¡Descarga Regulación de la Homeostasis Renal: Función, Estructura y Procesos - Prof. León Álvarez y más Apuntes en PDF de Fisiología Animal solo en Docsity!
Tema 28
El riñón tiene como función principal la regulación homeostática del contenido de agua e iones de la sangre. Esto se realiza gracias a sus otras funciones:
− Regulación del volumen del LEC, que está íntimamente relacionado con el mantenimiento de la presión sanguínea. − Regulación de la osmolaridad. − Mantenimiento del equilibrio iónico dieta/orina. − Regulación homeostática del pH. − Eliminación de productos de desecho metabólicos y sustancias extrañas. − Producción de hormonas: eritropoyetina, renina y calcitriol.
Suelen ser órganos pares y hablaremos de nefrona , que es la mínima unidad funcional del riñón. La nefrona es un tubo ciego cuyo extremo ciego se denomina glomérulo y continúa en un túbulo contorneado proximal. En los mamíferos, el riñón es capaz de formar orina hiperoosmótica gracias a una estructura denominada asa de Henle que está formada por dos partes: asa de Henle descendente y asa de Henle ascendente. Esta última parte se continúa con el túbulo contorneado distal que llega hasta el conducto colector. Las nefronas se encuentran en las pirámides renales. Todas drenan a la papila renal y éstas comunican con la pelvis renal. Aquí ya tenemos la orina final que será excretada a través del uréter. Estos son los elementos tubulares y asociados a estos elementos tenemos los elementos vasculares.
En cuanto a los elementos vasculares tenemos la arteria renal que se divide en arterias interlobulares y éstas se dividen en arteriolas aferentes que bañan las nefronas, los capilares glomerulares, la arteriola eferente, capilares peritubulares (que se denominan vasa recta cuando están rodeando el asa de Henle), y ya saldría a las vénulas y a la vena renal.
La nefrona es la unidad funcional del riñón. Aproximadamente el 80% de ellas son corticales, es decir, que están dentro de la corteza y tienen asa de Henle cortas. El resto se encuentran en la médula y se denominan yuxtamedulares, con asas de Henle largas. Cada nefrona está compuesta por una cápsula de Bowman y un túbulo largo.
Formación de la orina:
- Filtración : se da en la corpúsculo renal (cápsula de Bowman + glomérulo). Es el movimiento de fluido desde la sangre a la luz de la nefrona. Se forma la orina primaria. Al día se filtran unos 180 L con una presión osmótica de 300 mOsm (iso-osmótica con el plasma). Al final del túbulo proximal sólo tenemos el 54L, es decir, mucha agua se reabsorbe. Al final del asa de Henle tenemos 18 L con una osmolaridad de 100 mOsm y la orina final tiene 1,5 L y una osmolaridad de 50-1200 mOsm. La suma de todas las fuerzas da un resultado positivo, por lo que se produce la filtración.
- Reabsorción : movimiento del material filtrado desde la luz de la nefrona de nuevo a la sangre. La mayoría de la reabsorción se da en el túbulo proximal. La suma de todas las fuerzas da un resultado negativo, por lo que se produce la reabsorción.
- Secreción: de sustancias desde los capilares a la luz de la nefrona por transporte activo.
- Excreción del fluido que permanece en la luz de la nefrona al exterior (orina final).
Hay tres fuerzas (presiones) implicadas en el proceso de filtración.
- Presión hidrostática glomerular (PHS). Es la presión de filtración hacia la nefrona.
- Presión coloidosmótica sanguínea (P). Es el movimiento de fluido hacia los capilares (inverso a la filtración).
- Presión hidrostática de la cápsula de Bowman (PHC). Se opone a la filtración.
Aclaramiento renal. Es el volumen de plasma que lo riñones limpian por completo de una sustancia por unidad de tiempo. Esto da lugar a la orina primaria, que es de distinta composición de la orina final, ya que tiene que sufrir un proceso de reabsorción.
La parte de la cápsula de Bowman que está en contacto con los capilares tiene una serie de modificaciones para permitir la ultrafiltración. Los capilares tienen unos poros bastante grandes (son fenestrados) a través de los cuales se produce la filtración. Entre los capilares y la cápsula de Bowman hay una membrana basal cargada negativamente. Esta carga negativa impide que pasen las proteínas. Todo esto permite que con un pequeño gasto energético, se filtre todo. Esto tiene un problema, ya que si se filtra todo tenemos una pérdida de iones, por lo que hay que reabsorberlos activamente en los túbulos.
Los túbulos están rodeados por los capilares peritubulares que permiten la reabsorción de las moléculas que pasan de la luz del túbulo al intersticio y de ahí a los capilares. Algunas proteínas (las de menor tamaño) se filtran pero luego se reabsorben.
La cantidad de plasma que se filtra por unidad de tiempo es la tasa de filtración glomerular (TFG). Viene determinada por el coeficiente de filtración y coeficiente de presión neta de filtración (este último parámetro depende de la presión hidrostática glomerular y de la presión coloidosmótica glomerular).
La fracción de filtración es el porcentaje del volumen total de plasma que se filtra = tasa de filtración glomerular / flujo plasmático renal. En un individuo sano viene a ser entre el 16 y el 20%.
A lo largo del día se pueden producir cambios que alteren estos parámetros, como la variación de la presión arterial. Para controlar esto se produce una regulación a tres niveles.
- Autorregulación renal. Compensa variaciones moderadas de presión arterial durante cortos periodos de tiempo con el fin de mantener la TFG constante. Frente a esto puede haber dos respuestas. a. Respuesta miógena. b. Aparato yuxtaglomerular.
- Regulación hormonal. Mediante angiotensina II y péptido natriurético auricular (NAT).
- Regulación nerviosa. SNA.
La respuesta miógena.
la superficie capilar. Además, aumenta la permeabilidad de la membrana endotelio-capsular. No controla la TFG, sino la aumenta frente un aumento de la presión arterial para eliminar el volumen excesivo de plasma o lo que sea.
Formación de la orina.
Consiste en recuperar los iones que nos interesan y secretar algunas sustancias (sales biliares, antibióticos…). Para esta reabsorción es necesario el transporte activo y la presencia de transportadores.
Reabsorción.
La reabsorción de sodio da lugar a la reabsorción del resto de sustancias y puede estar también asociada a la excreción de sustancia. En la parte basolateral (en contacto con la sangre) de las células hay una bomba Na+/K+/ATPasa, que permite reabsorber sodio, lo que permite reabsorber otras sustancias por la salida pasiva posterior de sodio. Esto sucede en todas las partes del túbulo. Esta reabsorción provoca también una ósmosis. Por eso, todos los compuestos que inhiben la reabsorción de sodio son diuréticos.
El mecanismo de reabsorción va asociado a transportadores que tienen una tasa de transportes, de forma que en un principio el transporte es proporcional a la concentración de los compuestos, hasta llegar a un punto máximo de saturación de transporte. Cuando una concentración supera este máximo, el resto que no se ha reabsorbido será excretado. Esto determina el umbral renal, que es la capacidad máxima de trabajo de los transportadores de una sustancia.
Túbulo contorneado proximal: reabsorción tubular.
Llega un líquido de 300 mOsm. Esta parte es muy permeable al agua y a casi todos los solutos, por lo que se produce reabsorción de ácido láctico, glucosa y aminoácidos, gran parte del bicarbonato y una elevada proporción de sodio potasio.
El gradiente generado por la Na+/K+, genera un gradiente eléctrico en el interior de la célula, por lo que en el interior hay un déficit de sodio, lo que permite que entre pasivamente. Junto al sodio entran otras sustancias, como glucosa, aminoácidos, bicarbonato. Esto genera una diferencia de potencial transepitelial, de forma que la parte de los capilares es positiva con respecto a la luz del tubo que es negativa. Esto permite el paso paracelular de sustancias cargadas negativamente. Esto da lugar a que aumente la presión osmótica en el líquido intersticial, lo que da lugar el paso de agua transcelular (tiene muchas acuaporinas en la zona en contacto con la luz del tubo) y paracelular. Esto permite recuperar una gran cantidad de sustancias y de agua. Las proteínas de pequeño tamaño que han sido filtradas, se recuperan mediante peptidasas que las rompen en aminoácidos y se reabsorben como tales. Otras pocas se reabsorben por endocitosis o pinocitosis). El bicarbonato se puede reabsorber y volver a formar, ya que estas células tienen alto contenido en anhidrasa carbónica.
La urea no tiene transportadores y se mueve siempre que haya un gradiente de concentraciones. Siempre que se van reabsorbiendo solutos, como esto va acoplado también a
un movimiento del agua, la urea se va concentrando en la luz del tubo, por lo que se moviliza a favor de gradiente. Esto ocurre en las partes más medulares de la nefrona.
El bicarbonato se filtra y es capaz de tamponar a los protones ya que como CO 2 (liposoluble), sí que puede entrar en la célula. El nuevo bicarbonato se produce por secreción de protones asociados a glutamina (mayoritariamente). La glutamina entra en la célula y se rompe en dos grupos amonio y dos grupos alfa cetoglutaratos. Estos últimos dan lugar a bicarbonato. El amonio se excreta como los protones (el amonio tiene protones). Con esto se elimina parte de los desechos nitrogenados y se forma bicarbonato.
El resultado final es que al final del túbulo contorneado distal, aumenta la concentración de creatinina, urea y cloro. La cantidad de sodio disminuye, pero su concentración no varía. La concentración de bicarbonato disminuye y algunos compuestos se han reabsorbido completamente como la glucosa y los aminoácidos. El agua se reabsorbe mayoritariamente junto con solutos (reabsorción pasiva) en el TCP, rama descendente y primera porción del TCD.
Asa de Henle.
- La rama descendente es muy permeable al agua pero no a los solutos.
- La rama ascendente delgada es permeable a urea.
- La rama ascendente gruesa es muy permeable a los solutos, sobre todo NaCl, pero no al agua. Tiene bombas Na+/K+/ATPasa (genera el gradiente) y el transportador Na+/K+/2Cl-. se llega a otra diferencia de potencial positivo en la luz y negativo en los capilares, que permite el transporte pasivo paracelular de iones positivos.
Se reabsorbe una gran cantidad de sodio y cloro, potasio, agua (en la parte descendente), difusión paracelular de calcio, magnesio y sodio y el reciclaje de la urea.
Cualquier sustancia que inhiba estos transportadores de potasio, inhiben la reabsorción de sodio y de agua (diuréticos).
Túbulo contorneado distal.
Al principio nos encontramos con la mácula densa del aparato yuxtaglomerular. Tiene características reabsortibas muy parecidas al asa ascendente gruesa. Más adelante hay un transportador de cloruro sódico utilizando la energía de la Na+/K+. La primera parte también es bastante impermeable al agua, por lo que a estas partes se denominan diluyente. La presión osmótica de la orina aquí es baja (unos 100 mOsm). Esta parte distal está controlada por la aldosterona. Esta parte final y el conducto colector están formados por unas células reabsortibas. También se puede reabsorber calcio bajo control hormonal. El último responsable de la reabsorción de agua está controlado por la ADH. Entre las células principales (las reabsortibas), hay unas células intercalares responsables del equilibrio ácido base. Tienen bombas protón ATPasa, potasio protón ATPasa y transportadores de antiporte de cloro/bicarbonato. Hay dos tipos de células intercaladas.
- Tipo A. responsables de eliminar los protones en acidosis. Los protones se tamponan con bicarbonato y entra a la célula y esta bombea al exterior los protones. Además, esta excreción de protones, en muchos casos va acoplado a la reabsorción de potasio.
movimiento de urea es el responsable de que se pueda hacer una orina tan concentrada, ya que de los 1200 mOsm de la orina, la urea es responsable de 600 mOsm.
En el asa de Henle, hay una serie de capilares (vasa recta) que no generan este gradiente, pero evitan el lavado de este gradiente. Lo que hacen es ir en paralelo a este asa en contracorriente de manera que mantienen las presiones osmóticas a lo largo del sistema corticomedular.
Estos capilares se encargan de reabsorber estos iones a medida que baja por el asa ascendente, y cuando sube por el asa descendente, los capilares reabsorben el agua. Esto ocurre también en los capilares de los túbulos contorneados y por el conducto colector.
La presión de los capilares peritubulares menos la presión coloidosmótica y la presión del intersticio, produce una presión negativa que da lugar a 10 mmHg negativos que son los que producen la reabsorción.
Cualquier factor que influya sobre estar fuerzas va a dar lugar en alteraciones en la presión de reabsorción. Disminuye la reabsorción si aumenta la presión en los capilares tubulares por una disminución en la resistencia de las arteriolas aferentes y eferentes. También disminuye si también baja la presión osmótica peritubular. Por otro lado, la reabsorción aumenta si también aumenta la presión capilar por un aumento en la presión del plasma arterial o un aumento de la fuerza de filtración. También aumenta la reabsorción al hacerlo la constante de filtración.
