Fisiología humana 2

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FUNCIONES DEL RIÑÓN:La función del riñón es eliminar las sustancias de deshecho procedentes del catabolismoque circulan por la sangre (urea, ácido úrico, creatinina y el exceso de agua, NA. también es unimportante órgano regulador ya que regula la osmolaridad y el volumen sanguíneo y colaboraren el mantenimiento del equilibro ácido-base, para mantener el pH sanguíneo en los límitesnormales Para ello realiza una serie de procesos que se resumen en:
- Filtración del plasma, que conduce a la formación de un ultrafiltrado: agua, iones,productos de deshecho, etc., pero sin proteínas.
- Reabsorción tubular de sustancias filtradas que no pueden perderse por orina (iones,glucosa, aminoácidos, agua, etc.).
- Secreción de determinados productos procedentes de los capilares peritubulares y de lascélulas tubulares hacia la orina.
- Excretar la orina a los uréteres que la conducirán a la vejiga y a la uretra hasta su expulsión
mediante la MICCIÓN.Además funcionestieneacciones endocrinas: Producción de Renina por las células del aparato yuxtaglomerular que actuando sobreangiotensinógeno, da angiotensina I y esta aangiotensina II yésta, va activar la secreción de aldosterona porla glándula suprarrenapara regular el volumen sanguíneo y  presión arterial.
- Producción de Eritropoyetina que ante situaciones de hipoxia estimula en la médula óseala producción de hematies.
- Transformación de la Vitamina D3 por el enzima 1-a- hidroxilasa de las células tubularesen (calcitriol) que es el metabolito activo.
- Producción local de prostaglandinas que regulan en flujo sanguíneo intrarrenal y lareabsorción de Na.



Partes de la Nefrona:dos estructuras relacionadas entre sí:
1. El corpúsculo renal o corpúsculo de Malpighi que es donde se producen la filtracióndel plasma y que consta de:
·Los capilares glomerulares que se disponen en forma de ovillo procedentesde la arteriola aferente y que desembocan en la arteriola eferente. Se
caracterizan, por tener un endotelio fenestrado y una membrana basal quefacilitan el proceso de filtración, sin dejar escapar las proteínas.
· La cápsula de Bowman que recibe el ultrafiltrado del plasma y lo pone encomunicación con los túbulos.
2. Los túbulos renales: están constituidos de forma consecutiva por:
· Túbulo contorneado proximal que se caracteriza por tener células cilíndricascon borde en cepillo para favorecer los procesos de reabsorción.
· Asa de Henle: que se caracteriza por tener una rama descendente delgada y unaascendente gruesa con células planas. En la rama ascendente gruesa es dondetiene lugar parte de la reabsorción activa del cloruro sódico que generará la
suficiente osmolaridad en el intersticio para el proceso de concentración de laorina.
· Túbulo contorneado distal que tiene células sin reborde en cepillo y es dondeocurren los procesos de secreción de hidrogeniones y amonio para la regulaciónfinal del pH.
· Tubulo colector: donde desembocan varios túbulos contorneados distales. En élse produce la reabsorción de agua por acción de la hormona antidiurética: ADH.Los túbulos colectores van confluyendo hacia el interior del riñón en la papilarenal que desemboca en los cálices menores, que a su vez confluyen en ...



APARATO YUXTAGLOMERULAR:

Además de estas estructuras, existe en íntima relación con la nefrona el aparato
yuxtaglomerular (figura 2) encargado de la secreción de renina que está situado a comienzo del
túbulo distal y está constituido por:
1. Células especializadas del epitelio del tubo contorneado distal, que constituyen la
mácula densa sensible a la concentración de cloruro sódico que existe en la luz del
túbulo.
2. Células derivadas de la musculatura lisa de la arteriola aferente: las células
yustaglomerulares
especializadas en la secreción de renina.
3. Células mesangiales que derivan del glomérulo que ejercen fundamentalmente,
funciones de soporte.



CIRCULACIÓN Y FLUJO RENAL

Riñones muy vascularizados con gran flujo; el flujo sanguíneo renal, es
aproximadamente el 20% del gasto cardíaco = 1200 ml/min. Si restamos el
hematocrito, el flujo plasmático renal (FPR), es de 680 ml/min.
2. Se mantiene constante a pesar de cambios en la presión arterial, es decir, tiene gran
capacidad de autorregulación (en rangos de 70-180 mm de Hg). En esta
autorregulación, tienen un importante papel la angiotensina II y las prostaglandinas
intrarrenales.
3. Existen diferencias de flujo: en la corteza discurre el 75%, lo que facilita la
filtración y la reabsorción. En la médula discurre el 20% y en la papila renal el flujo
es solo del 5-10 %, por lo que esta estructura, es muy sensible a la falta de oxígeno.
4. Está muy relacionado con el sistema renina angiotensina II, la producción local
de prostaglandinas y la homeostasis del sodio.
5. Se relaciona con la génesis de hipertensión arterial. La disminución de flujo
unilateral o bilateral genera hipertensión por exceso de liberación de renina.
6. Determina que el riñón se afecte en numerosas enfermedades sistémicas como
vasculitis, diabetes, hipertensión, etc..., y además puede sufrir embolizaciones
frecuentes.
Figura



filtracion glomerular:El riñón filtra, aproximadamente de 150 a 250 litros de sangre al día, este alto volumen,implica:
a) sistema de filtrado adaptado a grandes volúmenes y gran presión de filtración.
b) sistema altamente regulado y coordinado con la reabsorción tubular para no perderen exceso.
Las características anatomo-fisiológicas del glomérulo, hacen de esta estructura laespecializada para realizar dichas funciones.
La barrera de filtración en el glomérulo se constituye por:
1. Capa de células del endotelio capilar que presentan poros de 500-1000,que no permiten el paso de células.
2. La membrana basal glomerular que no permite el paso de proteínas de altopeso molecular.
3. Las células epiteliales de la Cápsula de Bowman llamadas podocitos, quepresentan unas prolongaciones de su citoplasma o procesos en forma de
dedo de guante, llamadas pedicelos, que constituyen una malla de 40-140,que no permiten el paso de proteínas de más bajo peso molecular.
4. Además, los capilares glomerulares, están unidos por células mesangialesque tienen capacidad contráctil regulando así la barrera endotelial y
epitelial. Estas células forman parte también, del sistema monocitomacrófago

La filtración, depende del balance de presiones que existen entre el capilar y la cápsulade Bowman. La elevada presión hidrostática capilar y la prácticamente nula presión oncótica(por ausencia de proteínas) de la Cápsula de Bowman, favorecen la filtración; la presión hidrostática de la cápsula de Bowman y la presión oncótica de las proteínas del capilar glomerular, se oponen a la filtración.


 



La GFR es un índice de función renal. Su cálculo se realiza de forma indirectautilizando sustancias que se filtran del plasma a la cápsula de Bowman, y que no se reabsorben ni se secretan como la inulina (que hay que aportar de forma exógena) o, la creatinina(sustancia endógena derivada del metabolismo muscular), mediante la determinación del llamado: Aclaramiento de creatinina, que se define como, cantidad o tasa de volumen plasmáticoque queda libre de una sustancia, en este caso, creatinina, en la unidad de tiempo, y se calcula según la fórmula:
Aclaramiento de creatinina= (UCr

x V)/ PCr
Donde: UCr = concentración de creatinina en orina (mg/dl).
V= volumen de orina /min.
PCr = concentración de creatinina en plasma (mg/dl)
El aclaramiento normal de creatinina, y por tanto de la función renal normal es de 120 ml/min x
1,73 m2 de superficie corporal.

En los últimos años, cada vez se utiliza más en rutina clínica el cálculo de la
función renal mediante la determinación de la estimación de la GFR o aclaramiento de
creatinina estimado: eGFR, que es un cálculo matemático basado en la cifra de creatinina
plasmática y la edad, así se obvia la recogida de la orina durante las 24 horas. Existen 2
métodos de estimación: La fórmulas MDRD abreviada, que es la más utilizada y la
fórmula de Cockcroft-Gault. Se utilizan especialmente para el estadiaje de la enfermedad
renal, aunque tienen sus limitaciones



Túbulo tontorneado proximal (tcp):En el túbulo contorneado proximal se reabsorbe el 65% del Na filtrado principalmente poracción de la bomba Na-K-ATPasa, situada en la membrana basolateral de la célula, siendocaptado por el capilar peritubular. (El Na entra en la célula desde la luz por la membrana

luminal mediante mecanismos pasivos a favor de gradiente de concentración creado por labomba Na-K-ATP-asa).

También reabsorbe Na por los espacios paracelulares motivado por las fuerzas deStarling junto con el agua motivada por el gradiente osmótico transtubular establecido por lareabsorción de este y también de glucosa. :Transporte de Na, glucosa y agua, acopladosTambién se reabsorben la glucosa por transportadores específicos para ella que funcionan comocotransporte con el Na (estos transportadores se denominan SGLT2 y GLUT2.La absorción de Na+ también está acoplada con la de otros solutos como aminoácidos, Fósfatoinorgánico, lactato y bicarbonato mediante difusión facilitada por la existencia de untransportador para la mayoría de ellas. La reabsorción por tanto es saturable dependiendo delas moléculas de transportador .Algunas proteínas de bajo peso molecular y algunos péptidos que se han filtrado en el glomérulo también se reabsorben aquí por endocitosis de manera intacta o parcialmente degradados por peptidasas situadas en borde en cepillo de la célula tubular, de una manera completa. La aparición de proteínas en la orina: proteinuria es una indicación de que se ha alterado la barrera de filtración por una enfermedad renal.

En el túbulo proximal también se segregan aniones y cationes orgánicos, por trnasportadores específicos situados tanto en la membrana basolateral como luminal: de este modo se eliminan fármacos como los AINEs la aspirina, los contrastes radiológicos…El ácido úrico filtrado se reabsorbe inicialmente, se secreta después como anión urato y sufre una reabsorción postsecretora en el mismo túbulo.



Asa de Henle:

Cuando la orina entra en la rama descendente del asa de Henle tiene la misma osmolaridad que el plasma. La rama descendente es muy permeable al agua que pasa del túbulo al intersticio por la osmolaridad de este, y no es permeable al Na+ que aumenta su concentración a lo largo del asa y por tanto la osmolaridad. En la curva del asa también se

produce paso de urea del intersticio al túbulo aumentando aún más la osmolaridad. Este

mecanismo es fundamental para concentrar la orina, en las nefronas de asas largas que penetran

mucho en la médula renal.

En el segmento grueso del asa de Henle se reabsorbe el 25% del Na+ filtrado, por un

cotransporte activo con el Cloro mediante una bomba que es inhibida por furosemida (“diurético

de asa”). Esta reabsorción de Na al intersticio renal determina un aumento progresivo de la

osmolaridad, siendo el paso primordial del mecanismo de concentración urinaria.

En el asa de Henle se reabsorben también Magnesio y Calcio.

Túbulo Contorneado Distal

En el túbulo contorneado distal y en el túbulo colector se reabsorbe el 10% del Na

filtrado mediante el transportador Cl-Na de lado luminal sensible a los diuréticos tiazídicos, que

lo inhiben, y a una bomba Na-K-ATPasa del lado capilar que está influenciada por la

aldosterona (que aumenta su actividad). Este segmento no es permeable al agua por lo que se

considera segmento dilutor.

El túbulo distal es el lugar principal de la reabsorción activa de Calcio, facilitada por la

unión a una proteína intracelular inducida por la vitamina D.



Túbulo Colector:existen dos tipos de células: las principales especializadas en lareabsorción de Na por canales específicos del lado luminal acoplados con la excreción de K porcanales específicos para este y por la bomba Na-K-ATPasa que aumentan su nº y actividad porla aldosterona. Esta reabsorción se inhibe por los diuréticos ahorradores de K comoAmiloride y por antagonistas de la aldosterona.En este túbulo también actúan los péptidos natriuréticos que libera el corazón cuando se

sobrecarga de volumen, permitiendo sueliminación a la orina.Las otras células son las intercaladas, especializadas en la secreción de Hidrogeniones

H+ (las de tipo A) por una bomba activa ATPasa con la consiguiente reabsorción de

bicarbonato, lo que supone el 10% del bicarbonato necesario para la homeostasis. Las células

tipo B, están especializadas en la secreción de bicarbonato en las situaciones en las que el

organismo está en alcalosis metabólica (pH >7,45 y bicarbonato sanguíneo>25 mEq/L).

Reabsorción de agua y urea:

Se realiza por todos los segmentos de la nefrona por mecanismos pasivos dependientes

de la osmolaridad generada por la reabsorción de Na+. La osmolaridad creada en el intersticio

es fundamental para concentrar la orina cuando es necesario.

Reabsorción de agua

Reabsorción de urea

En el túbulo contorneado distal y colector se realiza el ajuste de la reabsorción de Na y

agua. La permeabilidad al agua en esta zona depende de la hormona antidiurética: ADH,

secretada por el hipotálamo dependiendo del estímulo de la sed, según el esquema



SECRECIÓN TUBULAR:Además de por filtración, algunas sustancias pasan a formar parte de la orina medianteprocesos de secreción de las células tubulares, así por ej. el Ac. Úrico,urea y mínimas cantidades de creatinina también se secretan.

El K+: El K+ se filtra en el glomérulo y es reabsorbido en su mayor parte en el túbulo renal, sin

embargo en ocasiones la cantidad excretada puede ser superior a la cantidad filtrada, existe

secreción neta, dependiendo de la necesidad del organismo para mantener constante su

concentración en sangre en niveles estrechos: 3,5 -5,2 mEq/l. El ajuste final de la secreción

necesaria de K+ se realiza en la nefrona distal por acción de la aldosterona.

Factores que influyen en la secreción de K+

Los H+ : que son expulsados de la célula tubular, tanto en el t. Proximal como en el t. distal, para

la reabsorción y regeneración de bicarbonato, contribuyendo así a la excreción de ácidos y la

regulación del pH plasmático.

El NH4

+ :procedente de la glutamina, que da lugar a NH3 en el túbulo contorneado proximal y

difunde por el intersticio al túbulo distal donde “atrapa” y fuerza la excreción de H+

contribuyendo a su eliminación y así mantener el pH homeostático.

Estos dos últimos procesos los estudiaremos en la regulación del equilibrio ácido-base.



FISIOLOGÍA DE LA MICCIÓN:Una vez que la orina sale de los túbulos colectores, la composición apenas varía. Estaorina estira los cálices renales que inician una serie de contracciones peristálticas que sepropagan a la pelvis renal y a los uréteres forzando así la orina hasta su entrada en la vejiga.Los uréteres contienen músculo liso y un plexo nervioso intramural. El sistema nerviosoparasimpático potencia las contracciones (aumenta el peristaltismo) mientras que el simpático las inhibe. (Las situaciones agudas de estrés pueden hacer que se corte la micción). Si en los

uréteres se desencadena una obstrucción, por ejemplo por un cálculo urinario, la presión en el

uréter puede igualar a la presión de filtración en el glomérulo y cae o se anula el filtrado

glomerular. Por otro lado se produce una constricción refleja intensa del uréter que produce un

dolor intenso (el cólico nefrítico) que aparece en la fosa renal, sigue el trayecto ureteral y llega a

los genitales. Este dolor provoca un reflejo ureterorrenal, por vía simpática que provoca una

contracción de las arteriolas aferentes con reducción del filtrado y de la producción de orina,

evitando el flujo excesivo al uréter obstruido. Este reflejo, por tanto, hace que también caiga el

filtrado glomerular.

La Vejiga urinaria es una cámara de músculo liso compuesta por un cuerpo, que es la parte

principal donde se acumula la orina y un cuello que se conecta con la uretra posterior. Por

encina del cuello hay una zona llamada trígono en cuyos ángulos superiores desembocan los

uréteres, que penetran en el espesor de la pared vesical. La tensión que ejerce la pared sobre esta

desembocadura ureteral hace una acción valvular funcional que impide que exista reflujo de la

orina desde la vejiga al uréter, en circunstancias normales.



El músculo liso que forma parte de la pared vesical se llama músculo detrusor, de fibras lisas,

que se contrae por estimulación vegetativa, generando una presiónde 40-60 mm de Hg que

determina el vaciamiento vesical.

El vaciamiento espontaneo de la vejiga lo impiden los dos esfínteres del cuello vesical. El

esfínter interno está formado por músculo liso de control autónomo, impide el vaciado pero se

vence cuando la presión es muy elevada que lo abre. El esfínter externo es de control

voluntario, son fibras motoras esqueléticas.

Los nervios pélvicos que conectan con la médula espinal por el plexo sacro (S2-S3),

contienen fibras sensitivas y motoras. Las sensitivas detectan el grado de distensión de la pared

vesical, y las fibras motoras parasimpáticas que inervan el detrusor, lo contraen. [Existe también

inervación simpática de escasa relevancia].

Las fibras motoras esqueléticas caminan por los nervios pudendos que controlan el

esfínter externo.



Reflejo de la micción: Es un reflejo espinal simple sujeto a un control consciente e

inconsciente por parte de centros cerebrales superiores. Existe un control inconsciente inhibidor

de la micción. También una inhibición y facilitación consciente cuando se desea orinar, y

también un control consciente del esfínter externo.

A medida que la vejiga se llena su pared se va distendiendo y los mecanorreceptores de

estiramiento envían señales a la médula sacra (brazo aferente del reflejo). En el centro medular

esta información genera una respuesta por las neuronas parasimpáticas (brazo eferente del

reflejo) que estimulan el detrusor, generándose contracciones miccionales que aumentan la

amplitud, la duración y la intensidad a medida que la vejiga va llenándose.

Esta información sensitiva se envía también a la corteza sensitiva, donde nos hacemos

conscientes de que la vejiga se está llenando. Cuando las contracciones son más intensas porque

el llenado aumentan, podemos ir inhibiendo la sensación de orinar hasta que llega un momento

en que ya seremos incapaces de controlarla y la micción ocurrirá aunque no queramos. A partir

d 300-400 ml de llenado el reflejo es suficientemente poderoso como para provocar otro reflejo

que pasa por los nervios pudendos inhibiendo la acción del esfínter externo, produciéndose la

micción.

En la micción voluntaria, se contraen en primer lugar voluntariamente los músculos

abdominales, esto aumenta la presión de la vejiga y permite que entre una cantidad extra de

orina en el cuello de la vejiga y en la uretra posterior, lo que estira sus paredes, estimula los

receptores de distensión, excita el reflejo miccional y a la vez inhibe la acción del esfínter

externo.

Las lesiones de estas estructuras nerviosas provocan alteraciones que se determinan una

vejiga neurógena y diversos modos de incontinencia.



TEMA-5: REGULACIÓN ÁCIDO-BASE
La concentración de H+ en el organismo es una constante homeostática que debe
permanecer en márgenes muy estrechos para que se mantenga la vida. Todos los días ingerimos ácidos y bases en la dieta, aunque la tendencia es más a ácidos
(aminoácidos, ácidos grasos..). Además el metabolismo celular produce más ácidos que bases:
CO2, ác. Láctico, cetoácidos…El organismo debe enfrentarse a esta carga mediante
mecanismos que mantengan el equilibrio ácido-base, de una forma muy regulada. En realidad lo
que tiene que regular nuestro organismo son dos tipos de ácidos:
-Ácidos volátiles: CO2 derivado de la respiración celular - metabolismo aeróbico
- Ácidos fijos: H+, derivados del catabolismo de los principios inmediatos: del metabolismo de
los hidratos de carbono: ácido láctico, de las grasas: cetoácidos, de las proteínas y de los ác.
nucleicos: sulfúrico, úrico fosfórico….
Cuando estos ácidos están en nuestro organismo, son amortiguados de manera
inmediata por los sistemas buffer o tampón. Los 3 más importantes son:
- El Bicarbonato extracelular: CO3H-.
- La Hb., los fosfatos y las proteínas intracelulares
- Los Fosfatos (acidez titulable) y el Amonio en la orina.



EL SISTEMA TAMPÓN HCO3-:
Es el sistema extracelular más importante. La concentración de bicarbonato plasmática
normal es de 23-25 mEq/l, y es capaz de amortiguar, en un individuo de 70 kg con un volumen
de LEC de 14 l., potencialmente 350 mEq de H+. A diferencia de otros sistemas (por ej. del
fosfato) se halla regulado tanto por los pulmones como por los riñones como se aprecia en
base a la reacción de disociación del ácido carbónico:
CO2 + H2O Û CO3H2 Û CO3H- + H+
Esta reacción se acelera en presencia de Anhidrasa-Carbónica (AC). Si aumentan los H+, la
reacción se desplaza hacia la izquierda y el exceso de CO2 se elimina por los pulmones con
facilidad y de forma inmediata (el CO2 estimula los quimiorreceptores centrales y periféricos
que actúan sobre los centros respiratorios y activan la ventilación). Si la reacción se desplaza a
la derecha, los H+ se eliminan por el riñón aunque de forma más lenta, en horas o días, pero de
forma muy potente y eficaz.
Para cuantificar como afectan al pH los cambios en el CO2 y en el CO3H-, se utiliza la
ecuación de Henderson-Hasselbalch:
pH = pK + log [CO3H-]/[CO3H2]
-El pK es una constante de disociación total de la ecuación y su valor a 37º es de 6,1.
-El CO3H2 equivale a 0,03xPCO2.
Por lo tanto, podemos decir que la relación entre el [CO3H-] / 0,03xPCO2, debe ser 20 en
estado normal, ya que:
pH= 6,1 + log 20 (=1,30) =7,40.



EXCRECIÓN NETA DE ÁCIDOS POR LOS RIÑONES.-
Bajo condiciones normales, los riñones excretan una cantidad de ácidos igual a la
producción de ácidos no volátiles y, así, recuperan el bicarbonato que se ha utilizado en la
amortiguación de H+. Además los riñones deben prevenir la pérdida del bicarbonato filtrado en
el glomérulo. Tanto un proceso como el otro se consiguen mediante la secreción de H+ por las
nefronas, estos H+ acidifican la orina que puede tener un pH hasta de 4-4,5. Para que la
eliminación H+ por la orina sea más eficaz existen tampones urinarios como el fosfato filtrado
(acidez titulable) y el amoniaco (NH3) procedente de la glutamina - que produce NH4+
(Amonio), que se consideran caza protones.
Mecanismos de secreción de H+ y Reabsorción de Bicarbonato en el TC Proximal.-
El bicarbonato se filtra libremente en el glomérulo y se reabsorbe en el 90% en este
túbulo. En las células proximales así como en el borde en cepillo existe gran cantidad de
Anhidrasa-carbónica (AC) que acelera la reacción de disociación del ácido carbónico. Los H+
procedentes de esta reacción en el interior de la célula dan lugar a H+ que sale a la luz
intercambiándose con Na+ que como sabemos pasa al interior de la célula, y el bicarbonato se
reabsorbe a la sangre junto con Na+ e intercambiándose con Cl- . El H+ en la luz tubular se
combina con el CO3H- filtrado y por efecto de la AC del borde en cepillo da lugar a CO2 y
agua que difunde muy bien a todos los espacios



Mecanismos celulares para la secreción de H+ y reabsorción de CO3H- en el túbulo distal
y colector.-
En estos túbulos están las células intercaladas tipo A, especializadas en la secreción de
H+, mediante bombas que consumen ATP, una que intercambia H+ con K+ y otra exclusiva
para eliminar de la célula los H+. La Anhidrasa- carbónica solo está en el interior de la célula y
la reacción de disociación del CO3H2 es más lenta en la luz tubular. El Bicarbonato de la célula
pasa a la sangre intercambiándose con el Cl-
En circunstancias en que existe en el organismo un exceso de bicarbonato (alcalosis) las
células intercaladas modifican sus bombas y se convierten en células tipo B, que segregan
bicarbonato a la orina y reabsorben H+ para reducir la alcalosis y disminuir el pH.

Formación de nuevo Bicarbonato.-
La formación de acidez titulable en la orina y de amonio (NH4+), tiene 2 funciones
importantes, ayuda al riñón a eliminar más H+, y regenera más bicarbonato disponible para
tamponar.
Los tampones (principalmente fosfato) que se filtran en el glomérulo y van discurriendo
por los túbulos en la orina van atrapando H+ que segregan las células tubulares y dejan así
CO3H- disponible para su absorción a la sangre.

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