente através dos canais de aquaporina para os espaços intersticiais da medula, a uréia se difunde livremente no lúmen da alça descendente à medida que desce mais profundamente na medula, grande parte dela para ser reabsorvida pela urina em formação quando atinge o duto coletor. Assim, o movimento de Na ⁺ e uréia para os espaços intersticiais por esses mecanismos cria o ambiente hiperosmótico da medula. O resultado líquido desse sistema multiplicador de contracorrente é recuperar água e ^Na+ na circulação.

O aminoácido glutamina pode ser desaminado pelo rim. ^{Quando o NH ₂ do aminoácido é convertido em NH ₃ e bombeado para o lúmen do PCT, o Na+ e o HCO ₃ são excretados no fluido intersticial da pirâmide renal por meio de um mecanismo de simportação.} Quando esse processo ocorre nas células do PCT, o benefício adicional é a perda líquida de um íon hidrogênio (complexado à amônia para formar o ácido fraco NH ₄ ⁺) na urina e um ganho de um íon bicarbonato (HCO ₃ ^—) no sangue. A amônia e o bicarbonato são trocados na proporção de um para um. Essa troca é mais um meio pelo qual o corpo pode tamponar e excretar ácido. A presença de canais de aquaporina na alça descendente permite que quantidades prodigiosas de água saiam da alça e entrem no interstício hiperosmolar da pirâmide, onde é retornada à circulação pela vasa reta. À medida que o circuito gira para se tornar o circuito ascendente, há uma ausência de canais de aquaporina, então a água não pode sair do circuito. No entanto, na membrana basal das células da espessa alça ascendente, as bombas de ATPase removem ativamente o Na ⁺ da célula. ^{Um simportador de Na + /K + /2Cl na membrana apical permite passivamente que esses íons entrem no citoplasma celular a partir do lúmen da alça até um gradiente de concentração criado pela bomba.} Esse mecanismo funciona para diluir o fluido da alça ascendente em aproximadamente 50—100 mOsmol/L.

Na transição do DCT para o duto coletor, cerca de 20% da água original ainda está presente e cerca de 10% do sódio. Se nenhum outro mecanismo de reabsorção de água existisse, cerca de 20 a 25 litros de urina seriam produzidos. Agora, considere o que está acontecendo nos capilares adjacentes, a vasa reta. Eles estão recuperando solutos e água a uma taxa que preserva o sistema multiplicador de contracorrente. Em geral, o sangue flui lentamente nos capilares para permitir a troca de nutrientes e resíduos. Particularmente na vasa reta, essa taxa de fluxo é importante por duas razões adicionais. O fluxo deve ser lento para permitir que as células sanguíneas percam e recuperem água sem crear ou estourar. Em segundo lugar, um fluxo rápido removeria muito ^Na+ e uréia, destruindo o gradiente osmolar necessário para a recuperação de solutos e água. Assim, ao fluir lentamente para preservar o mecanismo de contracorrente, à medida que a vasa reta desce, o ^Na+ e a uréia podem entrar livremente no capilar, enquanto a água sai livremente; à medida que sobem, ^Na+ e uréia são secretados na medula circundante, enquanto a água entra novamente e é removida.

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Assista a este vídeo para saber mais sobre o sistema multiplicador de contracorrente.

Reabsorção e secreção no túbulo contorcido distal

Aproximadamente 80 por cento da água filtrada foi recuperada no momento em que a urina formadora diluída entra no DCT. O DCT recuperará outros 10 a 15 por cento antes que a urina em formação entre nos dutos coletores. A aldosterona aumenta a quantidade de Na ^{+/K +} ATPase na membrana basal do DCT e do ducto coletor. O movimento de Na ⁺ para fora do lúmen do duto coletor cria uma carga negativa que promove o movimento de Cl ^— fora do lúmen para o espaço intersticial por uma rota paracelular através de junções estreitas. Os capilares peritubulares recebem os solutos e a água, devolvendo-os à circulação.

As células do DCT também recuperam Ca ⁺⁺ do filtrado. Os receptores do hormônio da paratireóide (PTH) são encontrados nas células DCT e, quando ligados ao PTH, induzem a inserção de canais de cálcio em sua superfície luminal. Os canais melhoram a recuperação de Ca ⁺⁺ da urina em formação. Além disso, à medida que o Na ⁺ é bombeado para fora da célula, o gradiente eletroquímico resultante atrai Ca ⁺⁺ para dentro da célula. Finalmente, o calcitriol (1,25 dihidroxivitamina D, a forma ativa da vitamina D) é muito importante para a recuperação do cálcio. Ela induz a produção de proteínas de ligação ao cálcio que transportam Ca ⁺⁺ para dentro da célula. Essas proteínas de ligação também são importantes para o movimento do cálcio dentro da célula e auxiliam na exocitose do cálcio através da membrana basolateral. Qualquer Ca ⁺⁺ não reabsorvido neste momento é perdido na urina.

Dutos de coleta e recuperação de água

Os solutos se movem pelas membranas dos dutos coletores, que contêm dois tipos distintos de células, células principais e células intercaladas. Uma célula principal possui canais para a recuperação ou perda de sódio e potássio. Uma célula intercalada secreta ou absorve ácido ou bicarbonato. Como em outras porções do néfron, há uma série de micromáquinas (bombas e canais) em exibição nas membranas dessas células.

A regulação do volume urinário e da osmolaridade são as principais funções dos ductos coletores. Ao variar a quantidade de água que é recuperada, os dutos coletores desempenham um papel importante na manutenção da osmolaridade normal do corpo. Se o sangue ficar hiperosmótico, os dutos coletores recuperam mais água para diluir o sangue; se o sangue ficar hiposmótico, os dutos coletores recuperam menos água, levando à concentração do sangue. Outra forma de dizer isso é: se a osmolaridade plasmática aumentar, mais água é recuperada e o volume de urina diminui; se a osmolaridade plasmática diminui, menos água é recuperada e o volume de urina aumenta. Essa função é regulada pelo hormônio hipofisário posterior ADH (vasopressina). Com desidratação leve, a osmolaridade plasmática aumenta ligeiramente. Esse aumento é detectado por osmorreceptores no hipotálamo, que estimulam a liberação de ADH da hipófise posterior. Se a osmolaridade plasmática diminuir ligeiramente, ocorre o contrário.

Quando estimulados pelo ADH, os canais de aquaporina são inseridos na membrana apical das células principais, que revestem os ductos coletores. À medida que os ductos descem pela medula, a osmolaridade ao redor deles aumenta (devido aos mecanismos de contracorrente descritos acima). Se houver canais de água de aquaporina, a água será puxada osmoticamente do duto coletor para o espaço intersticial circundante e para os capilares peritubulares. Portanto, a urina final ficará mais concentrada. Se menos ADH for secretado, menos canais de aquaporina serão inseridos e menos água será recuperada, resultando em urina diluída. Ao alterar o número de canais de aquaporina, o volume de água recuperado ou perdido é alterado. Isso, por sua vez, regula a osmolaridade sanguínea, a pressão arterial e a osmolaridade da urina.

Como o ^Na+ é bombeado da urina em formação, a água é recapturada passivamente para a circulação; essa preservação do volume vascular é extremamente importante para a manutenção de uma pressão arterial normal. A aldosterona é secretada pelo córtex adrenal em resposta à estimulação da angiotensina II. Como um vasoconstritor extremamente potente, a angiotensina II funciona imediatamente para aumentar a pressão arterial. Ao estimular também a produção de aldosterona, fornece um mecanismo mais duradouro para suportar a pressão arterial, mantendo o volume vascular (recuperação de água).

Além dos receptores para o ADH, as células principais têm receptores para o hormônio esteróide aldosterona. Enquanto o ADH está envolvido principalmente na regulação da recuperação de água, a aldosterona regula a recuperação de Na ⁺. A aldosterona estimula as células principais a fabricar canais luminais de Na ⁺ e K ⁺, bem como bombas de Na +/K ⁺ ATPase na membrana basal das células. Quando a produção de aldosterona aumenta, mais ^Na+ é recuperado da urina em formação e a água segue o Na ⁺ passivamente. À medida que a bomba recupera Na ⁺ para o corpo, ela também bombeia K ⁺ para a urina em formação, pois a bomba move K ⁺ na direção oposta. Quando a aldosterona diminui, mais Na ⁺ permanece na urina em formação e mais K ⁺ é recuperado na circulação. Os canais Symport movem Na ⁺ e Cl ^— juntos. Outros canais nas células principais secretam K ⁺ no ducto coletor em proporção direta à recuperação de Na ⁺.

As células intercaladas desempenham um papel significativo na regulação do pH do sangue. As células intercaladas reabsorvem K ⁺ e HCO ₃ ^— enquanto secretam H ⁺. Essa função diminui a acidez do plasma enquanto aumenta a acidez da urina.