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FORMACIÓN DE LA ORINA POR LOS RIÑONES: II. REABSORCIÓN Y SECRECIÓN TUBULAR.
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FACULTAD DE SALU PÚBLICAESCUELA DE MEDICINA
FISIOLOGÍA RENAL
FORMACIÓN DE LA ORINA POR EL RIÑON SEGUNDA PARTE
Creado por: JOHANA CECIBEL ZAMBRANO TAPIA
Riobamba – Ecuador
2013
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
Glomerular
-Reabsorción
tubular
+
Secreción tubular
Arteriola
eferente
Glomérulo
Arteriola
aferenteCápsula de
Bowman
Túbulo
proximal
Túbulo
colector
Asade
Henle
Capilares
peritubulares
Túbulo
distal
A la vejiga y
al 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
*
En 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
Primero
Los 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
Segundo
La 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
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.
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.
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]
GluNa+
GluNa+
↓ [Glu]
↑ [Na+]
K+K+
Luztubular Célula tubular
proximal
Líquidointersticial
↑ [Na+]
↓ [Glu]
↑ [Na+]
↓ [Glu]
↑ [Na+]
↓ [Glu]
↑ [Na+]
↓ [Glu]
El filtrado es similar al del
líquido intersticial
Transportador activo secundario
Transportador 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
*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
tubularesLuz
tubular
COTRANSPORTE
*Transporte máximo de sustancias
que se reabsorben de forma activa*Pinocitosis
Ca
rga
de
glu
co
sa
fil
tra
da
, re
ab
so
rció
n o
ex
cre
ció
n (
mg
/min
)
0 100 200 300 400 500 600 700 800
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Carga
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
*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
*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 .
*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
0.5
0.2
0.1
1
5
2
20 40 60 80 100 % longitud totalConcentr
ació
n e
n e
l líquid
o
tubula
r/pla
sma
Arteriola
eferente
Capilar
peritubular
Cápsula
de Bowman
Arteriola
aferente
NaCl NaCl
Na +
SolutoNa +
H2O sigue
al 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
H2O
Úrea Úrea
Menos
soluto:
osmolaridad↓
Volumen
disminuye
pero la
cantidad de
Úrea no
cambia:
[Úrea] ↑
NaCl
Solut
o
H2O
Úrea
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
Glucosa
Aminoácidos
Algunos iones
Vitaminas
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 Henle25%
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
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.
Na+
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
Túbulo
proximal
Asa de
Henle
Túbulo
distal
Túbulo
colector
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+
Concentr
ació
n (
rela
ció
n c
on l
a c
oncentr
ació
n e
n e
l fi
ltra
do)
Reabsorción de distintas sustancias en los
diferentes puntos del sistema tubular
Túbulo
proximal
Asa de
Henle
Túbulo
distal
Túbulo
colector
100.0
50.0
20.0
10.0
5.0
2.0
1.0
0.50
Creatinina
Canti
dad p
or
min
uto
(m
g)
Insulina
Urea
Se debe mantener un equilibrio preciso entre la
reabsorción tubular y filtración glomerular; hay
múltiples mecanismos de control nerviosos, hormonales
y locales.
EQUILIBRIO
GLOMERULARCapacidad 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 ventrículos
El aumento de ANP ayuda atenuar la
retención de sodio y agua en
insuficiencia cardíaca
Capacidad del riñón para depurar o eliminar una sustancia del plasma
sanguíneo
plasmáticaiónConcentrac
urinariaiónconcentracmlurinarioFlujomlplasmáticotoAclaramien
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
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.
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 renalesComparaciones entre
aclaramiento de inulina y
disolventes solutos
