Manejo renal de agua y ureaa ejo e a de agua y u ea

Agua Corporal Total

60 I E60 Ingresos Egresos

60

Agua Corporal Individuo de 70 KgAgua corporal total

60% del peso corporal

42 lSOLUTOS

40 %

42 l

Líquido intracelularLíq extracelular (LEC)

100%

Líquido intracelular(LIC)

40% peso corporal28 l

Líq extracelular (LEC)

20% peso corp14 l

IC 40 %AGUA60 %

100% 28 lMembrana celular

14 l

Plasma Líquido interst60 %

IN 15 %

Plasma 5 % peso

3,5 l

Líquido interst15% peso

10,5 lEC 20 % IN 15 %

IV 5 % Endotelio capilar IVIN

Movimiento de H2O a través de las membranas l lcelulares

bicapa lipídica Canales de agua(Acuaporina)(Acuaporina)

Transporte de agua a lo largo del nefrón

El movimiento neto de agua a través de un epiteliog pesta asociado a la presencia de:

“t t i d l i i t d i ”• un “transporte asociado al movimiento de iones”• un gradiente de presión hidrostática (∆P)• un gradiente de presión osmótica (∆π)

Vías para el movimiento de agua:

• Paracelular• Transcelular

Manejo Renal del Agua- ↓ ingesta de agua- ↑ pérdida de agua

- ↓ V orina (antidiuresis)- orina hiperosmótica↑ADH

- ↓ ingesta de agua- ↑ pérdida de agua

- ↓ V orina (antidiuresis)- orina hiperosmótica↑ADH

ÑÓ

↑ pérdida de agua - ↑ADH↑ pérdida de agua - ↑ADH

RIÑÓN

- ↑ ingesta de agua - ↑ V orina (diuresis)- orina hiposmótica↓ ADH- ↓ ADH

Valores normalesOsmolaridad urinaria: 30-1200 mOsMVolumen urinario: 0 5 20 l/díaVolumen urinario: 0,5-20 l/díaCEosm: 600 mosmol/día

Concentración y dilución de la orina

Orina hipo Separación del agua y los stOrina hiper

Separación del agua y los st

1- Acción de la ADH2 Propiedades de transporte en los distintos segmentos2- Propiedades de transporte en los distintos segmentos3- Gradiente cortico-medular4- Acción de la vasa recta4 Acción de la vasa recta

1. Acción de la ADH

↑ Osmolaridad (1%)↓ ió (5 10%)

osmoreceptores hipotalámicos

↓ presión (5-10%)↓ volumen (5-10%)

+ +

↓ P ⇒ auricula izq.↑ P ⇒ cayado aort y s carotideo

SED ADH

Regulación de la secreción de HAD

Osmoreceptores

Núcleo Paraventricular

BaroreceptorHipotálamo inputNúcleo supraoptico Hipotálamo

L anterior de la hipófisis

L posteriorde la hipófisis

1. Acción de la ADH

1- ↑ P agua (TC)

2- ↑ P Na+ (AHG y TC)

3- ↑ P urea (TC papilar)

2. Propiedades de transporte en los distintossegmentos del nefrón

- P Na+

P A- P Agua- P Urea

Transporte de Na+ a lo largo del nefrón

~ 5%TD

TP~ 67%

3%

TP

TC

25%

~ 3%

AHA~ 25%

~ 0.4 %

Túbulo Proximal Asa de Henle (B grueso)

T colectorT distal

180 l/dí

Manejo Renal del Agua180 l/día

300 mOsM

67 %

- HAD20 %

600 mOsM

20 l/día20 l/día

180 l/dí

Manejo Renal del Agua180 l/día

300 mOsM

67 %

+ HAD20 %

1200 mOsM

1 – 1.5 l/día1 1.5 l/día

Regulación de la AQP2 por la HAD

PKAAQP2 +

PKA

cAMPcAMP+

αβ γGs

α++

α s +

+

V2ACαs

+

HAD

Regulación de la AQP2 por la HAD

AQP2 +PKA

cAMP+

αβ γGs

α++

α s +

+

V2ACαs

+

HAD

Distribución de las AQPs en los distintossegmentos del nefrónsegmentos del nefrón

AQP1 TP ADDH AQP2 AQP3 AQP4 TCAQP1: TP y ADDH AQP2, AQP3, AQP4: TC

AQP8AQP7, AQP8: TPAQP7, AQP8: TP

AQP6AQP2 AQP3

Distribución de las AQPs en los distintossegmentos del nefrónsegmentos del nefrón

AQP1 TP ADDH AQP2 AQP3 AQP4 TCAQP1: TP y ADDH AQP2, AQP3, AQP4: TC

AQP8AQP7, AQP8: TP AQP6: TCAQP7, AQP8: TP

AQP6

Regulación de la AQP2 por la HAD

AQP2 +PKA

cAMP+

αβ γGs

α++

α s +AQP 3 AQP 4

+

V2ACαs

+

HAD

AQPs y Concentración de la OrinaAQP1 /AQP1 -/- AQP2 -/-

AQP8

AQP6

- PoliuriaReducción en su capacidad

- Severos defectos en la concentarción de la orina

- DeshidrataciónAQP3 -/-- Reducción en su capacidadde concentrar la orina

Deshidratación- Muerte

AQP3 /

- Poliuria

Rojek A et al. PNAS 103:6037, 2006Verkman et al. J. Cell Science 118: 3225, 2005

- Reducción en su capacidad de concentrar la orina

Urea

Concentración plasmática de urea: 30 mg/dl (5 mM).

Es el principal producto final del metabolismo proteico en elEs el principal producto final del metabolismo proteico en el

hombre. proteínas⇒ aa⇒ NH4+ ⇒ Urea

Constituye alrededor del 50% de los solutos de la orina, en sujetos

con dieta normal en proteínas

Su excreción y su concentración en plasma depende del VFG

La urea en el fluido del TC es un soluto fundamental para lograr una médula hipertónica y eliminar una orina concentrada

Transporte de Urea a lo largo del nefrón

50

ADH 80

EF: 20%

ADH 80

T proximalLUZ LUZ

Asa A delgada de Henle

La reabsorción de agua aumenta [urea] en la luz

LUZLUZAsa descendente de Henle

T colector papilar

LUZLUZ

La excreción de urea aumenta al aumentar el flujo urinario

En pacientes con insuficiencia renal disminuye el Flujo urinario aumenta urea plasmática

3. Gradiente cortico-medular

mOsM total

Corteza 300 300

mOsM NaCl mOsM urea

294 294 6 6

Médula E 400 600

Méd l I 600 900

300 400 100 200

400 600 200 300Médula I 600 900

Papila 800 1200

400 600 200 300

400 600 400 600

•Ausencia de ADH•ADH máximaADH máxima

¿Cómo se genera el gradiente cortico-medular?

1 Si d i1- Sistema de contracorriente2- Sistema multiplicador

Mecanismo de multiplicacion por contracorrientecontracorriente

I t ti i300

300300 300

Intersticio300

300

300

300

300

300

300

R300

300

300

300

300

300

RamaDescendente

RamaAscendente

300

300

300 300

300 300

Mecanismo de multiplicacion por contracorrientecontracorriente

200 (N Cl)“Efecto Sencillo”

300

300300 300

200 (Na Cl)300

300

300

300

300

300

300

O 1

R300

300

300

300

300

300CIC

LO RamaDescendente

RamaAscendente

300

300

300 300

300 300

C

Mecanismo de multiplicacion por contracorrientecontracorriente

200 (N Cl)“Efecto Sencillo”

300

200300 400

200 (Na Cl)300

200

200

300

300

400

400

O 1

R200

200

300

300

400

400CIC

LO RamaDescendente

RamaAscendente

200

200

300 400

300 400

C

Mecanismo de multiplicacion por contracorrientecontracorriente

300

200400 400

300

200

200

400

400

400

400

O 1

R200

200

400

400

400

400CIC

LO RamaDescendente

RamaAscendente

200

200

400 400

400 400

C

Equilibrio ADEquilibrio ADcon intersticio

Mecanismo de multiplicacion por contracorrientecontracorriente

200300

200300 300

200300

200

200

400

400

400

400

O 1

R200

200

400

400

400

400CIC

LO RamaDescendente

RamaAscendente

200

400

400 400

400 400

C

Mov de fluidoMov de fluido por el asa

Mecanismo de multiplicacion por contracorrientecontracorriente

“Efecto Sencillo”300

150350 350

200300

200

200

400

400

400

400

O 2

R200

200

400

400

400

400CIC

LO RamaDescendente

RamaAscendente

200

300

400 400

500 500

C

Mecanismo de multiplicacion por contracorrientecontracorriente

300 150

200300 300

300 150

200

200

400

350

400

350

O 2

R200

300

400

400

400

CIC

LO RamaDescendente

RamaAscendente

400 300

500

400

500 500

C 400

Mov de fluidoMov de fluido por el asa

Mecanismo de multiplicacion por contracorriente

200“Efecto Sencillo”

contracorriente

150350 350 175300 300

300 200

=150

=

200

175

400

375

400

375

200

200

375

350

375

350==LO

3 ==

200

250

400

450

400

450

250

350

400

400

400

400=

==C

ICL

=

==

250

350

450

550

450

550

350

550

400 400

450 450==

==

Equilibrio ADMov de fluido

lEquilibrio ADcon intersticio

por el asa

Mecanismo de multiplicacion por contracorriente

200“Efecto Sencillo”

contracorriente

TC

138338

300 200

=338 =338 338

TC

188

175

388

375

388

375==LO

4 ==388

375

388

375

225

275

425

475

425

475=

==C

ICL

=

==425

475

425

475275

400

475 475

600 600==

==475

600

475

600

Equilibrio TCEquilibrio TCcon intersticio

http://www.cellphys.ubc.ca/undergrad files/urine.swfhttp://www.cellphys.ubc.ca/undergrad_files/urine.swf

Concentration & Dilution of Urine - Cellular & Physiological SciencesFormato de archivo: Shockwave FlashFormato de archivo: Shockwave FlashDisclaimer: These animations only serve to present the general concept of how the kidny work to concentrate and dilute urine, the detailed mechanism is notis not ...www.cellphys.ubc.ca/undergrad_files/urine.swf - Similares

4. Acción de la vasa rectaIntersticio

mOsM

300Corteza 300

400Médula E 400

600Médula I 600

800800

800

1200Papila 1200

1200

4. Acción de la vasa recta

IntersticiomOsM

Vasa recta ⇒extraer el exceso de aguay st fuera de la médula

300 350Corteza 300 y st fuera de la médula

350 450Médula E 400

550 550Médula I 600

750 750800

1150 1250Papila 1200

1200

Mecanismo de concentración de la orinaIntersticio (mOsM)Intersticio (mOsM)

+ADHurea

294 NaCl6 urea

400 NaCl200urea

NaCl

urea

SolutoSoluto

600 NaCl600 urea

NaCl

urea+ otros

Osmolaridad relativa del fluido tubular

A tidi iAntidiuresis

(FT/P)osm

T P AH TD TCC TCM Orina

Diuresis

Mecanismo de dilución de la orinaIntersticio (mOsM)

ADHurea

Intersticio (mOsM)

294 NaCl6 urea

NaCl

SolutoSoluto

urea

250 NaCl250 urea

NaCl

urea+ otros

Otros factores que afectan la Concentración y dilución

1- Longitud del AH y % de nefronas de Asa LargaHumanos: 15 % nefronas yuxtamedulares (U: 1200 mOsm)R tó d l d i t 35 % “ (U 5000 O )Ratón del desierto: 35 % “ (U: 5000 mOsm)

2- Disponibilidad de ureaDéfi it d t í ↓ OSM i t ti i lDéficit de proteínas ⇒ ↓ OSM intersticial

3- Oferta de Na+ en el AGH↑ ↑ ↑↑Oferta Na+ ⇒ ↑ reabsorción de Na+ ⇒ ↑ gradiente corticomedular

4- Flujo del TC↑ ↓ ↓↑ Flujo ⇒ ↓ reabs de urea ⇒ ↓ gradiente corticomedular

5- Flujo de vasa recta↑ ↓↑ Flujo ⇒ ↓ Eq entre vasa recta y el intersticio ⇒se elimina soluto adicional de la médula ⇒ ↓ gradiente corticomedular

Cuantificación de la Concentración y Dil ió d l iDilución de la orina

CE = Uosm . V ⇒ 600 mosm/día

Volumen urinario: 0,5-20 l/díaOsmolaridad urinaria: 30-1200 mOsM

Flujo urinarioV = Viso + Vagua libre ⇒ Cosm + Cagua

Clearence osmolarCosm = Uosm . V

P

Clearence de agua libreCagua = V - CosmPosm

Cosm = 1 a 2 ml/minEs el flujo urinario hipotético que

agua osm

Representa la diferencia entre el flujo real y el hipotetico de la orina isotónicaj

debería medirse si la orina fueseisotónica con el plasma (Uosm =Posm).

Cagua ⇒ ADH

Cuantificación de la Concentración y Dilución de la orina

Clearence de agua libre

Dilución de la orina

Cagua = V - Cosm

Orina isotónica ⇒V = Cosm ⇒ Cagua = 0

Orina diluida ⇒V > Cosm ⇒ Cagua ⇒ +Representa el V de agua libre de st que debería agregarse a laorina isotónica hipotética para construir la orina real.(Se forma reabs st en AGA, TD en ausencia de ADH)

Orina concentrada ⇒V < Cosm ⇒ Cagua ⇒ - (TC)representa el V de agua libre que debería eliminarse de laorina isotónica hipotética para construir la orina real.(Se forma reabs agua en TCcym en presencia de ADH)

V V V

Para orina concentrada:

V V V

Tc (reabsorción de agua libre) = cantidad de agua librede st que se sustrajo a la orina isotónica para hacerlahiperp

.Factores que determinan la formación del Tc:• Presencia y mantenimiento del intersticio medularh óhipertónico• Equilibrio del líq tubular con el intersticio medular

DIURETICOS

Túbulo Proximal Asa de Henle (B grueso)

T colectorT distal

Diuresis Acuosa o fisiológica: aumento del volumen deorina por disminución de la reabsorción de agua en eltúbulo colector (baja HAD).

Diuresis osmótica: aumento de volumen de orina pordisminución de la reabsorción de agua debido a un

t l i l d l t ( j it l)aumento luminal de solutos (ej: manitol).

Diuresis Acuosa o fisiológica: aumento del volumen deorina por disminución de la reabsorción de agua en eltúbulo colector (baja HAD).

Diuresis osmótica: aumento de volumen de orina pordisminución de la reabsorción de agua debido a un

t l i l d l t ( j it l)aumento luminal de solutos (ej: manitol).

Diabetes insípida central: no hay síntesis y/o liberaciónde HAD.

Diabetes insípida nefrogénica: aumento del volúmende orina por defecto en la acción de la HAD en el túbulocolector.

Diabetes Mellitus: aumento del volúmen de orina pordefecto en la reabsorción de glucosa (orina dulce)

AQPs y Diabetes Insípida1. Diabetes insípida central (neurogénica)Daño a nivel SNC lo que impide la correcta producción y/o q p p ysecreción de HAD

Mutaciones del gen de la HAD (raro)- Mutaciones del gen de la HAD (raro)- Traumatismos (+ común)

2. Diabetes insípida periférica (nefrogénica)Existe una alteración a nivel renal que impide la acción de laExiste una alteración a nivel renal que impide la acción de la HAD

P bl l t d ió d ñ l l AQP2- Problemas en la transducción de señales o en la AQP2

O O SPOLIURIA Y POLIDIPSIA

AQPs y Diabetes Insípida2. Diabetes insípida periférica (nefrogénica)- Congénita

- 95 % mutaciones en V2R-HAD (ligado al X)- 5 % mutaciones en AQP2

AVP

HAD

- Adquirida (causa mas común)- tratamientos con Litio (⇓ AQP2 )

HAD

( )

- anormalidades electrolíticas (hipercalcemia ⇓ NaK2Cl)

- falla renal aguda y crónica

Actividad 5:Complete la siguiente tabla donde se comparan las características principales de la diabetes insípida de origen central (neurogénica), la diabetes insípida nefrogénica y la polidipsia psicogénica.

Diabetes insípida central

Diabetes insípida nefrogénica Polidipsia psicogénica

Causas principalesFalla la secr de ADH (Hipotal- hipofisis)

Falla la respuesta renal a la ADH (Receptor V2 ADH

Desorden psiconeurotico (bebeCausas principales (Hipotal hipofisis) la ADH (Receptor V2 ADH

-AQP2)psiconeurotico (bebe gran cantidad de agua

Osmolalidadplasmática ↑ ↑ ↓HAD plasmática ↓ Falla la secr. ↑ o ↔ ↔ o ↓

Osmolalidad urinaria ↓ ↓ ↓Osmolalidad urinaria ↓ ↓ ↓

Osm. urinaria durante la deprivación de agua

no varia sigue ↓ no varia sigue ↓ ↑la deprivación de agua

Osm. urinaria luego de la administ. de d-DAVP

↑ no varia sigue ↓ ↑(agonista de la HAD)