ESCUELA DE MEDICINAFISIOLOGÍA RENAL

FORMACIÓN DE LA ORINA POR EL RIÑON

SEGUNDA PARTE

Universidad Politécnica y Artística

del Paraguay

Dr. Diego Cantero

2015

La gente quiere a los médicos que quieren a la gente; antes de ser un buen médico,

se una buena persona.

Reabsorción y secreción tubular renal

Una vez que el FILTRADO GLOMERULAR fluye sucesivamente;*Túbulo proximal *Asas de Henle *Túbulo distal *Túbulo colector *Conducto colector, antes de ser EXCRETADO en forma de ORINA.

Durante el trayecto se reabsorben algunas sustancias desde los túbulos hacia la sangre, mientras otras van de la sangre a la luz tubular.

La orina y todas las sustancias que contiene es el resultado de los tres procesos básicos

Excreción

urinaria =

Filtración Glomerula

r

- Reabsorción tubular

+

Secreción tubular

Arteriola eferente

Glomérulo

Arteriola aferente

Cápsula de Bowman

Túbulo proximal

Túbulocolector

Asa de

Henle

Capilares peritubulares

Túbulo distal

A la vejiga yal medio externo

A la vena renal

Filtración: De la sangre al lumen

Reabsorción: Del lumen a la sangre

Secreción: De la sangre al lumen

Excreción: Del lumen al medio externo

* Reabsorción tubular es cuantitativamente importante y

altamente selectivaEn el manejo renal las sustancias se filtran

libremente (no unidas a proteínas

plasmáticas) y se reabsorben en

cantidades variables.

Filtración = Filtrado Glomerular x

Concentración plasmática

PrimeroLos procesos de filtración

glomerular y reabsorción tubular son intensos en comparación con la

excreción urinaria, si existiera un cambio podría causar cambios importantes en la excreción

urinaria.

Pero los cambios están coordinados, y no producen fluctuaciones importantes en la excreción

SegundoLa reabsorción tubular es muy selectiva.

*Glucosa y aminoácidos; con excreción urinaria nula.

* El sodio, cloro y bicarbonato; reabsorción y excreción urinarias varían. *La urea y creatinina; se

reabsorben mal, excretadas en cantidades grandes.

Al controlar la intensidad de reabsorción de diversas sustancias, los riñones

regulan la excreción de soluto . Esencial para controlar líquidos corporales

La reabsorción tubular comprende mecanismos

pasivos y activos

Luego de la reabsorción a través de las células epiteliales tubulares hasta líquido intersticial el agua y solutos son

transportados para la sangre por ULTRAFILTRACIÓN, mediado por fuerzas hidrostáticas y coloidosmóticas.

Por ejemplo; agua y solutos; por membranas propias (vía transcelular) o espacios entre uniones celulares (vía paracelular).

Para que una sustancia se reabsorba, primero debe ser transportada.1.- A través de las membranas del

epitelio tubular hasta el líquido intersticial renal.

2.-A través de la membrana capilar peritubular hasta la sangre.

*TRANSPORTE ACTIVO:

Movimiento de un soluto en contra del

gradiente electroquímico, con

energía del metabolismo

Transporte Activo Primario:Puede moverse los solutos en contra de un gradiente electroquímico

Hay un acoplado directamente a una fuente de energía (hidrólisis de ATP)

ATPasa; componente del mecanismo de transporte que liga y mueve solutos.

*ATPasa sodio-potasio. *ATPasa hidrógeno. *ATPasa hidrógeno–potasio. *ATPasa calcio.

1.-El sodio se difunde a través de la membrana luminal (membrana apical)al interior de la célula siguiendo un gradiente electroquímico creado por la bomba ATPasa sodio-potasio.Reabsorción neta de

iones sodio desde la luz tubular hacia la

sangre;

2.-El sodio es transportado a través de la membrana basolateral contra un gradiente electroquímico por acción de la bomba ATPasa sodio-potasio.

El sodio, agua y otras sustancias se reabsorben del líquido intersticial hacia los capilares peritubulares por ultrafiltración, proceso pasivo gobernado por gradientes de presión hidrostática y coloidosmótica.

Transporte Activo Secundario;

Existen proteínas transportadoras específicas, q en el borde de cepillo se une sodio y glucosa o aminoácido.*Eliminan prácticamente toda la glucosa y aminoácidos de la luz tubular*Salen por la membrana basolateral; difusión facilitada.

LOS COTRANSPORTADORES DE GLUCOSA Y SODIO (SGLT2 y SGLT1) – borde en cepillo -llevan glucosa al citoplasma en contra del gradiente de concentración.-90% reabsorbido por SGLT2; tubo proximal(segmento S1)-10% Transportados por SGLT1;segmento posterior del tubo proximal.

acoplamiento indirecto con una fuente de energía; es liberada por la difusión facilitada simultánea de otra sustancia transportada a favor del propio gradiente de concentración.

Glucosa y Na+ reabsorbido

↓ [Na+] ↑ [Glu]

Glu Na+

Glu Na+

↓ [Glu]

↑ [Na+]

K+ K+

Luztubular Célula

tubularproximal

Líquidointersticial

↑ [Na+] ↓ [Glu]

↑ [Na+] ↓ [Glu]

↑ [Na+] ↓ [Glu]

↑ [Na+] ↓ [Glu]

El filtrado es similar al del líquido intersticial

Transportador activo secundarioTransportador de difusión facilitada

Transportador activo CLAVE

Se Reabsorbe Glucosa en el túbulo proximal

Luz tubular Célula (Transporte activo

secundario) Célula LEC

(Difusión simple)

Reabsorción: Transporte Activo Secundario Reabsorción: Transporte Activo Secundario

*Secreción activa secundaria hacia los túbulos*Esto requiere de un COTRANSPORTE de sustancia junto a iones de Na+.

*Primera sustancia a favor de la corriente así dando paso en contracorriente a la segunda sustancia en dirección opuesta.

Líquido intersticial

Aminoácidos

- 70mV

GLUT SGLT

ATP

ATP NHE

Glucosa

Na+Na+

Aminoácidos

Na+

H+

Na+

K+

K+

Na+

Glucosa - 70 mV

Células tubulares

Luz tubular

COTRANSPORTE

*Mecanismo de transporte activo para reabsorber proteínas.

*En el borde en cepillo de la membrana luminal; se invagina hacia el interior hasta formar una vesícula con proteína.

*Se dirigen en sus aminoácidos, se reabsorben por la membrana basolateral al líquido intersticial

*Necesita de energía.

*Transporte máximo de sustancias que se reabsorben de forma activa

*Pinocitosis

Carg

a d

e g

lucosa f

iltr

ad

a,

reab

sorc

ión

o e

xcre

ció

n (

mg

/min

)

0 100 200

300 400 500 600 700 800

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900Carga filtrada

Normal

Transporte máximo

Umbral

Excreción

Reabsorción

Concentración plasmática de glucosa (mg/100ml)Intensidad máxima que puede reabsorberse la

glucosa desde los túbulos

*También exhiben transportes máximos;

Sustancia Transporte máximo

Creatinina 16 mg/min

Ácido paraaminohipúrico

80 mg/min

Transportes máximos

Sustancias que se reabsorben de forma activa

Sustancias que se secretan de forma activa

*El transporte global máximo en los riñones;375mg/min, se alcanza cuando todas las nefronas han alcanzado su capacidad máxima de reabsorber glucosa*La glucosa plasmática normal nunca es tan alta para provocar la excreción de glucosa en orina. Pero en la DIABETES MELLITUS INCONTROLADA, puede aumentar y hacer que la carga filtrada supere el transporte máximo y dar lugar una excreción urinaria de glucosa.

Sustancias transportadas de forma activa no exhiben transporte máximo

Se satura a medida que la carga tubular aumenta

Sustancias que se reabsorben de forma pasiva no muestran un transporte máximo

1.-Gradiente electroquímico para la difusión.2.-Permeabilidad 3.-Tiempo que el líquido contiene la sustancia dentro del túbulo

Transporte de gradiente - tiempo

Sustancias con transporte activo también tienen características de transporte gradiente - tiempo

LA intensidad del flujo retrógrado depende de:1.-Permeabilidad de las uniones estrechas.2.-Fuerzas físicas intersticiales.

Cuando mayor sea la concentración de sodio en los túbulos proximales, mayor será su reabsorción

En la parte más distal de la nefrona , las células epiteliales tienen más uniones estrechas y transportan menos sodio.El transporte máximo aumenta por la acción de ciertas hormonas, como ALDOSTERONA

Reabsorción de Na+

Reabsorción de H2O

Potencial negativo en la luz

Concentra - ción de Cl-

en la luz

Concentra-ción de

urea en la luz

Reabsorción pasiva del Cl-

Reabsorción pasiva de urea

Mecanismo por los cuales la reabsorción del agua, el cloro y urea se acoplan a la reabsorción de sodio

• Arrastre del disolvente(al movimiento del agua se mueven solutos).

• En la ósmosis la hormona ANTIDIURÉTICA (ADH)aumenta la permeabilidad al agua en túbulos distal y colector .

• Cloro se difunde por vía paracelular.

• Reabsorción de urea facilitada por transportadores específicos de la urea.

TÚBULO PROXIMAL

Reabsorción y secreción a lo largo de diferentes

partes de la nefrona

*El 65% de sodio y agua filtrados y algo menos del cloro filtrado se reabsorbe en el túbulo proximal antes de llegar el asa de Henle

*Tienen una elevada capacidad de reabsorción activa y pasiva.

*Células tubulares proximales; metabolismo alto y mitocondrias.

REABSORCIÓN EN EL TÚBULO PROXIMAL

Isosmótico

65% filtración

Secreción

Concentraciones de solutos

*La reabsorción de agua va a la par de la reabsorción del sodio.

*Glucosa, aminoácidos y bicarbonato, se reducen a lo largo de la longitud.

*Creatinina aumenta .

Secreción de ácidos y bases

orgánicas

*Como sales biliares, oxalato, urato y catecolaminas.

*Secretan fármacos o toxinas peligrosas; penicilina y salicilatos

*Secreta rápidamente el ácido paraaminohipúrico (PAH), depurando 90% del plasma.creatinina

Na+ osmolaridad

Cl-

HCO3-Glucosa

Aminoácidos

Urea

0

0.01

0.05

0.50.20.1

1

5

2

20 40 60 80 100 % longitud totalConce

ntr

aci

ón

en e

l líq

uid

o t

ub

ula

r/pla

sma

Arteriola eferente

Capilar peritubular

Cápsula de Bowman

Arteriola aferente

NaCl

NaCl

Na + Soluto

Na +

H2O sigueal soluto

A la circulación venosa sistémica

Transporte pasivo de urea:– Na+ es reabsorbido– Soluto es reabsorbido– H2O sigue al soluto– [Úrea] en la luz tubular– [Úrea] luz tubular es mayor

que LEC– Difusión pasiva al LEC

H2

O

Úrea Úrea

Menos soluto:

osmolaridad ↓

Volumen disminuye

pero la cantidad de

Úrea no cambia: [Úrea] ↑

NaClSolutoH2OÚrea

Reabsorción: Transporte Pasivo

Soluto

Solutos:• Glucosa• Aminoácidos• Otros iones

ATP

Reabsorción por las Células del Túbulo Contorneado Proximal

Célula tubular

Líquido intersticial

Filtrado en la luz tubular Capilar

peritubular

Núcleo

GlucosaAminoácidosAlgunos ionesVitaminas

Na+

H2O

Cl- (y otros aniones), K+

Urea, Grasa,sustancias solubles

3Na+

Cl-

2K+

3Na+

2K+

K+

Transporte activo primario

Transporte activo secundario

Transporte pasivo (difusión)

Proteína transportadora

LEYENDA

TRANSPORTE DE SOLUTOS Y AGUA EN EL

ASA DE HENLE

Asa descendente delgada de Henle

Asa ascendente gruesa e Henle

25%

Hipoosmótico

Segmento descendente fino.

(membranas epiteliales finas sin borde en cepillo, pocas mitocondrias y mínima actividad metabólica) Segmento

ascendente fino.(casi impermeables al agua) Segmento

ascendente grueso.

20% Filtración

Capacidad de reabsorción activa de sodio, cloro y potasio.

TÚBULO DISTAL

DIURÉTICOS TIAZÍDICOS; usados para trastornos como hipertensión e insuficiencia cardíaca, inhiben el cotranspotador sodio-cloro.

*Células principales ; lugares de acción de los DIURÉTICOS AHORRADORES DE POTASIO, como ESPIRONOLACTONA, EPLERENONA, AMILORIDA y TRIAMTERENO.*Los antagonistas de receptores de ESPIRONOLACTONA y EPLERENONA, compiten con la ALDOSTERONA; inhiben efectos estimuladores de esta hormona.*La AMILORIDA y TRIAMTERENO; bloqueadores de canales del sodio que inhibe directamente la entrada de sodio.*Antagonistas de ALDOSTERONA, reducen la excreción urinaria de potasio; diurético ahorrador de potasio.

Células principales

Células intercaladas

Primera parte del túbulo distal

Última parte del túbulo distal y conducto colector

*Porción inicial; mácula densa, empaqueta en el complejo yuxtaglomerular.*Control de retroalimentación del FG Y flujo sanguíneo.*Segmento diluyente; contorneado .(reabsorbe con avidez y diluye líquido tubular).

*Reabsorben sodio y agua de la luz tubular;1.-Potasio entra por la bomba ATPasa sodio potasio.2.-Potasio se difunde por la membrana liminal al líquido tubular. *Secretan hidrógeno.

ATP

Na+

Cl-

Célula de la porción inicial del Túbulo Distal

-

K+

Na+

Luz tubular (-50mV)Liquido intersticial renal

-

-

Bloqueantes de los canales del Na+ :*AMILORIDA.*TRIAMTERENO.

Antagonista de la aldosterona:*ESPIRONOLACTONA*EPLERENONA

K+

CÉLULAS PRINCIPALES REABSORBEN SODIO Y SECRETAN POTASIO

Porción final del túbulo distal y túbulo colector cortical

1. Membranas tubulares impermeables a la urea, similar en el segmento diluyente; atraviesa túbulo colector para excreción en orina, reabsorción de urea en conducto colectores medulares.

2. Se reabsorben iones sodio, controlando intensidad por Aldosterona, secretan al mismo tiempo potasio desde sangre capilar peritubular a la luz tubular.

3. La célula intercaladas; secretan H+ (hidrógeno-ATPasa)en contra de un gradiente de concentración hasta de 1.000 a 1. Regulación acidobásica de líquidos corporales

4. Permeabilidad al agua controlada por la concentración de ADH (vasopresina). Con ADH; permeabilidad al agua y sin ADH; impermeable . Control de dilución o concentración de orina

CONDUCTO COLECTOR MEDULAR

1.-Permeabilidad de agua. Presencia de ADH, reabsorbe en el intersticio medular, reduce volumen de orina y concentra solutos.2.-Permeable a urea, transportadores de urea; difusión a través de membrana luminales y basolaterales. Aumenta osmolalidad de riñones.3.-Capacidadad de secretar H+ , contra un gradiente de concentración. Regulación acidobácico

Concentraciones de diferentes solutos en diferentes segmentos

tubulares

Si se reabsorbe un mayor porcentaje de agua, la sustancia se concentra. Si se reabsorbe un mayor porcentaje de soluto, la sustancia se diluye.

Concentraciones medias de distintas sustancias en los diferentes puntos del sistema tubular

Concentraciones medias de distintas sustancias en los diferentes puntos del sistema tubular

Túbuloproximal

Asa deHenle

Túbulodistal

Túbulocolector

100.0

50.0

20.0

10.0

5.0

2.0

1.0

0.50

0.20

0.10

0.05

0.02

Cl-

K+

y Na+

K+

Na+

CH

ON

sG

lucaa

Creatin

ina

Conce

ntr

aci

ón (

rela

ción c

on la c

once

ntr

aci

ón e

n e

l filt

rado)

Reabsorción de distintas sustancias en los diferentes puntos del sistema tubular

Túbuloproximal

Asa deHenle

Túbulodistal

Túbulocolector

100.0

50.0

20.0

10.0

5.0

2.0

1.0

0.50

CH

ON

sG

lucaa

Creatinina

Canti

dad p

or

min

uto

(m

g)

Insulina

UreaInsulina, polisacárido; medir FG, no se reabsorbe ni se secreta en los túbulos renales

Regulación de la reabsorción tubular

Se debe mantener un equilibrio preciso entre la reabsorción tubular y filtración glomerular; hay

múltiples mecanismos de control nerviosos, hormonales y locales.

EQUILIBRIO GLOMERUL

AR

Capacidad de los túbulos de aumentar la reabsorción en respuesta a un incremento de carga tubular.

Ej: El FG aumenta 125ml/min, el grado de reabsorción tubular aumenta también de 81ml/min (65% FG) a unos 97.5ml/min (65%FG)

Juntos los mecanismos autorreguladores y glomerulotubulares evitan cambios , en el líquido de túbulos distales

Fuerzas físicas en el líquido capilar peritubular y el líquido intersticial

Las fuerzas hidrostáticas y coloidosmóticas gobiernan el grado de reabsorción a través de los capilares peritubulares, controlan la filtración en los capilares glomerulares.

Valores normales de las fuerzas físicas e intensidad de la reabsorción

El líquido se reabsorben desde túbulos hacia el intersticio renal y a los capilares peritubulares. (124ml/min)

Reabsorción = coeficiente de filtración capilar peritubular x Fuerza de reabsorción neta

1. Presión hidrostática dentro de los capilares peritubulares; opone a la reabsorción.

2. Presión hidrostática en el intersticio renal, favorece a la reabsorción.

3. Presión coloidosmótica de proteínas plasmáticas en el capilar peritubular, favorece la reabsorción.

4. Presión coloidosmótica de proteínas en el intersticio renal, opone a la reabsorción.

Fuerza de reabsorción neta

1. Aumenta presión arterial, aumenta presión hidrostática y reduce reabsorción.

2. Aumenta resistencia de arteriolas aferentes o eferentes, reduce presión hidrostática capilar peritubular y aumenta reabsorción.

1. Presión coloidosmótica plasmática sistémica; aumenta concentración plasmática de proteínas, aumenta presión coloidosmótica capilar peritubular

2. Fracción de filtración; aumenta plasma filtrado y reabsorción

Regulación de las fuerzas físicas en el capilar peritubular

La presión hidrostática capilar peritubular está influida por la presión arterial y resistencia de las arteriolas aferentes y eferentes:

La presión coloidosmótica de los capilares peritubulares está determinada por:

Vasoconstrictores renales = Angiotensina II

*Incremento del FG aumenta la presión arterial sobre la diuresis.

*En nefropatías la presión arterial aumenta dando lugar a incrementos mayores del FG.

*Incremento en la presión hidrostática en el líquido intersticial renal favorece retrodifusión de sodio a la luz tubular, reduce la reabsorción neta de sodio y agua, aumentando la diuresis cuando la presión arterial aumenta.

EFECTO DE LA PRESIÓN ARTERIAL SOBRE LA DIURESIS

Presión - natriuresis

Aumento de presión arterial entre límites de 75 y 160mmHg, efecto pequeño sobre el flujo sanguíneo renal y FG.

Presión – diuresis

Aumento de la presión arterial renal incrementa la diuresis, reduce el porcentaje de carga filtrada de sodio y agua que reabsorben los túbulos.

*Angiotensina II aumenta reabsorción de sodio, estimula secreción de ALDOSTERONA.

*La reducción de la Angiotensina II ; menor reabsorción tubular de sodio tiene lugar cuando aumenta la presión arterial

Tercer factor del mecanismo presión – natriuresis y presión – diuresis es la menor

formación de ANGIOTENSINA II

HORMONA SITIO DE ACCIÓN EFECTOS

AldosteronaTúbulo distal

Túbulo colector

↑ reabsorción NaCl,

↑ reabsorción de H2O

↑ secreción de K+

Angiotensina II

Túbulo proximal

Porción gruesa ascendente del asa de Henle

Túbulo distal

Túbulo colector

↑ NaCl

↑ reabsorción de H2O

↑ secreción de H+

Hormona AntidiuréticaÚltima porción del Túbulo distal

Túbulo y conducto colector↑ Reabsorción de H2O

Péptido Natriurético auricular

Túbulo distal

Túbulo y conducto colector

↓ reabsorción de NaCl

reabsorción de H2O

Hormona Paratiroidea

Túbulo proximal

Porción gruesa ascendente del asa de Henle

Túbulo distal

↓ reabsorción de PO4-

↑ reabsorción de Ca2+

Hormonas que regulan la Reabsorción Tubular

*Sin Aldosterona; destrucción o mala función de la glándula suprarrenal (enfermedad de Addison), hay permeabilidad de sodio y acumulación de potasio

*Exceso de Aldosterona, ocurre en pacientes con tumores suprarrenales (síndrome de Conn), retención de sodio y disminución de potasio

*La ADH se une a receptores específicos y aumenta la formación de AMP cíclico y activa proteínas cinasas, estimulando movimiento de proteína intracelular; ACUAPORINA – 2 (AQP-2), forman canales de agua.

*AQP – 3 y AQP – 4; vía de salida rápida de agua

Los niveles de ANP están altamente elevados en INSUFICIENCIA CARDÍACA cuando las aurículas cardíacas se extienden debido a un deterioro en el bombeo de los ventrículosEl aumento de ANP ayuda atenuar la retención de sodio y agua en insuficiencia cardíaca

Aclaramiento plasmático

Capacidad del riñón para depurar o eliminar una sustancia del plasma sanguíneo

plasmáticaiónConcentracurinariaiónconcentracmlurinarioFlujo

mlplasmáticotoAclaramien min)/(

min)/(

Inulina

Aclaramiento plasmático de inulina

Glomérulo

Cápsula de Bowman

1 ml de plasma

1 mg de Inulina

1 mg de Inulina/1 ml de plasma

Orina

• Polisacárido, no se reabsorbe ni se secreta

INULINA; molécula de polisacárido; peso molecular 5.200, no produce el cuerpo, se encuentra en raíces de ciertas plantas, administrarse vía venosa para medir el FG.

Inulina

Depuración plasmática de inulina

Glomérulo

Cápsula de Bowman

1 ml de plasma

1 mg de Inulina

1 mg de Inulina/1 ml de plasma

Orina

Inulina

Depuración plasmática de inulina

Glomérulo

Cápsula de Bowman

1 ml de plasma

1 mg de Inulina

1 mg de Inulina/1 ml de plasma

Orina

1 ml de plasma

1 mg de Inulina

1 mg de Inulina/1 ml de plasma

Inulina

Depuración plasmática de inulina

Glomérulo

Cápsula de Bowman

1 ml de plasma fue depurado de 1mg de inulina

Orina

1 ml de plasma

1 mg de Inulina

1 mg de Inulina/1 ml de plasma

Inulina

Depuración plasmática de inulina

Glomérulo

Cápsula de Bowman

1 ml de plasma fue depurado de 1mg de inulina

Orina

[Uinu]=125mg/ml y Qurin=1ml/min

min/125

/1

min/1/125

][

][

mlC

mlmg

mlmlmgC

P

QUC

inulina

inulina

inu

Uinuinulina

Aclaramiento plasmático de creatinina

• Es el producto final del metabolismo muscular y se elimina del organismo por filtración glomerular.

• No requiere administrarlo por infusión venosa.

• Se usa mucho más que el aclaramiento de inulina para calcular el FG en clínica.

• El FG reduce al 50%consentración sérica de creatinina y velocidad de excreción cuando la velocidad de producción es constante.

Aclaramiento plasmático de PAH

• No hay ninguna sustancia conocida que se aclare completamente a través de los riñones

• PAH, se aclara un 90% del plasma

PAHextracciónCocientede

todePAHAclaramientotaláticorenalFlujoplasm

La fracción de filtración se calcula a partir del FG dividido

por el flujo plasmático renal

1. Si el aclaramiento de una sustancia se iguala al de la inulina, la sustancia se iguala al de la inulina.

2. Si el aclaramiento de una sustancia es menor que el de la inulina, la sustancia debe haberse reabsorbido en los túbulos de la nefrona.

3. Si en aclararte de una sustancia es mayor que la inulina, la sustancia debe secretarse en los túbulos de la nefrona.

Cálculo de la reabsorción o

secreción tubular a partir de los

aclaramientos renales

FF = FG / FPR

Si se conocen la filtración glomerular y la excreción renal de una sustancia, calculamos si hay una reabsorción neta o secreción neta de esa sustancia por los túbulos renales

Comparaciones entre aclaramiento de inulina y disolventes solutos

GRACIAS POR SU ATENCIÓN..¡¡