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    Alberto Gmez Esteban

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    Alberto Gmez Esteban 2 Medicina

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    Bloque II

    Fisiologa renal

    Tema 7. Lquidos corporales

    Tema 8. Morfologa funcional del rin

    Tema 9. Funciones tubulares de la nefrona

    Tema 10. Mecanismos de dilucin y concentracin de la orina

    Tema 11. El rin en la composicin y el volumen del medio interno

    Tema 12. Fisiologa de los urteres y la vejiga urinaria. Miccin

    Tema 13. Equilibrio cido-base

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    Tema 7. Lquidos corporales

    Introduccin

    El sistema renal sirve para la excrecin y forma la orina que es un lquido formado por un laborioso proceso encaminado a eliminar sustancias del organismo. Esto implica que la formacin de orina debe estar muy regulada para no eliminar metabolitos necesarios.

    Eliminar lo sobrante implica que nos quedamos con todo lo necesario.

    La excrecin de elementos de desecho no es exclusiva del rin, ya que hay otros sistemas que estn implicados en esta tarea:

    - Sistema tegumentario. Excrecin de compuestos nitrogenados y sudor (agua y electrolitos)

    - Sistema respiratorio. Excrecin de CO2 y H2O

    - Sistema digestivo. Excrecin de deshechos digestivos y pigmentos biliares

    - Sistema urinario. Excrecin de la mayora de sustancias, es decir, compuestos nitrogenados, toxinas, agua y electrolitos.

    En los sistemas de excrecin extraurinarios no existe una regulacin muy rigurosa, que en cambio s que existe en el sistema renal.

    El sistema renal no es el nico sistema excretor, pero si va a ser el principal. La excrecin renal es el fundamento de la regulacin del volumen y composicin inica de los lquidos corporales.

    Variacin del agua (ACT)

    El agua corporal es el elemento mayoritario del organismo (50-60% es decir, un volumen en relacin al peso corporal).

    El agua corporal disminuye con la edad, aunque en cortos periodos de tiempo (das, meses...) permanece relativamente estable dentro de un mismo individuo ya que sus valores decaen muy lentamente.

    El porcentaje de agua va asociado al sexo fundamentalmente en cuanto a los caracteres sexuales secundarios estimulados por hormonas que se producen durante la pubertad:

    60% en hombres sanos 50% en mujeres sanas

    El porcentaje de agua depende fundamentalmente por las proporciones de grasa (disminuye el porcentaje) y msculo corporal (aumenta el porcentaje).

    El agua es la principal responsable de las fluctuaciones del peso corporal en plazos breves, tras los cuales se excretara.

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    Como ya sabemos, los lquidos del cuerpo podramos dividirlos en dos compartimentos:

    Liquido intracelular (LIC). 40%

    Liquido extracelular (LEC). 20%

    Intersticio (15%) Plasma (5%)

    Adems de lo dicho, en el LEC o medio interno podemos encontrar el lquido transcelular (2%), poco regulado por lo que no podramos considerarlo tanto formando parte del LEC como los anteriores:

    - Liquido cefalorraqudeo

    - Sinovial

    - Intraocular

    - Pleural

    - Peritoneal

    Hablamos de derrame o ascitis cuando se acumula lquido en la cavidad torcica (derrame) o abdominal (ascitis).

    El compartimento intravascular es el responsable del mantenimiento del medio interno. La pared capilar separa el plasma del intersticio, ya que es muy permeable y permite el libre intercambio de agua y solutos que se filtran con el agua (ultrafiltrado). En condiciones normales no permite el paso de protenas plasmticas.

    Con respecto a la separacin entre el lquido intra y extracelular, observamos las siguientes concentraciones inicas:

    La composicin inica del plasma es similar a la del intersticio, a pesar de tener ms protenas (el plasma) con funciones de transporte y generacin de osmolaridad.

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    Medicin de volmenes

    La medicin de volmenes sirve para cuantificar el volumen de los compartimentos lquidos. El ms frecuente se realiza mediante un indicador:

    Tendremos un volumen de lquido conocido que contiene en disolucin un marcador en concentracin tambin conocida. Se basa en que cualquier sustancia que introduzcamos se va a diluir en el organismo.

    Por sus caractersticas fsicas se va a diluir en uno de los compartimentos corporales. Es preciso esperar a que se equilibre para extraer los resultados. Si hay prdidas renales se deben corregir. Tambin es importante que no se metabolice durante ese tiempo.

    Tras esperar el equilibrado extraemos una alcuota en la que medimos la concentracin, con la cual utilizamos la siguiente frmula:

    Es fundamental saber su distribucin y el compartimento al cual se dirige. Es mejor que sea inerte pero que se elimine tras un tiempo prudencial. La determinacin de concentracin debe realizarse con sustancias coloreadas (mtodo colorimtrico) o indicadores radiactivos.

    - Agua corporal total (ACT): xido de deuterio (D2O), xido de tritio, Antipirina

    - Volumen extracelular (LEC): Tiosulfato, inulina (sustancias que no atraviesen membranas).

    - Volumen intracelular (LIC): Clculo (ACT - LEC).

    - Plasma (VP): Albmina radioyodada (RISA), Azul de Evans.

    - Intersticio: Clculo (LEC - Plasma)

    El volumen de sangre se obtiene tras la lectura del volumen de plasma dividindolo por el tanto por uno del ndice hematocrito:

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    Medio interno

    En condiciones de salud nuestro medio interno es muy estable con las cantidades apropiadas de electrolitos y agua, las cuales estarn rigurosamente controladas por el rin.

    El agua es muy permeable en general en las barreras, por lo que en seguida hay un equilibrio de concentracin, ya que el agua se mueve con rapidez y libertad (difusin pasiva) por gradientes de presin hidrosttica y osmtica.

    En una situacin de equilibrio en el organismo, cada unidad de volumen tiene cuantitativamente (NO CUALITATIVAMENTE) el mismo nmero de partculas, es isoosmtica.

    El lquido intracelular y extracelular tendrn por tanto la misma osmolaridad.

    La entrada y salida de sustancias se produce en primer lugar al lquido extracelular. Ambos medios estn en equilibrio osmtico y el agua se desplaza entre ellos solo si hay un gradiente de presin osmtica.

    Las clulas se ven afectadas por disturbios en la osmolaridad del LEC y disturbios en el aporte de metabolitos energticos. Este afectara a las bombas inicas (falta de ATP, etc...).

    Balance del agua

    Para mantener constante la concentracin de una molcula (el agua tambin) es preciso que exista un equilibrio entre aporte y excrecin.

    Si los ingresos de agua son mayores que los egresos hablamos de balance positivo.

    Si los egresos sobrepasan a los ingresos, hablamos de balance negativo.

    *Aclaracin*

    El hecho de que cada unidad de volumen tenga cuantitativamente el mismo nmero de partculas quiere decir que tenemos el mismo nmero de partculas osmticamente activas (osmoles) a un lado y al otro de una membrana semipermeable

    Ejemplo:

    [Intersticio = 2 Na+ + 2 HCO3-] / [Citosol = 2 K+ + 2 H3PO4]

    Solucin isoosmtica

    Si hablamos de que tenga cualitativamente los mismos iones significa que tenga las mismas especies inicas (sodio, cloro, etc)

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    Lo ideal es el equilibrio. Los valores fisiolgicos de ingreso suelen rondar los 1500-3500 mL en 24 horas. En situacin fisiolgica los egresos son idnticos.

    Ingresos:

    Ingesta oral (2100 mL)

    Reacciones metablicas (200 mL)

    Egresos:

    Orina (1400 mL)

    Heces (100 mL)

    Sudor (100 mL)

    Evaporacin (700 mL)

    La evaporacin es pulmonar y por difusin desde la piel, y se denomina prdida insensible de agua (700 mL).

    Hay cambios en el balance de agua en determinadas situaciones como el ejercicio (+ prdida de liquido por sudor y por respiracin 6600 mL). Asimismo un aumento de temperatura disminuye la diuresis (aumenta la secrecin de ADH), y adems estimula el mecanismo de la sed.

    Hay alteraciones patolgicas que cambian gravemente el balance del agua:

    Quemaduras en la piel. Destruyen el estrato crneo que nos protege de la deshidratacin. Por una piel quemada se pueden perder hasta 5 L/da.

    Prdidas digestivas

    Vmito profuso. Se produce entre otras cosas la deshidratacin con prdidas de HCl y K+

    Diarrea. Se produce bastante deshidratacin adems de la prdida de iones clicos como el bicarbonato y K+

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    *Caso clnico*

    Paciente varn de 73 kg (24 horas antes, 75 kg) con una FR de 25 resp/min y temperatura de 39 C. Vmitos y diarrea.

    La prdida de peso mayoritaria viene dada por la prdida de agua. La perdida mayoritaria procede del LEC en el cual pasa de tener 15L a 13L, y si suponemos que se pierde de ambos compartimentos por igual vemos reducido el intersticio y la volemia.

    El individuo presentara un caso de taquicardia hipovolmica agravado por la fiebre. El proceso febril tambin produce un aumento de la FR lo que a su vez aumenta la prdida de agua por vapor.

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    Tema 8. Morfologa funcional del rin

    Introduccin

    El rin es el rgano excretor por excelencia adems de un importante rgano encargado de regular la composicin del plasma.

    Las funciones del rin sern por tanto la depuracin del plasma y la formacin de orina, y con estas funciones lleva a cabo el proceso de regular la composicin y el volumen de los lquidos orgnicos.

    El rin tiene asimismo una serie de funciones secundarias que sern las siguientes:

    1. Colabora con el sistema respiratorio en el control del pH

    2. Tiene una funcin metablica ya que es uno de los rganos capaces de realizar la

    gluconeognesis.

    3. Al verse sometido a hipoxia segrega EPO que estimula la eritropoyesis

    4. Colabora en la activacin de la vitamina D

    5. Es un importante regulador de la presin arterial:

    a. A largo plazo mediante el filtrado glomerular

    b. A corto plazo mediante el eje renina-angiotensina-aldosterona

    Anatoma macroscpica

    Los riones se localizan en el retroperitoneo a nivel de las costillas inferiores. El rin derecho ser ms bajo debido a la posicin del hgado.

    Dividimos el aparato excretor en conductos conductores, y rin propiamente dicho:

    Conductos colectores

    Clices menores y mayores

    Urteres (2)

    Vejiga. Almacenaje de orina

    Uretra (1)

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    Anatoma microscpica

    La unidad funcional del rin es el tbulo urinfero, y dentro de ste, la nefrona.

    Cada rin contiene aproximadamente 1,3 millones de nefronas aunque se sabe que comienza a descender su nmero a partir de los 40 aos de edad, momento a partir del cual las nefronas restantes se sobrecargan realizando el trabajo adicional de las destruidas.

    Dentro de la nefrona distinguimos dos porciones:

    Porcin tubular. Contiene el lquido filtrado del plasma que se va modificando en

    esta porcin hasta llegar a ser la orina. Podemos dividir la porcin tubular en una

    serie de tramos:

    Glomrulo (ovillo capilar + cpsula de Bowman)

    Tbulo contorneado proximal (TCP)

    Asa de Henle

    Tbulo contorneado distal (TCD)

    Conductos colectores (corticales y medulares)

    Conducto de Bellini

    Porcin vascular. Muy implicada en las tareas de formacin de orina

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    El filtrado proviene del plasma de forma que la porcin vascular tendr gran importancia. Dentro de la porcin vascular tendremos una arteriola aferente que transporta sangre sistmica, y sale una arteriola eferente del glomrulo. Entre arteriola y arteriola tendremos un lecho capilar glomerular.

    La presin vascular hidrosttica de la porcin vascular es relativamente elevada lo que aumenta la filtracin con respecto a otros lechos capilares del organismo.

    Despus de la arteriola eferente tendremos los capilares peritubulares cuyas funciones son ms convencionales aunque tambin participarn en la formacin de orina. Estos capilares se situaran prximos a los tbulos de la nefrona.

    Habr vasos rectos que profundizan en la medula renal acompaando a las asas de Henle ms largas.

    Tendremos dos tipos de nefronas segn su estructura y su funcin diferencial:

    Nefronas corticales. Son aquellas nefronas con asas de Henle cortas que apenas

    penetran en la medula renal, y suelen carecer de porcin fina ascendente. Suelen

    tener glomrulos situados en la corteza externa del rin.

    Nefronas yuxtamedulares. Avanzan hacia la medula interna (acercndose a la

    pelvis renal). Tienen asas de Henle muy largas. En cantidad son menos del 20%

    pero su funcin se relaciona con la concentracin de la orina (nos ayudan a

    formar una orina hiperosmolar).

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    Las nefronas yuxtamedulares presentan vasos rectos que acompaan en su recorrido al asa de Henle descendiendo y luego ascendiendo. Las funciones de estos vasos rectos son en general similares a las de todos los capilares peritubulares (aporte de oxigeno y nutrientes). Tambin tienen funciones adicionales:

    1. Aporte de sustancias externas para la secrecin, para que pasen a la orina y

    sean expulsadas.

    2. Sirven para captar sustancias de reabsorcin, ya que en ocasiones en el

    glomrulo se filtran sustancias tiles al organismo, que deben ser reabsorbidas

    para su devolucin a la circulacin sistmica.

    3. Regulan la concentracin de orina, debido a la longitud del asa de Henle a la que

    acompaan

    Excrecin renal. Significado funcional de la orina

    El objetivo bsico se sita en la nefrona y es el aclaramiento del plasma, es decir, la depuracin de la sangre rica en deshechos.

    El paso de la sangre por la nefrona lleva a cabo una serie de funciones:

    1. Regula el volumen sanguneo

    2. Regula la concentracin de electrolitos

    3. Regula la concentracin de deshechos (metablicos o exgenos)

    4. Regula el pH sanguneo.

    Para ese aclaramiento la nefrona debe formar la orina que contenga todas estas sustancias para su eliminacin.

    Eliminacin de deshechos

    La nefrona en la orina elimina:

    Productos terminales del metabolismo. Como la urea, creatinina, cido rico,

    bilirrubina, hormonas Son productos metablicos que no son convenientes para la

    sangre ya que cambian el pH, etc.

    Sustancias qumicas exgenas. Entran del exterior y son pesticidas, aditivos,

    frmacos, excipientes Muchas veces llegan hasta a colorear la orina.

    Lo que elimina el rin depende tambin de nuestra actividad y metabolismo.

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    Mantenimiento del equilibrio hidroelectroltico

    Consiste en regular el balance de agua y de electrolitos (iones). Es posible regular finamente la composicin de la orina con ayuda del sistema endocrino.

    El balance de agua debe estar muy regulado, ya que se debe perder toda el agua que se ingiere para estar en equilibrio:

    Balance de H2O Ingerida + Producida = Consumida + Excretada

    Si tomamos una cantidad de agua normal se excretara un volumen diferente a si ingerimos ms o menos.

    Los iones tambin deben llevar un balance ya que ni se producen ni se consumen. Es necesario mantener una concentracin inica estable, sobre todo de los iones ms importantes (Na+, K+). Debido a la participacin del rin en la excrecin de electrolitos, es posible adaptarse a dietas ms ricas o pobres en sodio ya que la excrecin es regulable.

    El volumen de LEC depende del balance de sal (sodio) y como parte del volumen extracelular, el aumento de volumen determina la presin arterial. La volemia es directamente proporcional a la tensin arterial.

    En principio el agua difunde libremente tanto por osmosis como por filtracin entre las clulas y el intersticio, por esto, para no producir anomalas fisiolgicas en la clula, la osmolaridad debe ser casi igual en todos los compartimentos corporales.

    La osmolaridad efectiva es aquella que se da a travs de membrana solo si hay diferencias en la concentracin de solutos que NO la atraviesan (protenas, etc.).

    En relacin al lquido extracelular, este se equilibra con el plasma es decir, anomalas electrolticas del plasma (hiponatremia, hipernatremia) afectaran al intersticio dando lugar a alteraciones en la osmolaridad lo que afectara negativamente a las clulas. Dado que se compensa con agua, en el plasma puede dar lugar a hipovolemia o hipervolemia:

    Hipernatremia Aumenta la osmolaridad Aumenta la retencin de agua para compensar Hipervolemia y edema

    Hiponatremia Disminucin de la osmolaridad Aumenta la excrecin de agua para compensar Hipovolemia

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    Para el clculo de la osmolaridad ser de vital importancia el dato de la concentracin de sodio. En el medio interno el sodio se combina con aniones y se tiende a la electroneutralidad, por lo que la osmolaridad ser el doble de la concentracin de sodio. Tambin es importante contar con sustancias osmticamente activas aunque de menor importancia que las sales de sodio (p.e. urea, glucosa).

    [Na+] + [HCO3-] + [Cl-] + [Urea] + [Glucosa] = 2,1 [Na+] = 298 mOsm

    Funciones de la nefrona

    La orina o excrecin renal es el resultado de tres procesos que son:

    Filtracin

    Reabsorcin

    Secrecin

    Lo que excretamos, es decir, las cantidades que aparecen en la orina definitiva es aquello que filtramos sumado a lo que secretamos, y le restamos la reabsorcin:

    VOrina = Filtrado + Secretado Reabsorcin

    La formacin de orina comienza con la filtracin glomerular.

    La filtracin es el acontecimiento inicial en la formacin de orina por el cual una sustancia similar al plasma (filtrado), abandona la sangre en el glomrulo en direccin al tbulo renal. Es un proceso poco selectivo.

    La reabsorcin tubular se da en todos los tbulos renales de forma diferencial. El filtrado a su paso por los tbulos disminuye su volumen y vara su composicin segn se devuelven sustancias y agua al plasma. Si se reabsorbe mucha agua, la orina estar muy concentrada.

    La secrecin tubular es la tercera funcin que indica que a lo largo del tbulo se incorporan sustancias al filtrado por eliminacin directa al intersticio desde los capilares peritubulares y clulas del epitelio tubular. Cuanto ms tarde se incorporen, ms fcil es eliminarlas.

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    En el tbulo habr por tanto un trasiego de sustancias bidireccional; la secrecin ir en direccin al tbulo, mientras que la reabsorcin se realizara desde el tbulo a los capilares peritubulares.

    Una sustancia que aparezca en la orina puede ser el resultado de haberse filtrado en el glomrulo o de haber sido secretada en los tbulos. Casi todos los productos plasmticos son filtrados y despus reabsorbidos en gran medida, debido a la poca especificidad de la filtracin.

    Hay sustancias de desecho que se reabsorben en gran medida (urea 50%)

    Las sustancias de filtrado se clasifican en 4 grupos segn lo que ocurra en el glomrulo y las porciones tubulares de la nefrona:

    Sustancias A. Hay sustancias que se excreta todo lo que se filtra, por tanto lo filtrado (mg/mL) es igual a lo excretado, por ejemplo la inulina (polmero de fructosa). Se utiliza en investigacin para medir la velocidad de filtrado. Tampoco se reabsorbe la creatinina.

    Sustancias B. Son sustancias que sufren filtracin pero que son parcialmente reabsorbidas en las porciones tubulares de la nefrona. La cantidad excretada por tanto ser inferior a la filtrada. Por ejemplo, la urea Fisiolgicamente es lo ms frecuente.

    Sustancias C. Son sustancias que al filtrarse y pasar por el tbulo, se reabsorben COMPLETAMENTE debido a que son tiles fisiolgicamente. Encontrarlas en la orina es anormal e indicador de patologas. Es el caso de la glucosa.

    Sustancias D. Son sustancias que sufren tanto filtracin como secrecin, por tanto la cantidad excretada es mayor a la filtrada. Es el caso de algunos cidos orgnicos como el cido paraaminobiprico (PAMHA) que se utiliza para medir el flujo sanguneo renal.

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    Estos procesos se encuentran regulados segn las necesidades del organismo

    Filtracin glomerular

    Es un proceso importante a nivel orgnico a pesar de su relativa inespecificidad.

    Anatmicamente ocurre en el ovillo capilar glomerular y se produce en direccin al espacio de Bowman, que delimita la cpsula de Bowman en torno al glomrulo. La cpsula de Bowman tendr dos porciones:

    Capa parietal. Delimita el espacio de Bowman y est formado por clulas planas.

    Capa visceral. Est formada por los podocitos en contacto ntimo con el endotelio

    del glomrulo.

    El filtrado se realiza por una triple capa que se denomina membrana glomerular y est formada por la membrana del endotelio capilar, la lmina basal (fenestrada con amplios poros) y la membrana de los podocitos.

    A travs de la membrana glomerular se produce el filtrado por el que no caben los elementos formes de la sangre, pero si casi todas las molculas presentes en la sangre, a excepcin de protenas grandes.

    Los podocitos son las clulas de la capa visceral de la cpsula de Bowman, y estn en contacto ntimo con los capilares. Tienen prolongaciones digitiformes (pedicelos) con

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    las que abrazan a los capilares, delimitando entre dos pedicelos los orificios o hendiduras de filtracin.

    La membrana glomerular delimitara orificios de filtracin que son responsables en la selectividad al paso de macromolculas proteicas.

    La membrana basal tiene molculas con carga predominantemente negativa lo que crea una doble selectividad que dificulta enormemente el paso de protenas, que tiende a 0.

    La selectividad del filtrado ser por tanto regulada por tamao (

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    El hecho de que las protenas no se filtren tiene importancia funcional debido a que hay muchas sustancias en el organismo que viajan en sangre unidas a protenas por lo que su composicin en el filtrado es inferior a la del plasma (solo se filtra la porcin libre).

    El calcio por ejemplo suele ir unido mayoritariamente a protenas pero una porcin circula en plasma en su forma libre. Es esta porcin libre la que se filtra, y la fraccin unida a protenas permanece en el circuito vascular, es por eso que la concentracin de calcio en el filtrado va a ser mucho menor a la circulante en plasma.

    El rin recibe aproximadamente el 25% de la sangre del gasto cardiaco lo cual no corresponde en absoluto con su masa, estando mucho ms perfundido de lo que corresponde (0,4% del peso corporal).

    El rin tiene el doble de metabolismo que el cerebro, pero esto no causa por si solo un valor tan amplio de perfusin. El flujo cortical es mayor que el medular y se debe a la misin fundamental del rin, que es ajustar la composicin del plasma. Tambin parte del flujo se destina a la nutricin y excrecin del propio rin.

    Con las sustancias de clase C (como el PAMHA) se puede medir la irrigacin renal.

    Los parmetros en la circulacin renal son el flujo sanguneo renal (FSR) lo que determina la filtracin, al ser el sustrato de la misma.

    Otro parmetro importante es la fraccin de filtracin, que es la parte del flujo plasmtico que se convierte en filtrado (20%), el resto se dirige a la circulacin sistmica va arteriola eferente. Gran parte de ese 20% filtrado se reincorpora a la sangre de nuevo debido a la reabsorcin.

    El parmetro principal de medida es la velocidad de filtracin glomerular (VFG), y se trata de la cantidad de filtrado por minuto. Viene a ser 125 mL/min en hombres, y algo ms baja en las mujeres (115 mL/min). Cada 8 minutos se filtra 1L de plasma sanguneo, lo cual no guarda relacin directa con el flujo urinario debido de nuevo a la reabsorcin.

    La velocidad de filtracin glomerular depende enormemente de la presin hidrosttica que encontramos en la arteriola aferente.

    *Clnica*

    Algunas patologas renales cursan con prdida de cargas negativas en la membrana glomerular, por tanto se filtrar ms fcilmente la seroalbmina y uno de los principales sntomas ser la proteinuria, es decir, encontraremos esta seroalbmina en la orina.

    Adems de la proteinuria recordemos que la albmina era la protena que mayor presin onctica generaba, por lo que su prdida derivara en una menor osmolaridad del plasma lo que dificultara la reabsorcin de lquido en la porcin venosa de los lechos capilares de todo el organismo, y causara edemas.

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    Hay una serie de leyes que determinan la filtracin glomerular. Este es un proceso pasivo que sigue una serie de leyes naturales:

    Ley de Fick. El flujo de filtracin a travs de la membrana glomerular depende de:

    La variacin de presin se realiza entre las presiones hidrostticas presentes en el capilar glomerular y la del espacio de Bowman.

    Ley de Starling. La presin de filtracin neta resulta de la suma de todas las

    presiones hidrostticas y osmticas.

    Las protenas en el compartimento vascular ejercen una presin osmtica en su direccin.

    La presin de filtrado se realizar restndole a la presin hidrosttica del capilar glomerular, la presin hidrosttica del espacio de Bowman y la presin onctica que tiende a la entrada de agua en el propio capilar:

    = 60 mm Hg 18 mm Hg 32

    mm Hg = +10 mm Hg

    Con 60 mm Hg de presin hidrosttica en el glomrulo se conseguir filtrar 1/5 del plasma aferente. Esta presin puede variar y depende de la presin en la arteria renal (que a su vez depender de la circulacin sistmica). El resto de parmetros se alteran nicamente en situaciones patolgicas.

    En una obstruccin de la va urinaria (litiasis renal) se modificar la presin hidrosttica en el espacio de Bowman, lo cual modifica la filtracin disminuyndola.

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    En estado de salud, suponiendo que el hgado produzca protenas plasmticas normalmente, es normal que se produzcan cambios en la presin capilar del glomrulo cuando vara la presin sistmica por las causas que sean. Esto condicionara la filtracin.

    La presin glomerular est asociada al flujo sanguneo renal, evidentemente, ya que mayor volumen dentro de un vaso implica mayor presin dentro del mismo.

    La filtracin glomerular depender como hemos dicho de la presin hidrosttica del glomrulo, y tambin de la resistencia perifrica arteriolar:

    Resistencia de la arteriola aferente

    Resistencia de la arteriola eferente

    Es posible modificar el radio del vaso para modificar la presin intraglomerular, actuando sobre el musculo liso de la pared arteriolar.

    Si relacionamos la presin arterial con el filtrado glomerular, nos permite observar que un aumento directo de la presin arterial no produce el aumento esperado de la filtracin glomerular, es decir, que en un rango de presiones arteriales amplio se debe mantener una filtracin constante.

    Si en cambio relacionamos el flujo sanguneo renal con el filtrado glomerular s que observamos una relacin directa, lo cual parece lgico si pensamos que una de las principales funciones del rin es la de mantener estable la volemia.

    A ms de 170 mm Hg de presin arterial se produce diuresis por presin a consecuencia de una mayor filtracin.

    En cualquier porcin del rbol vascular el flujo vendr principalmente determinado por la diferencia de presin entre sus dos extremos, dividido por la resistencia vascular:

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    22

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    La resistencia normalmente vendr determinada por el radio del vaso. Para mantener valores de flujo renal constantes, es preciso que a un aumento de presin, se produzca un aumento compensatorio de la resistencia vascular, lo que se realiza graduando la constriccin en las arteriolas del glomrulo.

    El filtrado glomerular se mantiene constante en un rango de tensiones entre 80-170 mm Hg debido a que tambin se aumenta la resistencia, y por tanto no vara el flujo sanguneo renal del cual SI depende directamente el filtrado glomerular.

    La resistencia aumenta al modificar el dimetro de la arteriola mediante vasoconstriccin y vasodilatacin:

    Si reducimos el dimetro de la arteriola aferente disminuir la presin glomerular

    Disminuye el filtrado glomerular.

    Si aumentamos el dimetro de la arteriola aferente aumentar la presin glomerular

    Aumenta el filtrado glomerular.

    Si reducimos el dimetro de la arteriola eferente, aumentar la presin glomerular

    Aumenta el filtrado glomerular.

    Si aumentamos el dimetro de la arteriola eferente disminuir la presin glomerular

    Disminuye el filtrado glomerular.

    Se producir vasodilatacin de la arteriola aferente al producirse cambios posturales que disminuyan la presin infracardiaca, y por tanto renal (decbitos) en los que deseemos mantener igual la filtracin glomerular.

    Estos son mecanismos compensatorios para evitar que haya un cambio en la velocidad de filtrado glomerular ante acontecimientos triviales.

    *Resumen*

    El radio de la arteriola glomerular aferente es directamente proporcional al filtrado glomerular; si aumenta, tambin aumentar el filtrado y viceversa.

    Al contrario, el radio de la arteriola glomerular eferente es inversamente proporcional al filtrado glomerular.

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    Alberto Gmez Esteban

    Regulacin de la velocidad de filtrado glomerular

    Contamos con dos tipos de regulacin:

    Regulacin intrnseca. Realizada por el propio rin, tambin se conoce como

    autorregulacin

    Regulacin extrnseca. Llevada a cabo por el sistema nervioso autnomo y el

    sistema endocrino.

    Regulacin intrnseca

    Permite mantener la velocidad de filtrado en rangos muy amplios de presin sistmica (80-170 mm Hg). Hay dos mecanismos intrnsecos principales:

    Regulacin miognica. No es un proceso exclusivo de las arteriolas ni del rin. Es

    un proceso corriente en el musculo liso que responde a la distensin

    (estiramiento) con una constriccin. Se da en muchas arteriolas tanto en el rin

    como en otros rganos.

    Parece ser que la distensin provoca un aumento en la concentracin intracelular de calcio lo que promueve la contraccin muscular por los mecanismos conocidos.

    Un aumento de la presin arterial aumenta la tensin de forma que la arteriola se distiende y sus paredes musculares se contraen.

    Si disminuye la presin arterial se da la vasodilatacin de la arteriola aferente.

    Aparato yuxtaglomerular. Se da por la actuacin de la mcula densa y las

    arteriolas del glomrulo por un mecanismo de retroalimentacin negativa.

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    Es una estructura funcional que se produce en la corteza renal al aproximarse el tbulo contorneado distal, con la zona de convergencia de las dos arteriolas en el glomrulo. Este conjunto anatmica se denomina aparato yuxtaglomerular.

    Las clulas de la macula densa tienen el Golgi (secretor) orientado hacia la periferia y mirando a las arteriolas, para realizar algn tipo de secrecin endocrina.

    Las arteriolas cuentan con clulas yuxtaglomerulares, que son miocitos lisos modificados, mas hinchados con ncleos redondeados y grnulos de secrecin que contendrn renina.

    Acta ante variaciones en la presin arterial que modifiquen el flujo sanguneo renal. En el caso de un aumento de la presin arterial:

    1. Aumento del filtrado glomerular. Hasta que se d el reajuste se da el

    siguiente paso.

    2. Aumento del lquido presente en el tbulo distal, lo que se detecta en la

    mcula densa en forma de concentraciones crecientes de iones como

    sodio, calcio o cloruro.

    3. Las concentraciones inicas son reabsorbidas por la mcula densa lo que

    causa liberacin de un vasoconstrictor (adenosina?).

    4. El vasoconstrictor liberado por la macula densa provoca contraccin de la

    arteriola aferente, lo que disminuye el flujo y por tanto el filtrado.

    En este proceso queda inhibida la secrecin de renina.

    En el caso contrario, es decir, el descenso de la presin arterial sistmica podremos observar los siguientes pasos:

    1. Disminuye el filtrado glomerular y por tanto el flujo por las porciones

    tubulares de la nefrona.

    2. La mcula densa detecta el descenso en la concentracin de electrolitos

    estimulantes.

    3. La mcula densa libera una sustancia de accin paracrina (NO?).

    4. Las clulas yuxtaglomerulares ante la sustancia paracrina liberan renina.

    5. La renina acta sobre el angiotensingeno para dar lugar a angiotensina I

    6. La angiotensina I es convertida por la ECA pulmonar en angiotensina II

    7. La angiotensina II tiene efecto vasoconstrictor sobre la arteriola eferente lo

    que aumenta la presin glomerular y el filtrado glomerular.

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    Fuera de cierto rango, los mecanismos intrnsecos son ineficaces por lo que se da la diuresis por presin, a la que suele acompaar una natriuresis por presin, lo que aumenta el volumen urinario.

    Regulacin extrnseca

    Sobre las clulas musculares se ejercer sinapsis nerviosa del sistema nervioso simptico y ser una sinapsis -noradrenrgica. Esta sinapsis causar excitacin muscular y vasoconstriccin.

    Regula el flujo sanguneo renal y la filtracin glomerular en el sentido en el que deseemos, no obstante sobre lo que ms influye realmente es sobre el flujo sanguneo renal, ya que hay receptores mayoritariamente en la arteriola aferente, y algn receptor en la eferente.

    El sistema nervioso simptico tendr un efecto mayoritariamente de reducir el flujo sanguneo renal, desviando parte de ese caudal sanguneo hacia otros rganos ante una situacin de estrs orgnico.

    La accin endocrina aunque sean hormonas circulantes como la adrenalina (mdula suprarrenal) que tiene un efecto muy similar al del sistema nervioso simptico. Es una molcula que acta sobre adrenorreceptores de tipo con una accin simpaticomimtica.

    La angiotensina II acta sobre receptores en la arteriola eferente produciendo un mayor flujo renal y por tanto aumento en la filtracin glomerular.

    El rin en una situacin de estrs cede el flujo sanguneo solo temporalmente momento a partir del cual comienza a liberar vasodilatadores propios del tejido renal con accin paracrina que contrarrestar el efecto del SNS para recuperar la perfusin normal.

    xido ntrico (NO)

    Prostaglandinas

    Bradiquinina

    Aclaramiento renal

    En la prctica clnica el trmino funcin renal se equipara con filtrado glomerular, y se mide frecuentemente como aclaramiento de creatinina.

    El aclaramiento renal de cualquier sustancia (X) nos da una idea de la efectividad del rin para eliminar una sustancia concreta del plasma.

    Se obtiene mediante una frmula:

    La depuracin o aclaramiento plasmtico de una sustancia es el volumen del plasma del cual se elimina esa sustancia a su paso con el rin, es decir, la concentracin de esa sustancia determinada en el plasma tras su paso por el rin. Se expresa en volumen.

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    El aclaramiento renal se mide cuando una sustancia se filtra pero no se reabsorbe como era el caso de la inulina (polmero de fructosa).

    En condiciones normales en vez de inyectar una sustancia exgena se observa el aclaramiento renal mediante el anlisis de los niveles de creatinina. La creatinina que aparece en el tbulo es filtrada en un 90% pero tambin es secretada en un 10% por lo que no es la sustancia perfecta para medir el aclaramiento (el volumen final de la creatinina es mayor que el filtrado).

    Se observa un aumento de la creatinina en sangre con la edad, asociado a la destruccin de nefronas ya mencionada a partir de los 40 aos.

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    Tema 9. Funciones tubulares de la nefrona.

    Reabsorcin y secrecin tubular

    Introduccin

    La reabsorcin es el proceso de devolver al torrente sanguneo sustancias necesarias que

    se haban filtrado inespecficamente en el glomrulo.

    La secrecin quiere decir que en el proceso de filtracin no se ha excretado todo aquello

    que es preciso depurar, y sirve para concentrar ms los desechos de la orina que

    aquellos que circulan en el plasma.

    La elaboracin de la orina es un proceso muy laborioso regulado por transportadores que

    se encargan de aumentar por secrecin sustancias que se desea desechar y eliminar

    rpidamente. Es muy importante la eliminacin de potasio y H+ para evitar la tendencia a

    la acidosis.

    La reabsorcin sirve para reincorporar sustancias que no es preciso eliminar, por

    ejemplo 125 ml/min de agua que se reduce finalmente a 1-2 ml/min de agua en el volumen

    de orina final.

    Excrecin = Filtracin Reabsorcin + Secrecin

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    Anatoma microscpica

    Para que se produzca la reabsorcin, la sustancia provendra de la luz del tbulo donde

    se encuentra el filtrado, y debera atravesar las clulas del epitelio tubular.

    Las clulas epiteliales del tbulo contorneado tienen dominios apicales distintos de los

    basolaterales.

    En el dominio basal de la clula epitelial se encontrar el intersticio de poco grosor y el

    capilar peritubular.

    Para que se produzca la secrecin, el camino que deberan recorrer las sustancias es

    lgicamente el inverso que para la reabsorcin.

    Una sustancia que se mueva a travs de un epitelio lo puede hacer de dos formas:

    Va paracelular. A travs de las uniones estrechas entre dos clulas epiteliales.

    Es una va rpida para el movimiento de sustancias por difusin hacia el medio

    interno, como agua e iones.

    A partir de cierta porcin tubular hablamos de que en el no hay permeabilidad al

    agua por difusin (no existe reabsorcin de agua). Hacia el interior de la mdula,

    desde el asa de Henle ascendente, no hay permeabilidad al agua a travs de la va

    paracelular.

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    Va transcelular. Se produce del dominio apical al domino basolateral pasando

    por el interior de la clula. Muchas sustancias se transportan por este medio. Se

    lleva a cabo por medio de transportadores.

    El epitelio tubular es muy similar al epitelio del intestino delgado en cuanto a la

    reabsorcin, que se equipara a la absorcin de nutrientes intestinal.

    Un parmetro interesante relacionado es el transporte tubular mximo (Tm) que es la

    capacidad mxima para transportar una sustancia mediante un transportador proteico

    de membrana.

    La carga tubular es la cantidad de una sustancia que se incorpora al tbulo por

    filtracin.

    La glucosa es una molcula orgnica moderadamente grande, hidrosoluble y se

    transporta por la va transcelular para reabsorberse (en condiciones normales se

    reabsorbe en un 100%). Es una molcula que se filtra fcilmente en el glomrulo y se

    reabsorbe de inmediato en el tbulo proximal.

    Al usar transportadores depende de la concentracin de estos en las membranas

    celulares, es decir, que cuanta ms glucosa se filtra, ms reabsorbe, pero con el lmite de

    llegar a saturar los transportadores de glucosa, es decir, es un proceso saturable, por

    lo que si se supera el transporte mximo para la glucosa, esta aparecer en orina.

    Los transportadores de glucosa son activos (SGLT) de cotransporte con sodio.

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    La glucosuria es anormal, por tanto lo tomaremos como parmetro diagnostico de

    ciertas patologas como la diabetes que indiquen una glucemia muy elevada ya que

    observamos en la grfica que comenzamos a tener glucosuria a partir de una glucemia de

    600 mg/dL, (parmetros normales 60-120 mg/dL).

    La membrana de filtracin es un tamiz de seleccin de sustancias catinicas y de pequeo

    tamao que tambin depende directamente de la presin intraglomerular. El transporte

    tubular es ms selectivo que la filtracin.

    Los tipos celulares del epitelio tubular varan segn la regin en la que nos

    encontremos, y tendrn distinta capacidad de reabsorcin.

    Segn vamos avanzando por el tbulo la permeabilidad al agua disminuye

    gradualmente, hasta llegar al comienzo de la porcin ascendente del asa de Henle en la

    que no existe permeabilidad al agua.

    Las sustancias que se reabsorban por la va transcelular dependen de la existencia de

    transportadores para dichas sustancias, mientras que las sustancias que se reabsorban

    pasivamente mediante la va paracelular dependern de los gradientes electroqumicos

    que encontremos a lo largo del tbulo.

    Tbulo contorneado proximal

    El tbulo proximal se encuentra inmediatamente tras el glomrulo y se da la una

    reabsorcin masiva de agua de toda la que se filtra en el glomrulo (125 mL/min 44

    mL/min) es decir, se reabsorbe el 65% de agua. Tambin se reabsorber sodio por

    smosis. El agua siempre se reabsorber junto con otros solutos.

    Activamente se reabsorbe la glucosa, aminocidos, lpidos, etc

    Los aminocidos se reabsorben de forma muy similar a la glucosa (cotransporte

    asociado al sodio).

    Las protenas se filtran muy mal, pero aquellas protenas plasmticas pequeas que

    se filtran, tambin se reabsorben totalmente en el TCP por pinocitosis. Dentro de la

    clula epitelial son degradadas y pasan en forma de aminocidos a la sangre.

    Es un tbulo muy contorneado lo que aumenta mucho su superficie de absorcin.

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    En el tbulo proximal tambin se secretan sustancias que no se haban filtrado en el

    glomrulo:

    Metabolitos (sales biliares, creatinina, urato)

    Txicos y aditivos

    Frmacos (penicilina)

    Estas sustancias secretadas comienzan a estar ms concentradas de lo que estaban en

    el plasma.

    Asa de Henle

    Las porciones finas tienen menos ATP en su citoplasma que el tbulo proximal, por lo que

    el transporte activo estar ms limitado.

    *Resumen*

    La reabsorcin ser de las siguientes sustancias:

    Na+. Por transporte activo junto con otra sustancia

    Aniones. Por gradiente electroqumico

    Agua. Por smosis junto con otros solutos reabsorbidos

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    Alberto Gmez Esteban

    La permeabilidad al agua disminuye, dndose una reabsorcin de agua del 15% e

    igualndose por tanto la osmolaridad del filtrado y del intersticio. A partir de esta porcin

    vemos aproximadamente un flujo de 20 mL/min de los 125 mL/min originales.

    En la porcin ascendente no se reabsorbe agua, y a partir del mismo, en principio si se

    produce reabsorcin de electrolitos, el producto de excrecin va quedando

    progresivamente diluido (orina hipoosmolar).

    En el asa gruesa de Henle y la primera mitad del tbulo distal observamos el transporte

    activo de sales (Na+, Cl-, Mg2+, Ca2+) por lo que el lquido se vuelve hipoosmtico. Existe

    un transporte electroneutro de 2Cl- Na+ + K+.

    La rama ascendente genera un gradiente de concentracin salina en la que el intersticio

    tendr mayor concentracin (osmolaridad) que el lquido del interior del tbulo.

    Tbulo contorneado distal y tbulo colector

    En el tbulo colector corticomedular observamos secrecin de cationes mediada por los

    dos principales tipos celulares:

    Clulas principales. Secretan K+

    Clulas intercalares. Secretan H+

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    Alberto Gmez Esteban

    En este segmento tubular observamos la concentracin osmolar de la orina.

    En la porcin ascendente del asa de Henle tenemos un transporte activo de sales lo que

    disminuye la osmolaridad del tbulo y aumenta la del intersticio.

    *Resumen*

    Reabsorcin de agua

    El agua se reabsorbe por difusin simple (transporte pasivo) por la va paracelular en distintas proporciones segn los segmentos del tbulo renal y la osmolaridad del lquido:

    Tbulo proximal. Reabsorcin del 65% del agua sin regulacin. Se da la

    reabsorcin osmtica obligada siguiendo al Na+

    Asa de Henle. Reabsorcin del 15% sin regulacin. Reabsorcin obligada en la

    rama descendente siguiendo al Na+ que sale de la rama ascendente por transporte

    activo.

    Tbulo distal y tbulo colector. Reabsorcin del 20% del agua regulada por ADH

    (vasopresina). Esto regula la osmolaridad extracelular.

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    Tema 10. Mecanismos de concentracin y dilucin de

    orina

    Introduccin

    En la orina se reabsorbe el 80% del agua debido a que a lo largo de un da se filtra varias

    veces el total del volumen plasmtico. En condiciones no extremas por tanto el flujo de

    orina creada es de aproximadamente 1 mL/min.

    A partir de la porcin ascendente del asa de Henle existe impermeabilidad a la

    reabsorcin de agua, pero en el tbulo colector tenemos reabsorcin dependiente de ADH.

    El humano puede formar una orina muy diluida (50 mOsm) ms incluso que el plasma, en

    situaciones en las que existe excedente de agua. Este es el mximo de dilucin

    alcanzable en condiciones de normalidad.

    En el otro extremo, el humano es capaz de concentrar la orina 4 veces a 1200 mOsm (es

    el lmite fisiolgico). Esta orina se producir en situaciones en las que sea inadecuado

    excretar agua.

    Normalmente la concentracin de la orina ser intermedia.

    La formacin de orina definitiva se basa en 4 pasos:

    1. Filtracin glomerular en la que se produce una reabsorcin y una secrecin

    obligatoria de deshechos en el tbulo proximal.

    2. Generacin de un gradiente osmtico en el asa de Henle

    3. Reabsorcin y secrecin reguladas en el asa gruesa ascendente y en el tbulo

    distal.

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    En el asa ascendente tenemos la reabsorcin regulada de iones que se bombean

    al intersticio.

    4. Reabsorcin de agua en el tbulo colector regulada por ADH. Se regula el pH y

    la concentracin de sustancias en el colector. Este lquido es la orina.

    Dilucin de orina

    Se basa en la reabsorcin de sales en el asa ascendente, pero no de agua. Esto se

    necesita cuando se da un consumo excesivo de lquido el cual se debe eliminar.

    La osmolaridad urinaria se reducir constantemente desde la porcin ascendente del

    asa de Henle.

    Estos mecanismos de dilucin se producen en ausencia de ADH.

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    Concentracin de orina

    Se da en situaciones en las que perder agua es un fallo homeosttico. La antidiuresis

    total es imposible fisiolgicamente debido al aumento de la osmolaridad plasmtica, por

    esto, lo que debe ocurrir es una disminucin de la diuresis.

    Requiere una serie de caractersticas:

    Intersticio medular muy hipertnico (1200 mOsm). La corteza renal en cambio es

    muy isotnica debido entre otras cosas a su gran flujo sanguneo.

    Actuacin del mecanismo multiplicador de contracorriente (MMCC) que se da

    en el asa de Henle, lo que requiere asas de Henle muy largas que solo

    encontramos en nefronas yuxtamedulares.

    Actuacin de hormona antidiurtica (ADH). Aumenta la permeabilidad al agua

    del tbulo colector, lo que permite que se iguale la osmolaridad de la orina y del

    intersticio.

    La concentracin de la orina se va a dar en una serie de pasos:

    1. Filtracin del plasma y generacin de una osmolaridad dentro del tbulo

    2. Hipertonicidad en el asa descendente debido al gradiente creado en el asa de

    Henle ascendente.

    3. Sucesivos pasos hacen que la tonicidad del intersticio aumente debido al bombeo

    de sales desde el asa ascendente de Henle.

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    Todo esto va encaminado a elevar la tonicidad del intersticio.

    Las asas largas son capaces de reabsorber sodio al intersticio para multiplicar la

    tonicidad del intersticio.

    El tercer requisito era disponer de ADH que permita la reabsorcin de agua en el tbulo

    colector, permite que se iguale la osmolaridad del lquido tubular con la del intersticio

    concentrado.

    Los 1200 mOsm no se consiguen solo con sales, sino que tambin se necesita urea en el

    intersticio. La urea proviene del metabolismo de protenas, y se ha observado que una

    persona con hipoproteinemia produce poca urea, y tiene poca capacidad para concentrar

    la orina.

    Aunque se reabsorba la urea que es un metabolito de desecho, esto sirve para conseguir

    que se concentre en la orina normal.

    La osmolaridad de la orina saliente se estabiliza al final del tbulo colector medular.

    La concentracin de la orina es imposible que sea mayor que en el intersticio, como es

    lgico. El mecanismo multiplicador tena como objetivo el depsito salino para que si el

    tbulo colector es mximamente permeable al agua, tenga la misma osmolaridad.

    En presencia de ADH en el tbulo colector medular se activan canales de difusin de la

    urea que hacen que sta se deposite en el intersticio, concentrndolo.

    La urea tambin se secreta en el asa ascendente de Henle en su porcin fina, mediante

    el transportador UTA2. Esto produce la recirculacin del 50% de la urea a lo largo de los

    tbulos a partir del asa de Henle.

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    El efecto del intersticio hipertnico no servira de nada si tuviramos capilares

    transversales que lavaran el intersticio, por eso en la mdula existe una irrigacin

    especial que evita la remocin de osmoles del intersticio por sus caractersticas. Estas

    sern las siguientes:

    1. La cantidad de flujo sanguneo medular es muy pequea, del orden de 1-2% del

    flujo sanguneo total del rin.

    2. Los capilares de los vasos rectos funcionan como sistemas intercambiadores de

    contracorriente, es decir, siguen al asa de Henle imitando su forma de U en su

    recorrido dndose dos sucesos:

    I. Capilar descendente. Aumentan las concentraciones salinas en el intersticio

    por lo que el plasma exuda agua y capta sales. La concentracin alcanza

    un mximo en la parte intermedia del capilar.

    II. Capilar ascendente. Disminuyen las concentraciones salinas en el intersticio

    por lo que el capilar capta agua y expulsa sales pasivamente hacia el

    intersticio

    Como resultado tenemos que al final la tonicidad del capilar es muy parecida al

    entrar que al salir del asa de Henle, mantenindose as la osmolaridad del

    intersticio medular renal.

    Los sistemas de contracorriente de la medula sern los responsables por tanto del

    mantenimiento del intersticio hipertnico. Las asas de Henle largas de las nefronas

    yuxtamedulares son las que establecen esa concentracin. Esto requiere un transporte

    activo de sales por parte de las clulas tubulares en direccin al intersticio

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    Alberto Gmez Esteban

    El intercambiador de contracorriente de los vasos rectos mantiene la osmolaridad del

    intersticio pero no la crea. El capilar realiza sus intercambios por difusin y no por

    transporte activo.

    Los tbulos colectores de todas las nefronas usan ese gradiente para crear una orina de

    concentracin variable dependiendo de la cantidad de poros que tenga el tbulo colector

    para el agua.

    La osmolaridad en los tbulos renales variara de la siguiente forma:

    Mecanismo de accin de la ADH

    La vasopresina u hormona antidiurtica (ADH) se secreta a la sangre desde la

    neurohipfisis. Es un pptido de accin hormonal que se sintetiza en el ncleo

    supraptico del hipotlamo y se traslada mediante transporte axonal a la neurohipfisis

    donde se almacena hasta que es secretada.

    El papel biolgico de la hormona antidiurtica es conservar el agua en el cuerpo. La

    secrecin de ADH provocara una retroalimentacin negativa con este fin. Se secreta en

    cantidad directamente proporcional a la osmolaridad del plasma.

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    El mecanismo de accin de la ADH se activa cuando sta llega al receptor V2 del tbulo

    colector, lo que motiva la traslocacion de aquaporinas 2 por las que entra agua que sale al

    intersticio por aquaporinas 3.

    Una persona que no sintetice ADH o que no tenga receptores V2 en los tbulos produce un

    gran volumen urinario y tienen una afectacin conocida como diabetes inspida. El

    tratamiento es sencillo con vasopresina.

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    Fisiologa renal

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    Fisiologa renal

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    Tema 11. El rin en la composicin y el volumen y el

    medio interno

    Introduccin

    El rin a la hora de filtrar el plasma puede regular las concentraciones liberadas en

    orina segn las necesidades fisiolgicas del organismo.

    A lo largo del tbulo existe una reabsorcin obligada de agua en el tbulo proximal y la

    mitad proximal del asa de Henle y una reabsorcin facultativa en el tbulo colector,

    regulada por ADH, la cual se secreta segn las necesidades de agua del organismo.

    Hay enfermedades que cursan con diuresis osmtica, y aunque se produzca suficiente

    ADH, la presencia de solutos osmticamente activos promueve la diuresis masiva.

    En resumidas cuentas el agua (disolvente) y la osmolaridad corporal ligada al sodio se

    regulan principalmente de dos formas:

    1. Sistema de osmorreceptores-ADH

    2. Mecanismo de la sed

    En general los animales beben el agua precisa para devolver la normalidad a sus valores

    homeostticos.

    Ambos sistemas funcionan coordinadamente para mantener la osmolaridad y la volemia

    en estado de salud.

    Sistema de osmorreceptores y ADH

    El principal regulador de la osmolaridad se encuentra en el hipotlamo y responde a la

    osmolaridad plasmtica. El primer sistema osmorreceptor se debe a que en el hipotlamo

    anterior existen unas neuronas que actan como osmorreceptores (estimulo osmtico de

    bajo umbral) que cuando se activan sinaptan con neuronas magnocelulares que tienen

    axones que llegan a la neurohipfisis desde donde liberan sus hormonas.

    El cuerpo celular de las hormonas magnocelulares se encuentra en el hipotlamo pero la

    secrecin a sangre se realiza dese la neurohipfisis.

    La ADH acta sobre los receptores V2 de los tbulos colectores de la nefrona, lo que

    causaba la traslocacion de aquaporinas 2 desde el Citosol a la membrana del tbulo, y asi

    se produca el transporte transcelular de agua hacia el intersticio medular.

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    La prdida de lquido por nauseas o la presencia de nicotina o morfina en sangre estimulan

    tambin la secrecin de ADH. La ingesta de alcohol inhibe la ADH.

    Mecanismo de la sed

    El mecanismo de la sed se activa por regiones subcorticales que van a actuar de forma

    instintiva en la regulacin del agua corporal. La sed responde tambin a un aumento de

    osmolaridad, y es ms sensible a la hipovolemia y a los niveles de lquido plasmtico

    debido a que el centro de la sed recibe aferencias de barorreceptores (senos carotideos

    y articos).

    En situacin de hipovolemia se estimulan los centros de la sed debido a:

    Aumento de osmolaridad o natremia

    Disminucin de la volemia (p.e. en hemorragia)

    Sequedad de boca o esfago

    Presencia en sangre de angiotensina II

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    La sed es el deseo consciente de beber agua. El ser humano tiende a beber de forma

    preventiva, y su ingesta de agua tambin responde a convenciones sociales.

    La sed se alivia cuando la boca y el esfago estn hidratados, aunque el agua no haya

    llegado an al medio interno.

    Entre los dos mecanismos se mantiene la osmolaridad y la natremia en valores

    normales. Aunque se ingiera mucha mayor concentracin de sodio diaria, se mantienen

    los niveles en relativa normalidad debido a la actuacin de estos sistemas.

    Regulacin de la composicin del plasma

    Cuando hablamos de osmolaridad, aunque las ms influyentes en este parmetro son las

    sales sdicas, tambin existen muchos otros tipos de iones que a la hora de realizar la

    reabsorcin tubular deben ser tenidas en cuenta.

    Es necesario regular cada ion de forma independiente debido a que realizan funciones

    vitales y muy diferentes. El control especifico se realiza muchas veces de forma

    hormonal (acelerando o disminuyendo la velocidad de transporte, etc).

    En todo momento vamos a tener una importante reabsorcin inica en el tbulo

    proximal, la cual puede regularse ligeramente. La regulacin fina se lleva a cabo en las

    porciones distales de forma similar a como hacamos con el agua.

    La mayor parte del sodio se reabsorbe, y est regulado por las concentraciones de

    angiotensina II, de adrenalina, y por la noradrenalina del sistema nervioso simptico.

    Siempre que difunde sodio en una regin permeable, el agua siempre va a seguir al sodio.

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    Es importante la actuacin de adrenalina y la noradrenalina en situaciones como la

    hemorragia. Si aumentamos la natremia plasmtica en estos casos, ste atraer

    osmticamente al agua y de este modo se mantendr la volemia lo mejor posible.

    En la porcin ascendente del asa de Henle tenemos un transporte activo de sales con

    canales que regulan el sodio, cloruro y potasio. El cloruro suele ir muy ligado al sodio para

    electroneutralizarlo.

    En el tbulo distal y colector que es donde la reabsorcin es ms variable y regulada, la

    reabsorcin de sodio es aumentada por la aldosterona.

    La aldosterona tambin deriva del mecanismo renina-angiotensina, aumenta la

    reabsorcin de sodio y por tanto regula la presin arterial a largo plazo al aumentar la

    reabsorcin de agua y sodio hacia el torrente sanguneo.

    En varias regiones a la vez que se produce la reabsorcin de sodio, se produce una

    secrecin de potasio para regular la natremia. Esto ocurre en secreciones sensibles a la

    aldosterona.

    La aldosterona es un mineralocorticoide que se produce en la zona ms externa de la

    corteza suprarrenal (zona glomerular). Esta hormona entre otros agentes reguladores

    tiene el potasio en el LEC. Es una hormona que forma un par de retroalimentacin

    negativa.

    El potasio se filtra igualmente con mucha facilidad y gran parte se reabsorbe en el tbulo

    proximal, y de forma menos marcada en el asa ascendente de Henle (bombas). La

    regulacin fina se da en regiones terminales y se intercambia en direccin contraria al

    sodio.

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    Una de las zonas de eliminacin de potasio es la orina, y en zonas donde se forme orina

    se aumentara la excrecin de potasio y la reabsorcin de sodio. Este trasiego se

    realiza en las clulas principales que observamos en las zonas distales del TCD y en el

    tbulo colector.

    En esta grfica observamos que los niveles de sodio no son tan regulados por la secrecin

    de aldosterona, sino que principalmente se realiza por otros mecanismos.

    El pptido natriurtico auricular (PNA) realiza la accin contraria al estimular la

    natriuresis o excrecin de sodio. Si aumentamos la excrecin de sodio tambin aumenta

    la excrecin de agua lo que causa un descenso de la presin arterial. Esto se realiza

    inhibiendo la reabsorcin de Na+ y con esto inhiben tambin la reabsorcin de H2O.

    El PNA responde ante un aumento de presin arterial (distensin cardiaca a nivel de las

    aurculas) debido a la volemia. Esta hormona tambin inhibe la secrecin hipofisaria de

    ADH.

    Tambin se conoce el pptido natriurtico cerebral (PNB) que se produce

    principalmente en los ventrculos cardiacos, y es semejante al PNA.

    Una molcula de produccin local en el tbulo distal y colector es la urodilatina con

    efectos similares a las anteriores.

    El calcio se reabsorbe por niveles altos de parathormona (PTH) a nivel del asa gruesa de

    Henle y primera mitad del TCD. La PTH es una hormona hipercalcemiante. Esto mantiene

    los niveles de calcio EN SANGRE para realizar acciones fundamentales en el organismo

    (liberacin de neurotransmisor, contraccin cardiaca).

    En el tbulo proximal la reabsorcin de calcio se lleva a cabo por difusin paracelular.

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    La reabsorcin de fosfato es inhibida por niveles altos de PTH. En caso de que

    tengamos baja calcemia, se inhibe la reabsorcin de fosfato para evitar la cristalizacin de

    calcio y fosfato en el hueso.

    Sistema renina-angiotensina-aldosterona

    Lo normal es que la liberacin de angiotensina tambin actu a nivel de la corteza suprarrenal y causa la liberacin de aldosterona.

    Cuando este sistema se activa aumenta la presin arterial a muchos niveles. La angiotensina II es un potente vasoconstrictor que regula la antidiurtica y el mecanismo de la sed.

    El sistema renina-angiotensina acta principalmente a nivel del rin, como producto de las clulas yuxtaglomerulares. La angiotensina II se forma gracias a la ECA del endotelio pulmonar.

    Una bajada de tensin arterial es grave a nivel sistmico ya que causa una falta de riego cerebral y provoca isquemia que puede resultar en sincope.

    Las clulas yuxtaglomerulares actan como barorreceptores (NO LO SON), ante la escasez de lquido en la mcula densa del TCD, produciendo renina (actividad enzimtica).

    Muchos de los mecanismos de la regulacin de la presin a la hora de bajarla va a ser actuando a nivel de distintas porciones de la nefrona.

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    Tema 12. Fisiologa de los urteres y de la vejiga

    urinaria. Miccin

    Introduccin

    La miccin es el proceso que hace que la vejiga se vace cuando est llena y se

    produce por la contraccin del musculo detrusor de la vejiga, aumentando la presin y

    disminuyendo el volumen intravesical para causar la salida de orina por la uretra.

    La miccin consta de dos partes:

    1. Llenado de la vejiga urinaria

    2. Reflejo de la miccin y actuacin del musculo detrusor.

    Llenado vesical

    Dentro del rin existen regiones con tejido muscular que responden a la distensin

    provocando el movimiento de la orina. En los clices y en la pelvis renal cuando se

    produce una acumulacin de lquido, se da la respuesta por estiramiento con una

    contraccin que impulsa la orina en direccin al urter.

    La posicin de entrada de los urteres en la vejiga urinaria impide la regurgitacin de orina,

    es decir, hace que la orina sea unidireccional en sentido a la vejiga. Esto se debe a la

    entrada oblicua de los urteres, y a que el musculo circular de la vejiga formar una

    especie de esfnter.

    El musculo del urter se encuentra inervado por el sistema nervioso autnomo. Cuando se

    debe producir el llenado de la vejiga se activan las fibras del SNPS que estimulan el

    peristaltismo del urter en direccin a la vejiga.

    Reflejo de la miccin

    El reflejo de la miccin se da por parte de la vejiga urinaria que se contrae lo que causa

    la salida al exterior de la orina. Es un reflejo medular (L1-S4) aunque hay un componente

    voluntario que se produce a partir del momento en el que una persona puede regular sus

    esfnteres y se genera en la corteza cerebral.

    El reflejo de la miccin y el de la defecacin son muy similares y su control se adquiere un

    tiempo tras el nacimiento.

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    La salida de orina al exterior se encuentra regulada por un doble esfnter:

    Esfnter uretral interno. Involuntario (SNA)

    Esfnter uretral externo. Voluntario (SN Somtico)

    El musculo voluntario viene regulado desde el bulbo raqudeo, pero tambin cuenta con

    eferencias que parten de la corteza para dar lugar a una regulacin consciente.

    La inervacin simptica estar activada durante el proceso de llenado y va a existir en la

    unin neuromuscular el neurotransmisor simptico que es la noradrenalina.

    Sobre el msculo detrusor va a tener receptores -adrenrgicos inhibitorios permitiendo

    el llenado, y en el msculo interno tendr receptores -adrenrgicos estimulantes,

    permitiendo un cierto tono esfinteriano que evita la miccin.

    El sistema nervioso parasimptico favorecer la miccin liberando dos

    neurotransmisores:

    Acetilcolina (receptores muscarnicos). Contraen el musculo detrusor para que

    salga la orina

    NO. Relaja el esfnter interno.

    Cuando el individuo detecta el deseo de miccin en la corteza voluntaria, manda la orden

    de contraccin hacia el esfnter externo lo que condiciona el proceso a las decisiones

    voluntarias procedentes de la corteza cerebral.

    Las fibras somticas del nervio pudendo son las responsables de la contraccin del

    esfnter externo.

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    La miccin se debe a la activacin parasimptica y a que la corteza decida liberar el

    esfnter uretral externo.

    El grado de tensin del musculo detrusor se puede medir mediante un cistometrograma

    que consiste en producir en el individuo un vaciamiento completo de la vejiga y

    posteriormente ir introduciendo volmenes de agua conocidos para medir las presiones en

    cm H2O segn producimos este llenado.

    El aumento de presin final ser el que provoque el deseo de miccin (a partir de las

    contracciones miccionales).

    La vejiga es un tejido elstico con una pared de musculo liso que aumenta de volumen

    si se da un aumento de contenido. Esto sigue la ley de Laplace, que enuncia que si la

    tensin aumenta tambin lo hace el radio, por lo que la presin no aumenta realmente

    hasta que el radio del rgano es relativamente estable.

    En mujeres el vaciado total de la vejiga se ve favorecido por la gravedad, mientras que en

    hombres el vaciamiento total de la vejiga se da por contracciones del musculo bulbouretral.

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    Tema 13. Equilibrio cido-base

    Introduccin

    La concentracin fisiolgica de hidrogeniones en sangre es muy baja en comparacin con la de otros metabolitos, y esto se debe a que est muy regulada por su importancia funcional.

    Diariamente por el metabolismo se producen grandes cantidades de protones, que pueden deberse a:

    Dieta

    Metabolismo

    Prdida de bases (HCO3-) por las heces

    La fuente principal de cido es el cido carbnico que se produce al reaccionar CO2 con el agua gracias a la enzima anhidrasa carbnica que encontramos en muchas clulas y epitelios de nuestro organismo. El H2CO3 se considera un cido voltil que es poco estable y se descompone en bicarbonato (HCO3

    -) y protones (H+).

    El metabolismo de los aminocidos puede dar lugar a cidos inorgnicos como el cido sulfrico (H2SO4) o cido fosfrico (H3PO4).

    Por ltimo el metabolismo de las grasas da lugar a cidos orgnicos que son los cidos grasos.

    Tambin al darse un metabolismo incompleto de hidratos de carbono en anaerobiosis que d lugar a in lactato y protones a partir del cido lctico. Esta situacin es propia de ejercicio anaerobio e isquemias tisulares.

    La oxidacin incompleta de grasas de lugar a cuerpos cetnicos (cido acetoactico y -hidroxibutirato). Esto se puede dar en caso de ayuno, diabetes mellitus y alcohlicos.

    Las clulas producen protones en el metabolismo que se combinan con el bicarbonato del plasma (principal tampn extracelular) que los neutraliza. En los pulmones el bicarbonato se convierte en CO2 + H2O que es eliminado en la ventilacin (en presencia de anhidrasa?).

    No todo el cido es convertible en CO2 por lo que los riones deben excretar tanto cido como el cido no voltil que ingresa a lo largo de un da.

    Los riones tambin deben compensar la prdida de bicarbonato filtrado.

    Es preciso compensar la excrecin diaria de cido neta (EAN) que es la excrecin de protones en forma de ion amonio y la acidez titulable en forma de cido fosfrico y tambin es considerado como que aumenta la acidez la prdida urinaria de bicarbonato.

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    EAN = Excrecin (NH4+) + Excrecin (H3PO4) Prdida (HCO3

    -)

    Regulacin del equilibrio cido-base

    El equilibrio cido-bsico debe estar muy compensado igualando las entradas y las salidas.

    El medio interno debe tener un pH muy constante ya que desajustes pueden producir cambios en la concentracin extracelular de potasio (se intercambian protones por potasio en la nefrona). El potasio es un importante agente a la hora de la transmisin nerviosa.

    El pH tambin es importante que se mantenga en lmites fisiolgicos ya que altera la conformacin de protenas lo que a su vez puede inutilizarlas. Estas protenas a las que altera son enzimas, canales, etc

    El pH del plasma es de 7,4:

    pH < 7,37 Acidemia

    pH > 7,42 Alcalemia

    6,8 > pH < 8 No es viable para la vida

    Para regular el pH el organismo acta a tres niveles:

    Sistemas tampn. Son sustancias amortiguadoras que son ubicuas y mantienen el pH en rangos fisiolgicos. Acta en segundos sobre desajustes pequeos y locales de pH.

    Centros respiratorios. Modifican la ventilacin y la frecuencia respiratoria cuando detectan variaciones de pH. Acta en rangos de tiempo de minutos a horas.

    Rin. Se encarga de eliminar hacia fuera el exceso de cido o de base. Muchas veces es el mecanismo definitivo pero es muy lento, y dependiendo del grado de desorden en la acidez va de horas a das.

    El pH de la orina s que tiene un rango muy amplio dependiendo de lo que se debe

    eliminar. Este pH va de 4,5 8. Puede ser un poco alcalina o bastante cida, lo que se debe a que la tendencia metablica tiende a producir ms cidos que bases, y por ello se deben eliminar ms protones que radicales hidroxilo.

    El pH ms frecuente de la orina ronda el 6.

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    Sistemas tampn

    Amortiguan la acidez y la alcalinidad neutralizando esas sustancias mediante otras que pueden aceptar-ceder protones segn si la perturbacin a la que se enfrentan es cida o bsica. No eliminan el protn del organismo, pero lo captan y por ello lo retiran de la circulacin.

    Los principales tampones son:

    Intracelulares

    Fosfato (Na2HPO4 Na2H2PO4)

    Protenas (hemoglobina)

    Urinario

    Fosfato

    Amoniaco (NH3 / NH4+). Es el ms importante en orina

    Plasma

    Protenas plasmticas

    Bicarbonato

    El bicarbonato es el principal tampn extracelular:

    Los dos componentes estn regulados. El bicarbonato esta principalmente regulado en el rin y el cido carbnico por el pulmn en forma de CO2.

    Mecanismo respiratorio

    El cido carbnico se considera un cido voltil dada su fcil conversin en CO2.

    El centro respiratorio bulbar estar regulado por la presencia de acidez, pero no directamente, sino que el CO2 pasa la barrera hematoenceflica como si sta no existiera y una vez en el liquido cefalorraqudeo se convierte en cido carbnico. Este aumento de hidrogeniones estimula la respiracin para eliminar el CO2 sobrante.

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    Diariamente se elimina respiratoriamente ms cido potencial que el que elimina el rin, debido a que el CO2 es el metabolito que ms se produce y elimina en el organismo. Cuantitativamente la eliminacin del cido voltil es muy importante diariamente.

    El mecanismo respiratorio s elimina protones pero no corrige la acidez tanto como lo hace el rin. Es un mecanismo a medio plazo.

    Mecanismo renal

    La eliminacin urinaria se adapta finamente al pH sanguneo. El rin es el mecanismo de normalizacin de pH ms lento pero tambin ms potente y eficaz. Si la perturbacin de pH finaliza el rin es el responsable ltimo de la regulacin de pH.

    El rin regula el pH mediante la reabsorcin variable de bicarbonato y la secrecin activa de hidrogeniones, cosa que har a la vez en sus regiones tubulares distales.

    Las clulas intercaladas del tbulo colector se encargan de secretar protones al interior del tbulo, y de reabsorber bicarbonato hacia el intersticio.

    La reabsorcin del bicarbonato es variable, y dependiendo del pH se absorbe ms, menos, o directamente no existe reabsorcin (en caso de alcalosis). En condiciones normales la clula intercalada reabsorbe bicarbonato.

    En caso de alcalosis las clulas intercaladas no solo no reabsorben bicarbonato, sino que lo excretan. Esta excrecin va acompaada por un intercambio de protones por potasio, que se excreta en forma de bicarbonato potsico (KHCO3). Los protones lgicamente se reabsorbern.

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    Si el pH baja, las clulas intercaladas de las porciones finales secretan protones en contra de gradientes muy potentes (1:1000) para eliminar la acidez del medio interno. Por cada protn excretado se forma una nueva molcula de bicarbonato por efecto de la anhidrasa carbnica de los tbulos. El bicarbonato se intercambia por cloruro para ingresar en sangre.

    En el tbulo se secretan protones de dos formas:

    Contratransporte junto al sodio (Na+H+)

    Bomba H+ (con gasto energtico)

    Los protones una vez excretados, en la orina los podemos encontrar a su vez de varias formas:

    Protones libres (en escasa medida)

    Unidos a fosfato (H2PO4-). El tampn fosfato se encuentra en el lquido tubular

    como resultado del proceso de excrecin y reabsorcin.

    Este fosfato es aquel que se filtra y no se reabsorbe como resultado al ajuste de las necesidades corporales, y de paso puede tamponar protones (no es su funcin principal).

    Unidos a tampn amonio (NH4+). El amoniaco que encontramos en el tbulo suele ser producto de las propias clulas tubulares de la nefrona a partir de glutamina. Este metabolismo es regulable y puede aumentar en acidosis.

    El NH3 si que difunde de las clulas tubulares hacia el tbulo, pero el ion amonio no es difusible y no puede revertir hacia el interior de la clula.

    *Recordatorio*

    Como vimos en el tema anterior, el fosfato era excretado por efecto de la PTH ante niveles bajos de calcemia, para evitar que ambos compuestos cristalizaran en el hueso, y no hubiera suficiente calcio para que cumpliera el resto de funciones necesarias.

    El fosfato que se excretaba en estas circunstancias es el que se utiliza para neutralizar protones como funcin secundaria.

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    La restauracin del pH sanguneo en ltima medida siempre requiere la correccin de los procesos que produjeron dicha alteracin.

    La principal compensacin respiratoria se da en desajustes metablicos y la principal compensacin renal se da ante desajustes respiratorios.

    La orina es el liquido de excrecin con todos sus componentes perfectamente regulados. En clnica es preferible utilizar orina que lleve mucho tiempo retenida en la vejiga ya que contiene sedimentos que ayudaran a evaluar la normalidad del rin, y que contendr ms informacin sobre el desempeo normal del rin y adems ms elementos anormales de haberlos.